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CAD建筑图纸中框架核心筒的设计步骤

2020-01-03 993 CAD建筑  
在CAD软件中,CAD建筑图纸中有很多中类型,每种类型大家都需要掌握,今天我们来介绍一下关于框架核心筒的设计和相关的一些知识点,供大家参考。
 NO.1 概况
关于框架-核心筒
【1】框架-核心筒结构常用于高层或超高层写字楼、公寓,单体大多较高。
【2】随着建筑物高度的增加,建筑专业的重要性相对下降,而结构专业、设备专业的话语权逐渐增大。
【3】尤其是结构专业,可以根据概念设计及计算的需要,对其它专业提出要求。
【4】结构专业方案应尽量常规化、简单化。 
结构方案需要确定:
❖梁柱结构形式(混凝土或钢、组合结构)
❖柱子、剪力墙、梁的截面尺寸
❖竖向构件的调整要求
NO.2 建筑提图之后
确定计算数据
【1】第一轮提图一般会比较粗略,可能仅有标准层,其它的信息尚待确定。下图为某实际项目的第一轮提图:
 
图中需要调整的地方较多,本文将逐个进行说明。
需要注意的是:建筑专业的很多数据也尚未确定,所以可以通过沟通来了解大体意向、方向,例如净高要求、总高度限值、底商层数层高及业态、空调形式、采暖形式等等,做到心中有数,便于留好裕量。
【2】确定如下建筑专业数据:
❖标准层层高
层高是电算的基本数据,须将结构内部梁高(先估算一个梁高,例 如650左右)提供给建筑专业。
❖底商层数、层高
底商部位荷载大,且很可能有车库入口、扶梯、内部楼梯等对平面有削弱的设施。层高较高,无数值时可按5m估算。
❖屋面上的设施
屋面设施对电算结果有较大影响,包括是水箱间、擦窗机、电信塔、装饰架、花园、直升机起落平台等;提前问清,做到心中有数。
❖墙体材料、地面营造
没有准确数值的话,提供意向做法也可。
【3】确定建筑类别
查阅《建筑抗震设防分类标准》,确定建筑类别是丙类还是乙类。搞错了建筑类别会颠覆既定方案。
归纳总结:
❖上述均为影响结构计算的重要数据
❖尚未确定的数据可要求建筑专业进行估算
❖数据取偏保守些,为未来调整留好富裕量
NO.3 结构方案确定
方案确定原则
下面要正式对建筑平面进行方案性调整,原则为:
【1】确定墙、柱平面时,墙、柱均外边取齐。
保证建筑外轮廓不变,内筒外轮廓不变(走道宽度不变)。
【2】确定筒体范围
内筒不要偏置,如下图红色区域所示,不是所有交通核的墙体都要设置成混凝土墙的。
【3】在筒体四角设柱子,可为700x700全楼通高,与门有干涉时应要求建筑专业移门。
❖优点1:便于搭梁。
❖优点2:筒体角部柱子成为边缘构件的端柱,有可能放松筒体角部开洞的规范要求(前提是图审机构同意)。
【4】布置内筒外框梁,如果内筒支座为洞口,则应要求建筑、设备专业移洞口,保证梁支座落在墙体上(见下图)。
❖情况1:支座为设备门口时,要求门口移位或变换开启位置。
❖情况2:支座为通道或不可变位的梁时,调整支座至墙体上,此时梁为斜梁。
【5】连接内筒-外框的框架梁(下文简称内筒外框梁),应以墙、柱为支座。尽量避免下图的布置方式。
注:业主有强烈要求时才考虑梁搭梁,但要有保证措施。
【6】核心筒角部距内边缘500mm内不应开洞,有洞口则应移位。
归纳总结:
❖方案性调整主要是要求其它专业进行配合
❖如加柱子、移门、变换管井位置等
❖以消除锚固不足、框架不能形成榀等不安全因素
NO.4 电算调整步骤
梁柱断面原则
电算调整与框架结构、剪力墙结构有诸多不同,步骤如下:
【1】先按某一截面(如800或700)统一布外框柱。柱子尽量为方柱。
注:为什么尽量是方柱呢,因为裙房以上的几层,层高较小,柱断面较大,柱子长向很容易成为极短柱。
【2】调整柱子断面。
❖根据电算结果中的轴压比数值,对柱子截面进行换算,并将新的断面输入电算。建议用Excel做一个柱子断面换算表,如下图:
 
注:表中混凝土标号可选,混凝土fc随着标号变化自动变数。
❖换算原则是:保证新柱子的轴压比接近规范限值;这个限值,应考虑井字复合箍及设置芯柱对轴压比限值的提高。
❖标号最大可为C50,再大时,需要征得业主同意,并考虑当地供货能力。
❖柱子断面内收单边差值尽量不超过100mm。
❖顶层轴压比不控制的层,柱子断面也不可过小,可设定一个最小值,如600x600。
【3】柱子断面对功能影响较大,一旦按轴压比限值确定后,尽量不再做调整;参数不满足时以调整梁高、墙厚的方式调整,万不得已时再考虑加大柱子。
【4】按同样方法调整内筒周圈墙厚。
❖外筒墙最小墙厚建议不小于400,利于抗侧及保证梁支座锚固。
❖筒体内部厚度不满足稳定的墙体可先去掉,按荷载输入,但在施工图设计中加上。内筒墙各层可输统一值,如300、250,应与建筑专业协调、争取。
【5】框梁
❖内筒外框梁做宽扁梁,梁宽不宜超过柱子,满足挠度要求。
❖周圈梁高主要是按侧移调整,力争周圈梁高统一。
【6】电算调整时,为了一目了然,可做一个项目信息一览表,对电算调整过程及施工图阶段划分构件标准层都有帮助。见下图:
归纳总结:
❖外框柱、内筒墙均按轴压比原则确定截面
❖内筒墙厚取值时还应兼顾梁锚固、稳定性
❖内筒外框梁尽量宽扁
NO.5 电算敏感点
电算经验总结
某些模型的层间位移角调整过程会比较艰辛,在不想对墙、柱做过大调整时,需要一点点地调整。下面列出层间位移角的电算敏感点。
【1】平动系数:电算目标当然是平动系数为1.00,这种情况下模型的状态是最优的。
【2】荷载:对电算结果的影响很明显。层间位移角不满足时,可尝试细化楼面荷载、墙体荷载,甚至减小顶部几层的剪力墙厚度都会有正向效果;混凝土容重取到合理值即可、不宜过大。
【3】需要注意的设计参数
❖土层水平抗力系数的比例系数。
❖中梁刚度放大。
❖设计参数:梁墙自重扣除与柱重叠部分、楼板自重扣除与梁重叠部分。
❖其它参数:梁柱刚域(一般只考虑梁刚域,不考虑柱刚域)。
注:下篇将对总信息进行详述。
【4】周圈梁高、偏心设置:电算中应将梁柱偏心按实际取齐。
【5】柱子断面的概念调整
❖如果上述手段无法达到预期,可对内筒墙厚、外框柱断面进行调整。
❖墙、柱不是越厚/大越好,断面增大到正确的位置,才会起到最大的作用。
❖具体加大哪几层,可参考位移变化曲线,简言之,侧移变化曲率较大的层,加大墙、柱断面的效果最明显。
❖见下图:
  
 
依据上图可以大致确定增大哪些层的竖向构件截面(箭头所指位置)。
小贴士:
❖框架-核心筒结构电算结果不一定对墙柱尺寸敏感
❖一味加大竖向构件尺寸效益并不高
❖须多种手段并举,逐步调整至满意结果
NO.6 施工图设计
需要关注的设计点
如果设计人对框架结构、剪力墙结构都熟悉的话,则施工图设计上难度并不大。几个需要关注的点有:
【1】墙体需要加边框,也就是暗梁(与框剪结构相同)。
【2】内筒角部通高为约束边缘构件。
【3】底部加强部位筒角边缘构件长度要取墙长的1/4。
【4】外框角部楼板加钢筋网片。
【5】内筒楼板板厚120,如果内部开洞过多应加厚至140.
在CAD建筑图纸中,关于框架核心筒的一些知识想必大家有了一定的了解,在之后的绘图过程中,大家可以可以根据我们介绍的做一些取舍。

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