隔震支座厂家

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

38次阅读
没有评论

云南省腾冲县人民医院综合业务楼扩建项目工程位于云南省腾冲市,当地抗震设防烈度为8度,设计基本加速度值为0.20g,设计地震分组为第三组。建筑场地类别为Ⅱ类。根据云南省政府规定:8度和9度抗震设防地区单体建筑面积大于2000㎡的县级(含)以上医院医疗用房应当采用减隔震技术(层数大于3层及以上时)。由此本工程按隔震结构设计。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

分期建设,一期经验,一期优化

工程分为两期建设:

  • 一期项目名称为云南省腾冲县医院新建门诊医技、内科住院楼工程,于2104年3月开始施工图设计,2015年4月开工,现主体结构施工完毕。
  • 二期项目名称为腾冲市人民医院扩建(二期)项目,工程2017年10月开始设计,2018年4月施工图审查通过。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

一期工程分为内科病房楼和门诊医技楼。

  • 内科病房楼地上14层(局部裙房三层),结构高度55.3m,结构形式为框剪结构;门诊医技楼地上5层,结构高度23.5m,结构形式为框架结构。
  • 基础底标高-9.750m,地下二层平时为车库,战时为人防层(不分缝),地下一层为隔震层(分缝位置同上部),隔震层上部为病房楼(设800mm缝后分为两个结构单元:A区,B区)和门诊医技楼(无永久缝)。
  • 病房楼A区水平减震系数为0.327,病房楼B区水平减震系数为0.273,门诊医技楼水平减震系数为0.277。
  • 工程东西向长度150m且有8m左右的高差,对隔震设计影响很大。

二期工程为外科病房楼。

  • 地上9层,结构高度36.2m,结构形式为框剪结构;
  • 基础底标高-10.400m,地下二层平时为车库,战时为人防层(不分缝),地下一层为隔震层。
  • 隔震层上部为病房楼,设800mm缝后分为两个结构单元:A区,B区,A区水平减震系数为0.394,B区水平减震系数为0.343。
相关问题的优化设计方法
1嵌固端刚度比的选取

两期工程均取地下室一层顶板作为上部结构的嵌固端(考虑人防要求板厚取为250mm),但一期设计时仅考虑了上部主体结构投影范围内负二层的侧向刚度不小于首层侧向刚度的2倍。

二期设计时专家提出还应考虑地下二层与隔震层(层高取整层高度)刚度比及上支墩(层高取上支墩高度)与首层(隔震层上一层)刚度比,确保嵌固功能的实现。二期设计时补充了相关验算。

2人防出入口部位的隔震做法

一期设计时,建筑专业没有考虑人防与隔震的关系,人防出入口按常规设置,采用了人防竖井直接挂在框架梁上的做法。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

一期工程人防竖井挂在框架梁上做法示意图

经结构专业核对此种做法后,发现既无法承受人防荷载,又无法实现地震时上部结构可以水平移动的要求。由于上部(±0.000层)建筑布置无法改变,遂与建筑专业共同修改使用了人防竖井从-2层顶绕过隔震沟再出地面的做法。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

一期工程人防竖井从-2层顶绕过隔震沟再出地面的做法示意图

二期设计时,综合上部建筑功能一起考虑,采用人防竖井直通上部的做法,既能满足人防和隔震要求,又不增加建筑占地面积,方便使用。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

二期工程人防竖井直通上部的做法示意图

3隔震层以下的结构中震和大震计算方法

笔者认为在不降低抗震等级及相应的构造措施前提下承载力计算时可以用性能设计方法代替直接修改水平地震影响系数最大值做法。

二期设计时,经与隔震审查人员沟通,采用了性能设计做法,最后的计算参数如下图。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

4裙房部位隔震支座设计

一期工程和二期工程均有部分裙房(凸出主楼3跨),一期工程裙房下设置的是橡胶支座,由于上部结构最大位移300mm左右,根据《抗规》[1]第12.2.6条要求,支座位移不应超过支座直径的0.55倍,由此橡胶支座最小直径为600mm,相应的上下支墩,及支墩下部柱最小构造截面为800mmx800mm,远大于相应承载力和位移要求,地震时位移也不协调,即不经济又影响了建筑空间使用。二期设计时采用了ESB400滑动支座。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

ESB400滑动支座

5楼层内无约束剪力墙的设计方法

一期设计时两侧的楼梯间和电梯间布置在了最边跨,成为了两侧均无约束的通高剪力墙。造成墙体的刚度和稳定性变差,地震时剪力滞后效应加重,且相应位置底部的剪力墙在大震作用下出现了拉力。

经处理后满足了规范和审查的要求,相应位置底部的剪力墙在大震作用下出现的拉力也小于《抗规》[1]第12.2.4条规定的压应力不大于1Mpa的要求,但是此种建筑布局对抗震及隔震都非常不利,二期设计时把两侧的楼、电梯间全部布置在了第二跨,避免了无约束剪力墙的产生(最外侧电梯间墙体已开洞,仅作为翼墙使用),且大震下无拉应力产生,既安全又经济。

高层框剪结构的楼、电梯间均布置在了第二跨的做法不仅适用于隔震结构,也适用于普通非隔震结构,建议以后设计时提前与建筑专业沟通,综合考虑。

6托墙转换梁在隔震层存在偏心的处理方法

隔震结构设计时穿越隔震层的电梯通常采取悬挂形式,防止地震时电梯悬挂部分与周围墙,柱相撞,相应的上部采用梁托墙的转换方式。

一期设计时电梯间布置采用了转换梁与电梯井道内齐的做法,由于上部墙体荷载很大,上部墙体与下部转换梁中心不一致,造成转换梁承受的扭矩很大截面无法满足抗剪要求,与之相连的下部混凝土柱受剪承载力也不满足,最后只能做成型钢混凝土梁和型钢混凝土柱,而且一根型钢柱上往往不止一根型钢梁,布置起来非常困难。

相应的处理方法是在转换梁顶,剪力墙底加竖向腋(加腋高度为底层层高),以抵消偏心的影响,如下图,并在平面外加次梁(与楼梯间相连的一侧无法加次梁)然后手算核对转换梁扭矩,在相应部位配置抗扭钢筋。型钢柱内的钢柱做成不规则截面以满足型钢梁的搭接要求。

腾冲县人民医院隔震结构设计八大优化措施方法

在转换梁顶,剪力墙底加竖向腋做法示意图

上图加腋做法会占用建筑使用空间,且型钢梁、型钢柱内配筋较多、施工难度大、周期长。二期设计时直接把转换梁与电梯井上部墙体中心对齐,转换梁宽度500mm,上部墙体厚度300mm,墙偏洞口100mm(已与电梯厂家核对,可以安装要求),因此转换梁上部无附加扭矩,且在建模设计时把转换梁和上部墙体按实体构件一起考虑受力,用普通混凝土梁即可满足受力要求。经比较仅型钢用量一项的造价就比一期设计时节省了好多。

7局部抗浮方法选取

本工程地下水位较高,抗浮设计水位在地下3m左右,且地基土类型不利于地下水渗透,存在局部积水的可能,设计时适当提高了抗浮安全度。

一期工程门诊医技楼部位整体抗浮满足,局部抗浮不满足(主要是±0.000m以上无建筑的中庭部位),病房楼多层结构位置局部抗浮也不满足。结构设计时根据地勘要求直接采用了抗浮锚杆,锚杆成孔直径为150mm,锚固体采用M30水泥砂浆,锚杆的双向间距均为2000mm。

二期工程病房楼裙房部位局部抗浮仍然不满足。结构设计时选取了基础筏板局部加深800mm,筏板上部用素土回填。

加深筏板会相应增大结构计算层高,尤其是作为嵌固端时,应核对相应的刚度比是否能够满足嵌固要求。在抗浮需求较小的情况下建议优先采用筏板局部加深的方法,上部可以填铁渣或者其他容重较大的材料。

8框剪结构中的优化建模方法

当墙转角处/墙端作为框架梁或者普通梁支座时应按规范规定设置转角柱(仅一端有墙时为端柱)。

建议建模方法为:建模时在与柱等高处加节点(T形部位可以加两个)并按普通墙输入(厚度同柱宽),此种建模方法也需要单独指定此段墙体的抗震等级(原因同上),并手算复核墙体的稳定性。计算程序可以考虑墙体与柱可以一起工作,其计算结果与正常受力概念一致,边缘构件内的钢筋排布也比较容易。

该方法不仅适用于隔震结构,也适用于普通框剪结构,通过比较可以发现第二种建模方法优势明显,使用时建议提前与施工图审查人员沟通,确保结构的安全合理。

来源: 中国医院建筑与装备

作者:于海永

正文完
 0
云南减隔震支座厂家
版权声明:本站原创文章,由 云南减隔震支座厂家 于2024-05-14发表,共计3073字。
转载说明:除特殊说明外本站文章皆由CC-4.0协议发布,转载请注明出处。
隔震支座厂家
评论(没有评论)