57同济大学土木工程毕业设计报告正文(含设计总说明)-刘射洪-大跨度混合结构分析及优化设计

毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊大跨度混合结构分析及优化设计学生刘射洪（专业:土木工程）指导教师袁聚云（单位:土木工程学院地下建筑与工程系）赵昕（单位:同济大学建筑设计研究院）【摘要】随着社会和经济的发展，大跨度建筑结构应用越来越广泛，而其中的混合结构已成为一种不可或缺的结构形式。大跨度混合结构自重大、设计难、造价高，合理的结构选型及优化设计十分重要。大型城市商业综合体作为一种典型的大跨度混合结构，其中组合构件运用最多，其相互之间的混合及其与混凝土构件、钢构件等的混合也是最为常见的混合结构形式。本文对几种常见的混合结构形式进行比较分析，研究各自的优缺点及设计要点，为实际工程的结构选型及优化设计提供依据。再结合具体的大跨度混合结构工程实例，通过对其选型比较及优化设计，确定合理的结构方案，继而对选定方案进行构件验算。通过本文的工程实例可以看到，在进行优化设计之后，大跨度混合结构体系取得了不错的效果。随着大跨度混合结构的日益增多，积极探讨大跨度混合结构体系的优化设计，具有明显的社会和经济效益。【关键词】大跨度；混合结构；选型分析；优化设计毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊StructuralAnalysisandOptimalDesignofLong-spanHybridBuildingAuthorLIUSheHong（Major:CivilEngineering）SupervisorYUANJuYun（Department:GeotechnicalEngineering）ZHAOXin（Department:TongjiArchitecturalDesign）【Abstract】Withthedevelopmentofsocietyandeconomy,long-spanbuildinghasbeenwidelyusedintheworld,andhybridstructurebecomesanindispensablestructure.Becauseofthedifficultyandhighcostinlong-spanhybridbuildingstructuredesign,areasonableselectionofstructuralsystemandoptimaldesignareveryimportant.Largeurbancommercialcomplexisatypicallong-spanhybridstructure,inwhichcompositemembersareusedthemost,andtheirmutualmixedstructureorotherhybridstructuremixedwithconcretemembersandsteelmembersarethemostcommonformsofhybridstructure.Inthispaper,severalcommonformsofhybridstructurearecompared,andweanalyzetheiradvantages,disadvantagesandkeypointsofdesign,providingthebasisforselectionofstructuralsystemandoptimaldesignforactualproject.Inaddition,thispapercombineswithspecificprojectbycomparingtheirselectionofstructuralsystemandoptimaldesign,anddeterminesareasonablestructure,thenconductesmembercheckingfortheselectedprogram.Throughthisproject,wecansee,structuraloptimizationachievesagoodresult.Withthelong-spanhybridstructuregrowing,itsoptimaldesignhasobvioussocialandeconomicbenefits.【Keyword】long-spanbuilding;hybridstructure;selectionanalysis;optimaldesign毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊大跨度混合结构分析及优化设计学生刘射洪（专业:土木工程）指导教师袁聚云（单位:土木工程学院地下建筑与工程系）赵昕（单位:同济大学建筑设计研究院）【设计总说明】本次毕业设计过程中参与了华润置地西安三桥商业一期项目的初步设计。该项目主要由一幢超高层建筑（45层）、三幢高层建筑（30层）及其4层裙楼和6幢三层建筑物组成。地上总建筑面积约25万平方米，加上地下商业建筑及地下车库和设备用房等合计建筑总面积约为37万平方米。超高层建筑结构采用框筒结构形式，高层建筑结构采用框剪结构形式，商业裙房采用框架结构形式。本次工程的设计依据主要有：（1）《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（2）《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008（3）《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（4）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（5）《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008（6）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（7）《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（8）《钢结构设计规范》GB50017-2003（9）《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的规定，西安地区50年一遇基本风压为0.35kN/m2，100年一遇基本风压为0.40kN/m2，本工程中对于高层、超高层建筑高度大于60m，按100年一遇基本风压取0.40kN/m2，对于商业裙房，按50年一遇基本风压取0.35kN/m2。地面粗糙度取为C类。雪荷载根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的规定，取西安地区50年一遇基本雪压为0.25kN/m2。本工程抗震设防烈度为8度，设计采用的基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组，拟建场地为Ⅱ类建筑场地，特征周期值取0.35s，多遇地震影响系数最大值取0.16，罕遇地震影响系数最大值取0.90。根据《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008，该项目划分为乙类建筑，抗震等级为一级。本次初步设计主要针对商业裙房进行了选型分析及优化设计。根据选型比较，最终确定了局部采用型钢混凝土构件（型钢混凝土梁、型钢混凝土柱）的混合结构形式。考虑到本工程结构设计工作的实际情况，选取高层建筑结构空间有限元分析软件（SATWE）作为结构分析程序。建模分析时，混凝土板厚取值120mm，恒载（含板自重）首层及标准层取值5.2kN/m2，顶层取值6.2kN/m2；活荷载首层取值5.0kN/m2，标准层取值4.0kN/m2，顶层取值2.0kN/m2；附加荷载（连廊集中力）恒载取值135kN，活载取值105kN。本工程中，混凝土强度等级取C30，钢筋强度等级取HRB400，型钢强度等级取Q345。毕业设计（论文）报告纸┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录1绪论..............................................................................................................................11.1研究背景....................................................................................................................................11.1.1大跨度混合结构的发展.....................................................................................................11.1.2大跨度混合结构的特点.....................................................................................................51.1.3研究意义.............................................................................................................................61.2大跨度混合结构体系................................................................................................................71.2.1按建筑功能分类.................................................................................................................71.2.2按建筑材料分类.................................................................................................................71.2.3按结构布置分类.................................................................................................................71.2.4按结构受力分类.................................................................................................................81.2.5按结构形态分类.................................................................................................................81.2.6综合考虑分类.....................................................................................................................81.3大跨度混合结构优化设计........................................................................................................91.3.1结构优化设计的发展.........................................................................................................91.3.2结构优化设计的层次..................................................................