某酒店建筑结构设计

【摘 要】通过对某酒店建筑结构设计的阐述,介绍了该酒店在设计过程中的一些基本情况,并针对消能减震设计,对复合型铅粘弹性阻尼器的应用进行了创新性初探,可为类似工程设计提供参考.

【关 键 词】建筑结构设计；消能减震；复合型铅粘弹性阻尼器

1工程概况

某酒店位于广州市番禺区,占地面积1936m2,建筑面积24420.49m2,地上18层,结构总高度70.1m,其中,1～5层裙楼为酒店大堂、银行、餐饮、办公室及会议室等,6层以上为酒店标准客房,地下1层为人防地下室,平时用作地下立体停车库.

工程结构设计使用年限为50年,建筑抗震设防类别为丙类,建筑结构的安全等级为二级,人防工程抗力等级为六级,结构形式为现浇钢筋混凝土框架－剪力墙结构.

2建筑结构设计

2.1结构抗震设计

工程所在地区的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g,设计地震分组为第一组,地震作用采用的抗震设防烈度及抗震措施采用的设防烈度均为7度,结构抗震等级详见表1.

2.2工程使用荷载

楼面（屋面）均布活荷载标准值（不包括吊顶及地面材料,大型设备按实际荷载值取用）详见表2,非室内首层地下室顶板考虑了消防车荷载和建筑的覆土要求,沿地下室周边地面活载标准值按10KN/m2考虑.基本风压0.6KN/m2,地面粗糙度为B类.地下结构计算考虑地下水作用,施工过程中设防水位标高为-6.0m,水土对地下室侧壁的压力按水土分算考虑.

2.3防火及耐久性要求

工程建筑分类为一类,耐火等级为一级,所有用材燃烧性能和耐火极限不应低于相应的防火规范要求.

结构混凝土耐久性的基本要求需满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）,地下室、外露构件、天面构件所处环境类别按二类a考虑,其余构件所处环境类别按一类考虑.

2.4混凝土强度等级及抗渗等级

基础、地下室、地下水池混凝土强度等级均为C35,抗渗等级分别为0.8MPa、0.8MPa、0.6MPa.基础垫层和地下室底板垫层混凝土强度等级均为C15,屋面梁板为C30,骨架墙柱和楼层梁板混凝土强度等级详见表3.每一结构层应采用同一厂家同一品种的水泥或混凝土,不得混用.所有混凝土的外加剂、超细渗合料（硅粉、粉煤灰）、防水渗合料钢纤维、合成纤维等应在施工前做相溶性试验及配合比试验,试验结果符合设计要求方可施工,外加剂应按《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）执行.

2.5地基基础设计

工程建筑场地类别为Ⅱ类,地基土为不液化土,地基基础设计等级为甲级,根据总层数进行初步估算,基础柱底轴力较大,最大设计值约3×104kN,换算为标准组合约2.4×104kN.按照地质勘察报告揭示的场地岩土分布情况,选取了钻孔(冲孔)成孔灌注桩,桩端支承岩为中、微风化花岗岩,岩石天然湿度的单轴抗压强度对于中风化和微风化分别为15000KPa、30000KPa,桩径为0.8～1.8米等共6种,桩净长约20～24米.桩身成孔钻（冲）进入基岩后,每钻进100～500mm,应清孔分段取样一次.桩孔成型后应清除孔底沉渣,清孔后沉渣厚度不得大于100mm,并应立即灌注水下混凝土.

3消能减震设计

本工程结构整体布局复杂,某些楼层层高变化较大,容易造成侧向刚度不规则,且核心筒在裙楼平面偏置,使得裙楼在地震作用下容易产生严重扭转,因此,具备良好的抗震性能成为结构设计的重点.本工程探索性地使用了复合型铅粘弹性阻尼器,取得了良好的消能减震效果.

铅粘弹性阻尼器主要由粘弹性材料、薄钢板、剪切钢板、约束钢板、铅芯和连接板所组成,其作为一种复合型阻尼器,是利用铅的剪切或挤压屈服后产生塑性变形和粘弹性材料的剪切滞回变形来达到耗能的目的,充分利用了粘弹性阻尼器小变形作用下就能发挥耗能作用和铅剪切、挤压型阻尼器屈服位移小、极限恢复力大的优点.[1-3]

本工程在转换层下部加设了钢支撑,其对结构底部的抗扭起到了很重要的作用,钢支撑弹性刚度大,故可有效抵抗多遇地震,但在罕遇地震下,由于支撑斜杆反复拉压,一旦杆件受压屈服将产生压屈塑性变形,重新受拉后变形不能完全恢复,使得杆件不能完全拉直,再次受压时承载力降低,容易在罕遇地震时首先破坏.故本工程在支撑处采用了复合型铅粘弹性阻尼器,具体安放在1～4层1轴和9轴钢支撑处,每个支撑上设2个阻尼器,阻尼器安装形式见图1.

结构计算分析采用ETABS软件,程序中梁、柱采用空间梁单元,墙、楼板采用空间壳单元,并考虑边界线约束,阻尼器采用非线性阻尼单元.通过分析得出,本工程加入阻尼器后有效地改善了结构裙楼抗侧刚度和抗扭刚度,减小了其侧向变形及不利扭转效应,有效地消耗了其地震能量.在罕遇地震作用下,结构的顶点位移和层间位移角均满足规范要求,同时结构最大层间角位移和最大层间扭转角无明显放大,对抗震有利.

4结语

文中结合某酒店在设计过程中的实际情况,对其建筑结构设计进行了阐述,但由于工程结构复杂,故对抗震措施提出了较高要求,因此对复合型铅粘弹性阻尼器的使用进行了创新性初探,最终取得了良好的消能减震效果,可为类似工程设计提供参考.