钢结构+ BIM技术在高层住宅中的应用

项目概况
该项目位于深圳市南山区。它由8栋高层建筑组成,包括住宅,公寓,搬迁住宅和养老金酒店。占地面积67,000平方米,可容纳337,000平方米。
▲总体情节图示意图
根据建筑物的性能,平面立面的规律性和建筑物的高度,八栋建筑的代表性建筑物4号被选中进行研究。结构高度179.6m,结构纵横比10.1,地面55层,层高3.1m(防护层4.0m)。平面尺寸为23.1m×42.1m,标准层面积约710m2,每层有6户(3种),地面总面积约4万平方米。深圳南山区抗震设防烈度为7度(0.1g),设计地震组为第一组,场地类别为Ⅱ类,场地特征期为Tg=0.35s。 10年内,风荷载为0.45kN/m2,50年内风荷载为0.75kN/m2。 100年来,风荷载为0.9kN/m2。
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▲建设计划4号

▲4号楼
结构系统
由于工程结构纵横比达到10.1,水平风荷载大,结构设计非常困难。对于这种类型的高层住宅建筑,传统的方法是使用混凝土结构,通过增加部件的截面和设置剪力墙来增加结构刚度,以满足结构安全性和舒适性要求。但是,传统做法对建筑质量影响很大,建设周期长,无法实现建筑产业化的目标。
为了解决上述困难,同济设计团队突破了传统设计方法的局限,采用了钢结构,以满足业主的高标准要求。
钢结构方案的结构体系包括:CFT柱钢框架+支撑+粘性阻尼墙。支撑布置在公共交通区域和建筑物隔断墙上,粘性阻尼墙布置在结构的中部和上部,共72个。

▲钢结构方案结构体系

▲钢结构方案结构布局

▲粘性阻尼壁结构图

▲为项目安装粘性阻尼墙的示意图
钢结构设计的优点
与传统的混凝土结构相比,该项目在使用钢结构体系方面具有许多优势。
结构抗震性能
由于采用吸能减震钢架支撑结构系统,上部结构的重量减少了约34%,这有助于:(1)降低基本成本(约25%); (2)减少地震,提高结构的抗震性能。 。建筑质量
由于住宅建筑的高功能要求,钢结构的使用有效地提高了建筑物的质量。
(1)建筑物的墙壁厚度可以从700毫米减少到450毫米(减少36%),建筑面积增加。
▲标准层混凝土方案(装修后壁厚为700mm)

▲钢结构方案标准结构(翻新后壁厚450mm)
(2)支撑设置在公共交通区域的隔墙的位置,室内单元类型可以任意划分(大空间可变类型),同时保证了立面的视觉透明度。

▲交通管

▲结构平面图(C1型)

▲结构平面图(C2型)

▲结构平面图(C3型)
(3)对钢管混凝土柱进行压扁,采用内部装饰技术,有效解决室内外露梁和柱等建筑功能问题。

▲建筑计划(C1型)

▲建筑计划(C2型)

▲建筑计划(C3型)
抗风
项目区10年风荷载达到0.45kN/m2,结构高度和宽度相对较大。结构风振动下的舒适性问题需要引起重视。
如果采用混凝土结构,则需要增加结构截面尺寸或增加剪力墙,以提高结构刚度,提高结构的风振舒适性,但这将进一步增强结构的抗震作用。该方法不经济且效率低。
根据该项目的特点,提出了钢结构体系。在满足结构基本刚度(间隔位移角,剪切重量比,重量 – 重量比等)的前提下,通过有效地布置粘性阻尼壁可以充分利用能量耗散。振动(地震)效应可以有效地控制结构的风振加速度,减少结构的地震作用。通过比较这两种选择,钢结构的舒适性优于传统的混凝土解决方案。
施工期和预售期
(1)施工期
大多数钢结构在工厂生产,并在运输到现场后组装。施工期短。根据调查结果,钢结构建筑主体结构标准结构的施工速度约为4天。混凝土结构在施工过程中受到各种因素的制约,施工周期长。通常,上部主结构的标准结构的施工速度约为6天。
项目上方55层,如果采用混凝土结构,施工期约330天;如果采用钢结构,施工期约220天,可节省110天(约3.7个月)的施工期。缩短的施工期有助于实现原始项目进度要求。
(2)商品房预售期
根据深圳市的相关政策,对于商品房的预售期,混凝土结构可以销售到2/3层,钢结构建筑可以卖到1/3层。
对于该项目,与混凝土结构相比,钢结构的预售期可提前146天(约5个月)。房屋的预售期提前,这有助于业主提前提取资金,缓解资金压力。
BIM技术展示
在项目设计阶段引入BIM技术,并与结构系统,三板系统,浴室和阳台等配合,为结构系统,外部保护系统,外部保护系统的集成设计提供信息。内部系统,钢结构的设备和管道系统。支持。采用BIM技术,将钢结构体系与建筑功能的关系融为一体,优化结构体系和结构布局。选择适当的内外墙系统来改进建筑节点的结构并满足高建筑标准的要求。

▲标准层结构布局BIM模型

▲标准层布局BIM模型

▲异型钢板复合地板BIM模型

▲节点结构BIM模型详细介绍

▲粘性阻尼墙连接结构的BIM模型

▲浴室BIM型号

▲厨房BIM型号

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