高层框架剪力墙结构设计实例探析

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实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计

实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计

环球市场/工程管理-258-实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计班县委上海华东建设发展设计有限公司摘要:本文结合框架剪力墙结构的变形及受力特点,对其设计中应注意的要点进行分析和探讨,以供参考。

关键词:高层建筑;框架剪力墙;结构设计前言目前在建筑工程中,尤其是现代高层商业、办公以及住宅建筑中,框架- 剪力墙结构形式的应用十分普遍。

该结构形式能够为建筑平面提供较大的使用空间,同时借助剪力墙形式来提高建筑物的抗剪以及抗横向弯矩的能力,因此探究高层建筑中框架- 剪力墙结构设计极为必要。

1 框架剪力墙结构的变形及受力特点框架剪力墙建筑结构,主要是通过平面内部无限大刚度的楼盖将框架和剪力墙连接在一起,促使其形成一个网络结构,以便于能够共同承担水平方向的侧应力,不再单独承受各种弯曲变形或者是剪切变形所带来的影响。

通常来说,框架- 剪力墙在同一楼层中的位移基本上是相同的。

因此框架- 剪力墙结构在水平面内的位移表现为介于框架与剪力墙间的形态,为反S 型的曲线,也就是弯剪型。

因此对于框架剪力墙结构而言,剪力墙在下部的层面中形变较小,基本上承担了大约80%及以上的水平向剪力,而在高层建筑的上部,框架结构的形变则相对较小,能够辅助剪力墙共同受力,以便于抵抗剪力墙的外拉时的形变,确保其能够承受更大的水平剪切力。

可以说,框架- 剪力墙结构融合了框架结构和剪力墙结构的共同优势,能够有效协调水平形变,并实现降低结构性形变的目标,有力的增加了结构的侧向刚度,提升了整个建筑物的抗震性能,尤其适用于高层建筑的结构设计中。

2 工程概况某商贸中心3# 楼是以办公楼、商业楼为一体的商贸中心项目。

本工程为地下一层、地上二十七层的一类高层办公综合楼,3# 楼工程总建筑面积54687.93m 2,采用框架剪力墙结构。

其中地上总建筑面积(计容)49568m 2,建筑占地面积2110.83m 2,建筑总高度97.2m。

地下室一层为车库及设备用房,一层为商业及办公门厅和消防控制室,二层及二层以上为办公区域。

高层剪力墙结构设计实例分析

高层剪力墙结构设计实例分析

高层剪力墙结构设计实例分析【摘要】:结构式建筑的基础,剪力墙是结构竖向的主要承重体系,同时也是抵抗水平方向力不可缺少的部分。

笔者通过国内某建筑结构设计实例,阐述了高层建筑结构设计的设计方案以及相应构造应采取的措施。

【关键词】:高层建筑;剪力墙;设计中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:剪力墙结构体系是指利用建筑物墙体作为建筑的竖向承重体系,并用它抵抗水平力的结构体系。

在受力方面,因为剪力墙的刚度大,容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。

在地震作用下,其变形小,破坏程度低,可以设计成延性剪力墙,大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形耗散地震能量。

这种体系在高层住宅、公寓和旅馆建筑中广泛应用。

所以有必要对剪力墙结构进行合理设计以满足安全、经济、合理的要求。

一、剪力墙结构设计要点在进行高层建筑结构设计时,必须要清晰掌握这种建筑相对于低多层建筑来说所具有的特征,只有这样才能准确地就其特殊性而作出相应的设计措施。

笔者总结了高层建筑结构设计特点主要有以下几点:(一)水平荷载是高层剪力墙结构设计时的决定性因素这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小,仅与楼房高度的一次方成正比;而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;同时,对于同一建筑来说,自重等竖向荷载基本上是定值,而风荷载和地震作用等水平荷载,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(二)轴向变形不容忽视因为在高层建筑中,自重等竖向荷载很大,能够使柱产生较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生较大的影响,对预制构件的下料长度产生影响,另外对构件的剪力和侧移也会产生影响,较易造成结构设计不够安全。

(三)侧移是高层剪力墙结构设计的关键因素水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大,因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。

(四)结构延性是高层建筑结构设计的重要设计指标与低多层建筑相比,高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。

高层框架剪力墙结构设计实例探析_张星亮

高层框架剪力墙结构设计实例探析_张星亮

工程技术193高层框架剪力墙结构设计实例探析【摘要】框架剪力墙结构是在框架结构中设置一定数量的剪力墙而形成的双重结构体系,其在工程中的应用较为广泛,本文通过结合实践以及规范要求,总结出高层框架剪力墙结构设计结构布置,同时结合工程实例进一步探讨框架剪力墙结构的应用,为同行提供参考借鉴。

【关键词】结构设计;框架剪力墙;结构布置;计算分析1.框架剪力墙结构布置(1)双向抗侧力体系和刚性连接。

框架—剪力墙结构中,剪力墙是主要的抗侧力构件。

结构在两个主轴方向均应市置剪力墙,并应设计为纵、横双向刚接框架体系,尽可能使两个方向抗侧力刚度接近,除个别节点外,不应采用铰接。

如果仅在一个主轴方向布置剪力墙,会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊,无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质,与有剪力墙的另一方向不协调,也容易造成结构整体扭转。

主体结构构件间的连接刚性,目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥;同时,较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。

(2)框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接,将地震作用传递到剪力墙,保证结构在地震作用下的整体工作的。

因此,剪力墙之间的距离不宜过大,否则,两墙之间的楼盖会不能满足平面内刚性的要求,造成处于该区间的框架不能与邻近的剪力墙协同工作而增加负担。

为了保证楼、屋盖的刚性,剪力墙之间无大洞口的楼屋盖长宽比不宜超过规范要求。

当两墙之间的楼盖开大洞时,该段楼盖的平面刚度更差,墙的间距应再适当缩小。

(3)楼板开洞处理。

当建筑无可避免地采取楼板开洞时,则应尽可能避免在剪力墙两侧楼板全部开洞或开大洞,对剪力墙结构是如此,对框架—剪力墙结构更是如此。

两侧楼板全部开洞的剪力墙,计算中可能认为它已发挥作用,但由于没有楼板的协同工作,水平力并不能有效地传递至此片剪力墙土,实际受力完全不是那回事,造成其他墙肢和框架柱实际受力比计算值大。

同时应通过正确的计算分析,适当折减其抗侧力刚度。

2.结构计算分析要点框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点,按两者变形协调工作特点进行结构分析。

高层框架——剪力墙结构设计实例分析

高层框架——剪力墙结构设计实例分析
5 2解决 转 角窗 结构 设计 问题 的 有 效方 法 5 . 2 1 提 高 转 角窗设 计 的合理 性
【 1 ] 王 泽 军, 周 文 凯. 转 角窗 洞 口对 高 层 剪 力墙 住 宅 结构 的 影 响 与设 计 建 议 u l l
西 安建 筑科 技 大 学学报 ( 自然科 学 版) , 2 0 1 2 1 0 ( 4 4 ) : 1 I 1 —1 1 2
5 . 1 2提 高 高层住 宅 剪 力墙 边 缘 构件 配 筋的稳 定 性 首先, 有 关 部 门要 对边 缘 构 件 配筋 所 配 箍 筋 的形 式 进行 规 定 , 然 后提 高
6 . 总结语
近 几年 来 , 人 们 对 土 地 的 需 求逐 渐 增 加 , 为此 , 大 量 的 高 层住 宅 应 运 而 生, 为 了 防止 地 震灾 害 给人 们 带 来更 多 的经济 损 失 和 人 员伤 亡 , 我 们 要在 高 层住 宅 增设 剪 力墙 结 构 , 并逐 步 提 高剪 力 墙 结 构 的稳 定 性 , 为 居 民提 供 安 全
要 想 提高 高层 住 宅剪 力墙 的稳 定 性 , 设 计人 员 必 须要 对 剪力 墙 结构 所 在 地 的环境 进 行分 析 , 然 后再 根据 不 同 的轴 压和受 压 高 度选 取 合适 的剪 力墙 边 缘 构 件 的设 置条 件 。为 了提 高设 置 条件 的实 用 性 , 有 关 部 门必 须针 对 短肢 剪 力墙 进行 研 究 , 为该 剪 力墙 制 定独 特 的设 置条 件 。
的 居住 环境 , 防止 地震 灾 害影 响人 们 的正 常 生产 和生 活 。
参 考文 献
非 阴影 部 分配 筋 间距 的 合理 性 , 减 少 配筋 的 重 叠现 象 , 提 高 剪力 墙 水 平 分 布

高层建筑框支剪力墙结构设计实例分析

高层建筑框支剪力墙结构设计实例分析

高层建筑框支剪力墙结构设计实例分析摘要:随着城市建设的不断发展,在工程建设中对建筑结构设计有了更高的要求。

本文根据笔者多年设计经验,结合工程实践,对影响高层住宅框支剪力墙结构设计中的主要因素及计算进行了阐述,为类似工程的结构设计提供设计参考。

关键词:高层住宅;框剪结构;设计l 工程概况某工程是由商业裙楼和1幢高层塔楼组成的高层商住楼。

该工程地下3层,地上25层,地下室层高4.8m,为停车库和设备室,地下2层、3层设六级人防。

地上1~3层为商业用房,层高4.5m,第4层为转换层,层高5.6m:4层以上为剪墙结构住宅。

住宅除第25层层高为4.2m外,其余均为3.0m层高。

该工程地处于缓坡地形,由西南向东北倾斜,地质资料显示场地及其附近未有活动断裂带或深大的活动断裂带通过,场地地层构造及地形稳定,属抗震有利地段。

该工程地震基本加速度值为0.05g,设计特征周期值为O.35s,属稳定建筑场地,按地震烈度6度设防,基本风压为0.35kN/m2,设计风压值取0.4kN/m2。

2 结构方案该楼层地上1~3层为商业用房,为满足大空间建筑功能要求,采用框支剪力墙结构体系。

框支剪力墙体系是一种受力复杂、不利于抗震的结构,在结构总体设计时一般应遵循以下原则:减少转换次数,缩短传力途径。

该工程设计中有两个问题需要重点解决。

第一,为保证结构沿竖向刚度均匀变化,应设法争取尽可能多的上下贯通构件。

结合电梯井道、消防楼梯间及电梯厅,布置了一个中央核心筒;另外,又根据塔楼四角剪力墙分布情况,在底部裙楼对应部位设置了落地贯通的L型加厚角墙。

第二,合理布置裙楼柱网,使不落地剪力墙直接通过转换层托梁。

3 结构设计要点3.1抗震等级工程转换层以下为框架–剪力墙结构,转换层以上为纯剪力墙结构,是多种结构形式共存的复杂高层建筑,因而不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统地确定抗震等级,而应该严格按照现行规范的不同章节,有针对性地分别确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。

高层框支剪力墙结构设计实例分析

高层框支剪力墙结构设计实例分析

高层框支剪力墙结构设计实例分析摘要:框支剪力墙结构体系是将框架结构和剪力墙结构相结合的产物,在工程界被广泛采用。

本文结合工程实例,探讨了高层框支剪力墙结构的设计方法。

关键词:高层建筑;结构设计;框支剪力墙;抗震设计在当今寸土寸金的大环境下,为了适应社会对建筑功能多样化的要求,结构往往必须反常规地进行布置:即上部布置小空间;下部布置大空间,因此,建筑功能的要求与正常合理的结构布置产生了矛盾,结构转换层为解决这一矛盾应运而生。

转换层可改变轴线和柱网布置:亦可将框架结构转换成剪力墙结构,从而为建筑提供下层室内大空间和宽广的出入口。

转换层依其上下不通的平面布置可采用梁式、桁架式、箱型或厚板式转换层,其中,梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式,梁式转换层具有传力直接,明确,传力途径清楚,受力性能好,工作可靠,构造简单,施工方便的优点,结构设计相对比较简单,而且造价也较节省。

1 、工程概况该工程为某小区高层建筑中的一座商住综合楼。

1、2 层用于商业,,转换层设在2层顶;3~30层为住宅,用于商业;地下1层为地下室,用于车库、水池和设备间。

室外地面至主要屋面的高度为90.5m,至局部电梯机房女儿墙顶的高度为99.2m。

标准层和转换层结构平面分别如图1和图2 所示。

图1 标准层结构平面图2转换层结构平面典型的板式住宅,南北通透,进深小,立面宽。

由于建筑平面狭长,并且西端局部轴线转向,如图设一道防震缝将建筑物分为东、西两个结构单元。

东座为长矩形平面,西座平面严重不对称,高宽比都很大。

本工程为丙类建筑,抗震设防烈度为 6 度,基本地震加速度为0.05g,建筑场地类别为 ii 类, 设计地震分组为第一组, 基本风压为0.35kn/m2,地面粗糙度为c 类。

2 、结构布置与计算调整住宅建筑平面形状复杂,高宽比的计算方法没有明确的标准。

如果按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比:东座达90.2∶9.3=9.7,西座达87.3∶9.3=9.4,远远超过了规范限值6。

框架-剪力墙结构抗震设计分析

框架-剪力墙结构抗震设计分析

模 量 E = . X1 4 / c 30 0 Nmm 泊 松 比 uc 02 密 度 yc 2 5 k / 。 , = ., = 2 0 gm。钢 筋 的弹 性模 量 E = . O Nmm 泊 松 比 us 02 , 度 Ys 7 0 c 2 15 / 0X , = .5密 =80 随着社会的发展 , 框架 与剪力墙 结构体系在高层 建筑 中越来越 k / 。 本文 A Y gm3 NS S有 限元 分析 模 型 中钢 筋 与 混凝 土 采 用 分离 式模 被 广 泛 采 用 。 而 在 同 一 结 构 中 同 时 使 用 框 架 和 剪 力墙 两 种 结 构 体 型, 混凝 土 单 元采 用 八 节 点 实体 单 元 ( OLD 5 , 凝 土 结 构 中 的 钢 S I 6 )混 系 , 两 者 结 合 起 来 共 同承 受 竖 向和 水 平 荷 载 , 仅 大 大 减 少 了结 把 不 筋 采 用杆 单 元 ( I K , 筋 与混 凝 土 之 间 的 粘 结 采用 非线 性 弹 簧 单 LN 8)钢 构 本 身 的侧 移 , 且 有效 提 高 了 结 构 的 抗 震 能 力。 研 究 结 果 表 明 地 而 元( 0MB N 9 。计算结果如下 : C I3 ) 震 作 用 下 , ~剪 结 构 中 的剪 力 墙 , 乎 承 担 了 总 水 平 地 震 作 用 的 框 几 231 结 构 周 期 与基 底 剪 力 .. 8 % 以上 ,所 有 框 架 所承 担 的水 平 地 震 作 用 之 和 不 到 总值 的 2 % , 0 O 在 地 震 作 用 下 该 框 架 一 剪 力 墙 结 构 的 前 六 阶振 型 周 期 分 别 为 由此看出框剪结构中的剪 力墙 在抗 震 方面起着 主导作用 , 如何 合理 14 s 13 s 12 s 04 s 04 s 04 S .0 、 .8 、 . 、 .7 、 . 、 .1 。X 方 向 前 六 阶 振 型作 用 下 3 3 地 确 定 框 架 一 剪 力 墙 结 构 中 的 剪 力墙 的 布 置 和 数 量 问 题 一 直 是 国 的 基 底 剪 力 分 别 为 :2 1 N、4 0 N 3 7 k 2 9 N、 1 0 N 7 0 8 7 k 、 0 0 N、 5 k 3 3 k 、 k 内外学者研 究的课题 , 其设置 的位 置和 多少直接影 响到 了结构的抗 3 3 N: 方向前 六 阶振 型作 用下 的基 底剪 力分 别 为 :8 5 N 11 Y k 47k 、 震 性 能和 经 济 效 益 。 9 4 k 3 0 k 7 8 k 5 3 N、 . 3 N。 6 3 N、 9 9 N、 . 5 N、 2.7k 5 0 k 1 工程 概 况 从计 算 结 果 可 以 看 出 , 构 以 X 向 平 动 为 主 的 第 一 自振 周 期 为 结 某 商务办公楼 , 工程 主楼地下一 层 , 上十层 , 部为七层 , 地 局 总 14 s 以扭 转 为主 的第 一 自振 周 期 为 04 s .0 , .3 ,其 比值 为 O3 小于 .3 建 面积 为 4 6 0 , 中 地 下 建筑 面 积 为 5 0 m 地 上 建 筑 面 积 为 0 0 mz其 40 , O8 , 构 抗 扭 刚 度 满 足 规 范要 求。 分 析 各 振 型 计 算 结 果 , .5 结 各振 型 在 3 2 0 , 筑 基 底 面 积 为 3 0 m 建 筑 高 度 为 4 .5 , 长 度 5 0 m 建 50 , 11 m 总 地 震 总 反 应 中 的 贡 献 随 着 其 频 率 的增 加 迅 速 减 小 , 率 低 的 前 三 个 频 8 .m , 度 5 .m , 内外 高 差 为 06 m。该 项 目设计 合理 使 用 年 16 宽 62 室 .0 振 型控 制 了结 构 的最 大 地 震 反 应 。 限5 0年 。 工程 结 构 形 式 选 用 框 架 一 剪 力墙 结 构体 系 , 用 桩 基 础 。 采 232 结 构 变形 分析 .- 商务办公楼抗震设防烈度 为 7度 , 设计基本地震加速度值 为 01 g, 5 地震作用下该框 架 一剪 力墙 结构层 间位移角 X、 Y方 向最 大值 设 计地 震 分 组 为 第一 组 。 建筑 结 构 的 安 全 等 级 为 二 级 , 筑 抗 震 设 建 分别 为 1 3 / 8和 18 9 9 /7 ,楼 层层 问最 大层 间位移 X Y方 向分别 为 、 防 类 别 为丙 类 , 基 基 础 设 计 等 级 为 乙级 , 筑 桩 基 设 计 等 级 为 乙 地 建 3 .mm 和 3 .mm , 合 规 范 要 求 。 62 41 符 级, 地下室 防水 等级二级, 剪力墙的抗震等级为二级 , 8度 区、 按 一级 233 剪 力 墙 设 置 分 析 .. 抗 震 等 级 采 取 抗 震 构 造 措 施 ; 架 梁 柱 的抗 震 等 级 为 三 级 , 8度 框 按 本工程在进行 设计 施工 时 , 充分考虑 了框架 一剪力墙结构 的优 区 、 级抗 震等 级 采 取抗 震构 造 措 施 。 地 下 室 部 分 的框 架 梁 、 柱 的 二 墙 点, 将两者巧妙结合起来 , 剪力墙设置应满 足 : 力墙 应设置在竖 向 剪 抗 震等 级 为三 级 。 该 工 程 主 楼 一 到 七 层 主体 为 方 形 建 筑 , 有 剪 力 所 荷载较 大处 ; 剪力墙应设置在平 面形状变化 处或楼盖 水平刚度剧变 墙 沿 墙 顶 通 长 设 置暗 梁 。其 中 , 库 地 下 室 外 墙 项 增设 暗梁 , 水 平 车 墙 处 : 力墙应设 置在楼梯 问、 剪 电梯 间 以及 楼 板 较 大 洞 口的 两 侧 ; 、 纵 分布 筋 在 暗 梁 范 围 内照 设 。本 工 程 所 有 与墙 垂 直 的梁 ( 长 L 4 ) 梁 >  ̄ m 横 剪 力墙 最 好 能 连 接 成 T形 、 形 和 口字形 。 L 下 混凝 土 墙 内未 设 边缘 构 件 的均 设 暗柱 。地 下 室 外 墙 水 平 施 工 缝 留 通过对该框架 一剪力墙结构抗震分析,计算结果数据表 明框架 在基础顶 3 0 0 mm 处 , 内 设遇 水 膨 胀 胶 条 。 缝 剪 力墙 结 构 在 水 平 力 作 用 下 , 平 位 移 由层 间 位移 角 来 控 制 , 不 水 而 2 工 程 抗 震 设 计 是 由顶 点 水 平 位 移 来控 制 , 大层 问 位 移 一 般 发 生在 建筑 物 的 中部 最 21 基础 设 计 . 范 围 内 。地 震作 用 下 , 架 一 剪 力墙 结 构体 系 中 剪 力 墙 承 担 了大 部 框 根 据 场地 的工 程地 质 条 件 ,设计 采 用 预 应 力 混凝 土管 桩 +柱 下 分 的水 平 力 , 充 分体 现 了框 架 一剪 力 墙 结 构 中剪 力 墙 抗 震 的优 势 , 独 立 承 台基础 。 桩基 选 型依 据 《 应 力 混凝 土 管桩 ) 3 G 0 预 0 S 4 9中选 取 , 也 说 明剪 力 墙 在 整 个 结构 的抗 震 中起 着 非常 重 要 的 作 用 。 其 制 作 、 输 、 工 按 国 家 规 范和 该 图集 的要 求 进 行 。 本 工程 基 坑 较 运 施 3 结 语 深 、 积 较 大 , 下 室 基 础 底板 与 混凝 土 外 墙 一 次 整体 浇筑 至 底板 面 面 地 框架 一剪力墙 结构 中,框 架与剪 力墙起 到了很好 的互补 的作 以上 3 0 0 mm, 并按 要 求设 置 水平 施 工 缝 。 工程 ±00 0及 以下均 采 用 0 用 ,对 于抗 震 要 求较 高 的地 区是 一 种 非 常 合 适 的 结 构 形 式 。框 架 一 掺加 S — 型高性能膨胀抗裂剂的补偿收缩混凝土 ,其限制膨胀率 Y G 剪力墙结构设计 的合理 与否 , 会直接 影响到建筑物 的安全使 用与技 及各项指标符合《 混凝土外加剂应用技术规范》 的有关要求。 术 经 济 指 标 的 高 低 。 本 文 结 合 实例 工 程 , 循 “ 匀 、 散 、 称 、 遵 均 分 对 周 2- 主 体 结 构 设计 2 边” 的原则 , 对剪力墙数 目进行 了合理 的确定 , 计算结果和 实际工程 梁 截 面 尺 寸 设 计 从 2 0 mm X 0 mm 到 4 0 2 0 5 0 3 0 mm X1 0 mm 建 设 验 证 了该 工 程 抗 震 设 计 的 的合 理 和 可 行 性 , 现 了较 好 的社 会 实 不等 , 截面尺 寸设计从 6 0 柱 0 mm 0 mm ~9 O X6 0 0 mm 0 mm 不 X9 0 经济效益。 等。梁主筋配筋率不小于 06 , .% 上部主筋 7 %沿梁全长贯通 , 0 下部 参 考文献 : 主 筋 全 部 直 通 到 柱 内或 墙 内 , 筋 在 梁 全 长 上 都 进 行 了加 密 , 端 箍 梁 【】 1梁启智 , 冯建平 , 中慧. 王 高层 建筑 框架 一剪力墙结构设计 实例【 . M】 广 配筋设计应确保梁柱节点 强剪 弱弯的受力特性 ��

高层住宅剪力墙结构设计浅析

高层住宅剪力墙结构设计浅析
表2 体积配箍率 p ( (fb = O rm %) = w 2 On v b
从经济 和安全性 方面考虑 ,剪 力墙 的问距不 应 当过于密集 ,侧 向 刚度不适 合过大 ,应让 两个方 向抗侧 冈 度 靠近 ;剪力墙 的 门窗洞 口应 0 上下对齐 ,成列布 置 ,成明确 的墙肢 和连梁 ,避免 出现错洞 墙 。 为减 小扭 转效 应 ,平 面分 布 上要 力 求 均匀 ,刚度 中心 和建 筑物
1前 言 .
近 年来 ,随着 我 国城 市化 建设 进 程 的加 快 ,人们对 住 宅 ,特 别
是小 高层及 多层住宅 平面与 空间 的要求越 来越 高 ,高层住 宅建筑 大量 采用 了剪力墙 结构 。它相对 于框架 结构更 为简 洁 、宽敞 ,使 用功 能更 好 ,为住户 的 自行 改造 增 大 了灵 活性 ,加 大 了使用 面 积 ,并 广泛 受 到建 筑 师 和业 主的 欢迎 。本 文 笔者 根 据颁 布 的 《 震规 范 》和 《 抗 高

注 :端柱箍 采用双 向5 箍 肢
可按 上表 的计 算 结果 对 2 0 0mm厚 剪 力墙 的约束 边缘 构 件 0 —3 0 快速 配箍 ,由于 《 震规 范 》( 50 12 o ) 6 . 定 ,一 、二 抗 GB 0 1 —o 1表 . 8 4规 级剪力 墙 底部 加 强部 位构 造 边缘 构 件箍 筋 沿竖 向 间距最 大为 1 0 0 mm
建 筑 设 计
CONS R[C ON T I  ̄I
高层 住宅剪 力墙结构设 计浅析
林 协 荣 江 门市建筑设计工程公司 广东 江门 5 9 0 200
摘要 :本 文笔者根据颁 布的 《 抗震规 范 》和 《 高规 》,探 讨分析 了剪 力墙墙肢 截面厚度 锚 固、连 梁的配筋以及计 算结果。 以提 高剪 力墙结构体 系和抗震 能力 ,可供设 计人 员在设 计时参考 。 关键词 :剪力墙 抗震构造 结构设 计
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高层框架剪力墙结构设计实例探析
发表时间:2016-03-07T11:54:20.603Z 来源:《工程建设标准化》2015年10供稿作者:金国祥
[导读] 中国中建设计集团有限公司(辽宁分公司)高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。

(中国中建设计集团有限公司(辽宁分公司),辽宁,沈阳)
【摘要】随着住房数量的需求的不断增加,以及受到土地资源紧缺现象的控制,当前城市楼层建设主要表现为高层楼房的建设施工。

而高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。

笔者结合当前一些比较成功的高层框架剪力墙结构设计案例,对高层框架剪力墙的施工要求和注意事项等进行了深入的分析和研究,希望能够给有关的设计人员必要的参考和借鉴。

【关键词】结构设计;框架剪力墙;结构布置;计算分析
前言
剪力墙结构是目前高层建筑施工中普遍应用的一种建筑形式,该结构设计科学,建筑施工难度小,具有一定的稳固性,安全可靠,目前应用范围越来越广。

笔者进行了大量的资料研究和案例分析,总结出剪力墙结构设计的几点主要注意事项,下面进行简单的分析和介绍:
1.框架剪力墙结构布置
(1)双向抗侧力体系和刚性连接。

框架—剪力墙结构中,剪力墙是主要的抗侧力构件。

结构在两个主轴方向均应市置剪力墙,并应设计为纵、横双向刚接框架体系,尽可能使两个方向抗侧力刚度接近,除个别节点外,不应采用铰接。

如果仅在一个主轴方向布置剪力墙,会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊,无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质,与有剪力墙的另一方向不协调,也容易造成结构整体扭转。

主体结构构件间的连接刚性,目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥;同时,较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。

(2)框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接,将地震作用传递到剪力墙,保证结构在地震作用下的整体工作的。

所以,从理论上来说,剪力墙与剪力墙之间的距离不应该过大,需要严格控制在安全系数之内,否则,两者中间的重力没有承载的媒介,可能会发生坍塌事故。

一些施工单位为了节约经济成本,降低施工量,往往会在设计的基础上擅自扩大剪力墙之间的间隔,这些都是违规操作,必须杜绝。

(3)楼板开洞处理。

通常来说,如果设计和施工实际情况允许,尽量不进行楼板开洞,但是在实际的施工过程中,存在一些无法避免的客观因素,此时必须进行楼板开洞处理。

一旦遇到这类问题,其核心原则就是,尽量缩小开洞的数量和开洞的面积。

即使,在设计之初对于重力和承重能力都进行了科学的计算和预测,但是一旦进行了楼板开洞处理,实际的承重情况可能会发生改变,因此施工人员应该提高警惕。

2.结构计算分析要点
框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点,按两者变形协调工作特点进行结构分析。

即使是很规则的结构,也不应将结构切榀,简单地按二维平面结构(平面框架和壁式框架)进行计算。

不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。

框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系,计算分析时应根据结构实际情况,选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。

对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构,宜采用空间分析模型,可采用平面框架空间协同模型,对布置复杂的框架—剪力墙结构,应采用空间分析模型。

另外,对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少,而比剪力墙结构多,因此其周期折减系数应选取介于两者之间。

结合工程实践经验,对于一般情况下当填充墙较多时,周期折减系数可取0.7-0.8,填充墙较少时,周期折减系数可取0.8-0.9。

此外,当今楼房的建设施工过于追求外表形式的新颖,五花八门的楼房外形,给框架剪力墙的结构设计带来了一定的难度。

例如,一些建筑在设计之初,出于某种特殊的需求,可能会减少框架柱的数量,此时单根框架柱的承重压力随之增加,这样显然是不合理的,存在较大的安全隐患。

对于这一问题,国家相关的管理部门高度重视,并在法律文件中做出了明确的规定:即当某楼层段柱根数减少时,则以该段为调整单元,取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力;该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。

3.高层框架剪力墙实际施工案例分析
某市为了适应市场需求,在城郊附近施工建设了一栋办公楼。

地下设有停车场等共三层。

地面高度为18层,总计22层。

地面建筑结构由左右两个呈扇形的区域构成。

该建筑施工总占地面积约为12万平方米。

根据本建筑结构的基本属性,以及对相应地质条件等因素的勘察,设计人员采用剪力墙作为其主体框架。

综合分析其建筑形式和材料结构,本建筑办公楼的抗震等级为8级,安全等级为2级。

由于办公楼内部要求使用高度不低于2.9米,所以施工建设的难度相对来说比较大,综合考量到楼层的建筑结构以及剪力墙的应用,通过不断的调整和反复的测试,目前高建筑办公楼基本上可以达到以下几个要求:(1)根据建筑物的自振周期、位移及地震效应判断结构方案的合理性;(2)得出各构件的内力以及配筋,以判断构件截面的合理性;(3)根据结构内力分析判定结构受力的德弱部位,并在设计中采取加强措施。

受到办公楼内部使用空间的限制和制约,原本应该设计在楼层中间的剪力墙核心筒,需要按照实际情况进行位置的偏移。

同时,由于本栋楼的特殊需求,在其他位置不允许继续设计框架剪力墙,这就给施工建设带来了一定的难度。

由于操作起来难度系数大,同时安全系数受到了影响,因此设计施工单位经过与投资方的研究分析,最终决定略微增加剪力墙的数量。

在此基础上,稍微增加了剪力墙的厚度,以提高剪力墙的承重能力。

可见,在实际的施工过程中,由于不同建筑结构具有各自的独特性,因此剪力墙的实际设计都是存在差异性的,但是这种差异性需要建立在安全性之上。

本工程结构整体计算采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE,计算时考虑扭转藕联的影响。

考虑模拟施工分层加载,振型数取18个,采用侧刚分析方法。

计算结果表明,本结构整体刚度在X方向较好,Y方向稍差。

两幢楼剪力墙在X方向承担了总倾覆力矩的80%以上,Y方向承担了60%以上;西楼在地震作用下Y方向顶点位移绝对值偏大,最大层间位移接近规范限
位。

计算结果还表明,东楼第5、7、9振型,西楼第7、9振型以扭转为主,说明虽然对剪力墙布置、数量、厚度进行了调整,但扭转效应仍不可避免,还应在设计中予以解决。

总体来说各项结果均在正常范围以内,满足规范要求,并符合以下规律:(1)柱、剪力墙的轴力设计值均为压力;(2)柱、剪力墙基本为构造配筋;(3)梁基本无超筋,剪力墙、连梁均满足截面抗剪扭的要求。

4.结语
总之,就我国目前的建筑施工而言,一些高层建筑在设计施工的过程中,基本上应用框架剪力墙的设计结构,既能够提高建设施工的质量,又能够一定程度的降低施工难度。

当然,一些施工建设团队的业务能力水平比较低,导致整体的施工建设团队水平参差不齐,但是笔者相信,只要我们不断的进行分析和研究,并在设计和施工的过程中,秉承着对百姓负责的工作态度,就一定能够提高我国框架剪力墙结构设计的水平,为老百姓建造出更多更安全的建筑楼房。

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