高层建筑工程的框支剪力墙结构设计
高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析

高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析前言现如今,随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断加快,使得我国建筑工程取得不断发展。
在城市中,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化。
在建筑结构中,框支剪力墙结构是当前应用较为广泛的结构形式。
基于此,下文对其要点进行探析一、框支剪力墙的类型框支剪力墙类型有很多种,下面就其分类进行简析:1)整截面墙。
整截面墙是不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。
其受力特点为整体悬臂墙,弯矩图既不突变也无反弯点。
其变形特点为弯曲型变形。
2)整体小开口墙。
整体小开口墙为开洞面积大于15%但仍较小的墙。
其受力特点为弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。
其变形特点为以弯曲型为主3)双肢墙及多肢墙。
双肢墙及多肢墙为开洞较大、洞口成列布置的墙。
其受力特点为与整体小开口墙相似。
其变形特点为以弯曲型为主。
4)壁式框支。
壁式框支为开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙。
其受力特点为弯矩图在楼层处有突变,在大多数楼层中都出现反弯点。
其变形特点为以剪切型为主。
二、转换层在建筑工程中的应用目前,建筑为了满足多方面的需要,一般具有多种功能,对其综合用途也提出了更高的要求。
从建筑的使用功能来看,通常在中上层设计小开间,而在下层部位设置大开间。
但从结构的布置角度来看,二者的情况却恰好相反,为了使建筑实现相应的功能,在布置方面就必须采用与常规相反的形式。
因此,强度较弱的框架柱往往布置在下层,上层则布置刚度较大的剪力墙。
这样一来,就必须要设置相应的转换机构来对两种不同的结构进行衔接,同时传递两者之间的内力,这就是转换层应发挥的的作用。
在上部剪力墙转换为下部建筑框架的过程中,转换层发挥了重要的作用,它可以为建筑物的底部创造出较大的内部自由空间。
在高层建筑中,转换层的位置决定着建筑的抗震能力,其位置宜低不宜高。
大量的工程实践证明,当转换层位置较高时,容易使框支剪力墙结构上下内力的传递路线发生突变,随之会产生较大的刚度变化。
框架剪力墙结构设计要点

框架剪力墙结构设计要点整体规定◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用9度抗震时,应专门研究(说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度)◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100mB级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:6度、7度抗震时,按本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用8度抗震时,应专门研究◆结构的最大高宽比:A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0◆平面规则检查,需满足:扭转:A级高度——B级高度、混合结构高层、复杂高层——楼板:有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50%开洞面积≤该层楼面面积的30%无较大的楼层错层凹凸:平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30%◆竖向规则检查,需满足:侧向刚度:除顶层外,局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25%楼层承载力:A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(宜)≥相邻上一层的80%薄弱层抗侧力结构的受剪承载力(应)≥相邻上一层的65%B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(应)≥相邻上一层的75%(说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和)竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递◆水平位移验算:多遇地震作用下的最大层间位移角≤罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120◆舒适度要求:高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最大加速度限值为:住宅、公寓0.15 m/s2,办公、旅馆0.25 m/s2◆伸缩缝 1. 最大间距:现浇45m,装配65m2. 可适当放宽最大间距的条件:①顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率②顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层③每隔30~40m留出后浇带,带宽800~1000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带砼两个月之后浇灌④顶部楼层改用刚度较小的结构形式,或顶部设局部温度缝,将结构划分为长度较短的区段⑤采用收缩较小的水泥,减少水泥用量,砼中加入适宜的外加剂⑥提高每层楼板的构造配筋率,或采用部分预应力混凝土◆防震缝1. 最小宽度:按框架结构的50%取用,但不宜小于70mm。
高层框支剪力墙结构设计

探析高层框支剪力墙结构设计摘要:文章结合工程实践,主要介绍了高层建筑的结构方案,重点探讨了梁式转换结构设计和转换构件设计的特点和应注意的一些问题。
关键词:高层建筑剪力墙框支体会目前,一些框支剪力墙结构由于底部几层有较大的空间,能适用于各种建筑的使用功能要求。
主要广泛应用于底层为商店、餐厅、车库、机房,上部为住宅、公寓、饭店、综合楼等高层建筑。
但是,这种结构在受力上也有明显的缺点:传力不直接,结构竖向刚度变化很大,甚至是突变,地震作用下易形成结构薄弱层,加上构造复杂,给结构设计带来较大难度。
为了满足建筑功能的要求,结构必须设置转换层进行结构转换柱下部大空间框支剪力墙结构可以在建筑物下部形成一层或多层的大空间,通过结构转换层,用框架柱代替剪力墙以满足建筑功能的要求。
1 工程概况本工程总建筑面积为214338.36㎡,住宅部分首层架空,转换层以上为25层、27层、28层住宅。
一层为地下室和两层为车库,地下一层局部设核六级人防及设备用房,平时用作停车库。
本建筑抗震设防类别为丙类。
建筑结构的安全等级为二级。
2 梁式转换层的结构设计分析2.1抗震等级的确定本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。
该工程属“框支剪力墙”结构,地上高度79.4m,转换层设在三层楼面(属高位转换),7度抗震设防,其框支框架抗震等级为一级,加强部位剪力墙抗震等级为一级,非底部加强部位剪力墙抗震等级为二级。
2.2结构竖向布置高层建筑的侧向刚度宜下大上小,且应避免刚度突变,然而带转换层的结构显然有悖于此,因此《高规》对转换层结构的侧向刚度作了专门规定。
对该工程而言,属于高位转换,转换层上下等效侧向刚度比宜接近于1,不应大于1.3。
在设计过程中,应把握的原则归纳起来就是要强化下部,弱化上部,尽量避免出现薄弱层。
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。
某框支剪力墙结构高层住宅结构设计

介绍 了该转换层的结构设计 方法 。
关键词 :高层建筑; 梁式转换层; 结构设计; 机理分析
力墙 结构 体 系 。局 部结构 转换 构件 设在 二层 楼 面 , 个别 设在 第 五层 楼面 , 均采 用梁 式 转换 。 筑物 中的 电梯井 、 建
楼 梯 间等 均 设 在沿 竖 向建筑 物 高 度 全 贯通 的钢 筋 混凝 土 剪力 墙 。结构 布 置见 附 图。
2 地基基础设计
持 力层 ) 中风 化 岩 f  ̄6 P ( 为 裙 房 柱 基 础 持 力 , r Ma 作
层) 。
2 . 2基坑及基础设计
本工 程地 下二 层 , 础底 板 面标 高为 一 . 。基坑 设 基 93
地 基 基 底 弯 矩 M(N m 0 —) K 基 底 剪力 / 构 总 质 量 O/ 结 oG 转换层上下等效侧 向刚度 比
T扭 / T平 = . 6 / . 6= . 1 2 6 4 3 7 30 7 方 向 地 震 基 底 剪 力 Q (N 。K ) X 1 18 5 2 y 173 6 4
70m 电梯筒 下局 部加 大至 2 0m 。 0m , 50m
地 基基 底 弯 矩 M (N Ⅲ 01 _) ( 基 底 剪力 / 构 总 质 量 o G 结 / 0
可 行 的原 则 出发 , 化 设 计 , 用 了地 下 连 续墙 加一 道 优 采 砼水 平 内支撑 支护 体 系 。 本工 程采 用人 工挖 孔桩 基础 , 端 置于 中微 风 化粉 桩 砂岩 上 , 效桩 长约 5 1 m 保证 一 柱 一桩 , 力 直 接 , 有 ~ 8, 传
表 2T S B A计算结果
浅谈高层建筑中剪力墙结构设计 刘爽

浅谈高层建筑中剪力墙结构设计刘爽发表时间:2019-08-28T16:55:04.577Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:刘爽[导读] 摘要:伴随着社会经济的高速发展,建筑高度也越来越大,剪力墙的应用也越来越普遍,提高剪力墙结构的合理性和科学性,完善其结构在整体工业建筑结构体系中的应用变得十分关键。
身份证号码:13062619871023xxxx 河北省涿州市 072750摘要:伴随着社会经济的高速发展,建筑高度也越来越大,剪力墙的应用也越来越普遍,提高剪力墙结构的合理性和科学性,完善其结构在整体工业建筑结构体系中的应用变得十分关键。
通过文章的分析,希望可以加深相关工作者对剪力墙结构及其在建筑结构中的应用的了解,从而提高相关工作者的工业建筑工程设计水平,进一步促进工业建筑设计质量的提高。
关键词:剪力墙结构设计;高层建筑;应用1剪力墙结构的方案在设计剪力墙结构方案时,施工单位需要做好三方面的工作。
首先,施工单位需要和设计单位建立起良好的沟通机制,根据实际情况,对剪力墙结构选择、材料的使用情况以及构件的尺寸作出充分讨论,为剪力墙施工提供保障;其次,施工单位需要对施工成本予以考虑,从多个设计方案中进行优选,在确保质量达标的同时,需要减少资金的投入,已达到最高的性价比;最后,应该对建筑工程的水文情况以及地质情况予以充分考虑,对剪力施工过程中所需要使用到的技术和工艺手段具有清晰的认识,对其进行合理布局,让结构方案的效用可以得到充分发挥。
在选择剪力墙结构时,需要考虑到建筑层数,如果建筑层数在20层以下,那么可以选择短肢剪力墙结构,如果建筑层数在20层以上,那么现浇剪力墙结构是很好的选择。
同时,在高层建筑结构中,框支剪力墙也得到了广泛的应用,它的上部结构为短肢剪力墙,通过提升下层刚度的方法,可以使建筑工程结构的安全性获得增强,且具有良好的经济效益。
以我国某市的的一个危旧房改造项目工程为例,该工程地上33层,地下2层,建筑总高度92.5米,标准层层高为2.8米,该工程采用了预制装配式剪力墙,在剪力墙的水平钢筋连接上,采用了水平钢筋预留直线锚固的方法,同时将装配率予以降低,考虑到墙体水平钢筋锚固长度不足的问题,在施工现场预留了250mm长度的现浇区域,等到预制墙体的现场吊装就位后,再附加封闭矩形箍,最后再把横向短钢筋焊接到箍筋中部。
高层建筑剪力墙结构优化设计分析
高层建筑剪力墙结构优化设计分析摘要:本文通过对某高层住宅建筑的结构设计分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性,并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则,并对剪力墙结构的设计从专业的角度, 对高层建筑剪力墙结构优化设计处理方法进行了详细分析;从建筑整体结构计算、地基处理、基础设计、剪力墙及连梁钢筋用量、楼板钢筋用量等多方面详细探讨了高层建筑剪力墙结构优化设计处理方法和措施, 以实现建筑结构设计的整体优化, 从而达到科学、合理、经济的设计要求。
关键词:高层建筑; 剪力墙结构; 结构设计; 优化设计中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:引言高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物,是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。
它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。
随着经济和社会发展的需求,以及城市人口密度的持续增长,高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势,也是城市现代化的象征。
为了满足高层建筑的抗震性和经济性,对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。
对同一建筑而言,不同的结构墙体布置,其经济指标差异很大,主要是混凝土用量和含钢量的差距很大。
高层建筑剪力墙结构的概念设计1. 一幢高层建筑犹如一根竖直放置于嵌固于地基的开孔、带横肋的巨型空间构架式的“悬臂梁”。
它不仅要承受“梁”内所有重力荷载的作用并保持稳定,而且要承受风荷载、地震等水平荷载的作用并保持一定的刚度,避免过大的水平位移和振动,保证“梁”内各种建筑装饰、填充墙等不受损坏,以提供“梁”内工作生活的人们有一个舒适的环境。
2. 高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载,还要抵抗地震作用,在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,通常可以忽略;而在高层建筑中,水平荷载和地震作用将成为控制因素。
随着建筑高度增加,位移增加最快,弯矩次之。
因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力,而且需要较大的抗侧刚度,以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。
高层住宅部分框支剪力墙结构设计
1 . 3 7 2 0
ห้องสมุดไป่ตู้
1 5 9 . 1 8
0 . 0 9( 0 . 0 7 + 0 . 0 1 )
0 . 9 1
地震作 用 最大 的 方 向= 1 1 . 2 3 2 ( 度)
周期 H S T 3 / T I = 0 . 7 7
风荷 载下 最大 层 间位 移角 1 / 1 2 5 6 ( X ̄) , 1 / 1 0 5 I ( YI  ̄) , 转换 时转 换层 与 上一 层 的侧 向刚 度 比
图二 标 准层 结构 平面 布置 图
( 采用 的楼 层 刚度算 法 : 剪 切 刚度 算法 )
x 方 向下部 刚度= 0 . 3 9 1 7 E + 0 8
X 方 向刚 度 比= O . 5 1 6 0
3 转换 层模 型计 算 中应注 意 的问题
( 1 ) 部 分框 支 剪 力墙 应设 置 落 地贯 通 剪 力墙 , 且 落 地 剪力 墙 应从 横 布置 , 其 数量 与 全部 剪 力墙数 量 之 比不小 于 5 0 %。
( 9 ) 框 支剪 力 墙 结构 体 系 对结 构 本 身 来说 是 很 不利 的 , 故 竖 向结 构 布 置
时, 主要是控制转换层上 、 下刚度突变 。 《 高规》 附录E . 0 . 1 , 当转换层设置在1 、 2 层可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比等效剪切刚度 比 ^ y 。 。 ≤G . A h J G  ̄ A2 h 。 表示 , 抗震 设计 时 。 不应 小 于0 . 5 。 为 了加 大 底部 大 空间楼 层 的抗侧刚度 , 对底部的落地芯筒及少量的落地剪力墙均予以加厚 , 落地芯 筒 墙体加 厚至3 5 O m m( 上部 为2 5 0 m m ) , 结构落地剪力墙加厚至8 o 0 m m, 且与
高层建筑部分框支剪力墙结构布置方法
高层建筑部分框支剪力墙结构布置方法高层建筑的结构设计是现代建筑技术的重要标志,其结构类型和布置方法在建筑的强度、稳定性、经济性等方面起着至关重要的作用。
其中,框支剪力墙结构是当前建筑结构设计中广泛应用的一种方法,其优良的受力性能和适应性能使之成为高层建筑结构设计中的佼佼者。
框支剪力墙结构的布置方法是建立在框架结构的基础上,其核心是墙体结构的布置。
具体而言,高层建筑框支剪力墙结构的墙体一般分为外墙、内墙和隔墙三种类型。
外墙是建筑的外立面,需要考虑视觉效果和采光等因素,在布置上在尽可能的减少墙体厚度的前提下,要保持一定的强度和刚度。
内墙一般是室内隔断墙,需要兼顾隔声、隔热等因素,其厚度一般较小。
隔墙是用于分隔不同功能区域的,其布置一般和内墙相似。
框支剪力墙结构的墙体布置需要考虑许多因素。
首先,它需要根据建筑的不同功能和重要性来进行合理的布置,以保证建筑的稳定性和安全性。
其次,需要根据墙的位置和面积确定墙的材料选用,以及需要的承载能力和刚度等因素。
同时,还需要考虑墙面的装修和防火隔离等问题。
在框支剪力墙结构中,墙体的布置和连接也是至关重要的。
如何增强墙体连接和支撑,防止结构破坏和坍塌,是整个结构设计和施工阶段的重中之重。
因此,在墙体布置时,需要考虑墙与桥架的连接方式和墙体的角部设计,以确保墙体能够承担好力学的作用,同时还能够满足建筑的外观效果和美观性。
除了墙体的布置和连接问题,框支剪力墙结构的另一个关键问题是框架结构的选用。
框架结构需要根据建筑的使用性质、高度、输电线路等因素综合考虑。
在框架结构的选用和布置上,需要注意三个方面:首先,需要追求更为严谨的计算和设计方法,以确保框架结构的稳定性和安全性。
其次,需要考虑框架结构的材料和质量,选用合适的质量和规格的建材。
最后,需要注重建筑的外观效果和采光效果,使框架结构与墙体结构相协调。
总体来说,高层建筑框支剪力墙结构的布置方法需要综合考虑许多因素。
在建筑结构设计过程中,需要注重从理论上和实践上精确、合理地计算和设计,以使成品建筑的稳定性和安全性得到充分的保证。
高层建筑结构3(剪力墙结构)ql详解
厚比小于8的墙) 3)较长剪力墙宜开设洞口将其分成长度较均匀的若干墙段,
墙段之间采用弱连梁连接,每个独立墙段的总高度与其截 面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m。 4)按一、二级抗震设计等级设计的剪力墙截面厚度,底部
上部各层剪力可按材料力学公式计算截面的剪应力,各 墙肢剪应力之合力即为墙肢剪力;或按墙肢截面面积和惯性 矩比例的平均值分配剪力,即:
1
Vi Vp 2
A
Ai
Ii Ii
剪力墙的顶点位移计算
剪力墙的等效刚度就是将墙的弯曲、剪切和轴向变形之 后的顶点位移,按顶点位移相等的原则,折算成一个只考虑 弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度。
加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16,且不 应小于200mm;其他部位不应小于层高或无支长度的 1/20,且不应小于160mm。
5)按三、四级抗震等级设计的剪力墙截面厚度,底部加强 部位不应小于层高或无支长度的1/20,且不应小于 160mm。其他部位不应小于层高或无支长度的1/25, 且不应小于160mm。
有了等效惯性矩,可以直接按受弯悬臂杆的计算公式计 算顶点位移。
顶点水平位移统一表达 其中
V0H 3
EIe
V0 --- 底部总剪力
H --- 剪力墙总高
E Ie --- 等效抗弯刚度
α --- 系数 顶点集中荷载1/3, 均布荷载 1/8, 倒三角形荷载 11/60.
以集中载荷为例:
弯曲变位 剪切变位 V0 H 3 V0 H
第四章 剪力墙结构
*********剪力墙结构概述**********
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高层建筑工程的框支剪力墙结构设计
发表时间:2019-06-26T10:49:24.790Z 来源:《防护工程》2019年第6期作者:樊越
[导读] 本文对高层建筑工程的框支剪力墙结构进行设计上的解析,采用分析建筑实例的方式增加结构设计的论述合理性。
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摘要:本文对高层建筑工程的框支剪力墙结构进行设计上的解析,采用分析建筑实例的方式增加结构设计的论述合理性。
其次对框支剪力墙的设计以及措施要点进行重点论述,主要集中在各项设计指标的规格确定上。
最后解析了结构上的措施落实方法与相关要求,仅供专业人士的参考与借鉴。
关键词:高层建筑;框支剪力墙;结构设计
我国经济社会的不断发展,让建筑行业的建设水平要求不断增长。
因此为了让这些要求得到更为良好的满足,建筑结构上设计方法应得到更为实际的优化,或是依据建设工程的实际情况对采用的设计方式进行甄选。
当前建筑行业中经常出现现象是上下空间布置上的转换,与常规的建筑结构设计存在较大不同,因此延伸出了结构转换层的设计。
1 工程概况介绍
某高层建筑工程的建筑面积大概为 25000m2,建筑高度为 93m 左右,共 30 层,其中地下 2 层,地上 28 层。
地下每层 4m,地上 1~3层是作为商业建筑,高度为 4.1m,其余为住宅建筑,高度为每层 3m。
为能够同时商业区和住宅区的要求,采用的是部分框支剪力墙结构,在三层的顶部使用的是梁板式转换构件来进行非落地式剪力墙内力的传递。
此处的抗震设防烈度是Ⅵ度第一组,拟建Ⅱ类场地,特征周期是 0.35s,基本地震加速度 0.05g。
根据相关规定的要求:框支梁抗震等级一级,框支柱的抗震等级为一级,非底部加强区剪力墙的抗震等级三级,底部加强区剪力墙抗震等级一级。
其中,底部加强区的范围是地下室的地板到转换层上两层。
2 结构的概念设计以及布置
2.1确定结构相关指数规格
在此项工程中,地下室的顶板的厚度是 200mm,使用的是双层双向的配筋,对于每层每个方向的配筋率控制在 0.25%以上。
因为此工程中地下室整体的刚度在相邻的上部楼层刚度的两倍以上,达到了其作为上部结构的嵌固位置的要求。
另外,为加强地下室顶板的刚度,所采用的是现浇梁板的结构,转换层使用梁板式结构,厚度为 200mm,每层每方向的配筋率在 0.25%以上。
在楼板里的钢筋需要锚固在墙体活着边梁里。
筒体外围的楼板和落地式的剪力墙应该减少开洞数量,在比较大的洞口和楼板的边缘都应该设置边梁,此处边梁的截面应该至少为板厚的两倍,全截面的纵向的钢筋的配筋率应该在 1.0%以上。
除此之外,以转换层为标准,其上下两层的楼板也都应该进行加强处理,大概板厚 150mm,且为双层双向配筋。
2.2 确定转换层的措施力度
带转换层的结构比较复杂,因此在此采用的是梁板式的转换构件,其传力途径和受力都比较明确。
转换层的楼板厚度取 200mm。
每层每方向的配筋率在 0.25%以上以提高达到非落地式剪力墙的内力传递的可靠性的目的和效果。
相关规定显示,楼层的侧向刚度和等效侧向刚度二者共同决定了转换层的上下刚度比。
其楼层的侧向刚度应比相邻的上部楼层的此项数值的 60% 还要大。
此数值若是太小,那么转换层的上层的墙体比较容易被破坏;若是太大,则转换层形成薄弱层的概率就会增大很多。
其等效侧向刚度最好无限的趋向于1。
3建筑工程之中设计剪力墙结构中应该关注的重点
3.1合理设计剪重比
在抗震设计比中,剪重比是一个非常重要的参数,在高层建筑框支剪力墙结构的设计中更是如此。
剪重比是否合理、规范,对剪力墙来说具有十分重要的意义。
如果剪力墙结构的设计周期比较长,它将会受到地面位移及加速度变化的破坏,而传统的振型分解法又难以作出准确的计算。
由于地震影响系数往往波动很大而且下降较快,在长期的作用下给选值增加了难度,由此计算出来的结构效应可能不符合实际情况。
因此,在建筑框支剪力墙结构设计中,必须要与各楼层水平地震力确定其最小值,满足了该最小值才能符合安全方面的要求。
如果满足不了,则应进行及时的调整。
3.2刚重比设计
刚重比设计与剪力墙结构的整体稳定性息息相关,刚重比是结构刚度与重力荷载之比,也是重力二阶效的主要参数。
在建筑框支剪力墙结构设计中必须要重视刚重比的设计,使其满足建筑结构设计的相关要求。
如果出现设计不合格的情况,有可能会引起结构失稳甚至倒塌。
此外,在计算建筑框支剪力墙结构的时候应符合相关规定,结合工程实际对每层刚重比进行设计。
4结构计算和分析
计算环节开始之前,应对框支剪力墙结构设计上的相关指数要求进行了解,然后再依据建筑的实际状况对部分框支剪力墙的机构内力进行设计,首先是将一级框的支柱地震作用产生乘以1.5倍系数,然后将一级框支柱的上部与底层柱的剪力与弯矩设计值乘1.1倍系数;与转换层相连接的一级框支柱上部与底层柱的下截面弯矩组合数值乘1.5倍系数;框支和框架的地震倾覆力矩应设置应低于总构造承受的二分之一。
为了保障楼层之间的稳定性,应在每个楼层都设置10根或是10根以上的楼层框支柱,转换层数量超过2层时,每一层的框支柱剪力应为结构基底与剪力的30%,一级落地的剪力墙底部加强区弯矩设计数值应得到专业人士的注意,应是墙底截面地震作用组合的弯矩数值的1.5倍。
此次工程的结构分析软件使用的是PMSAP2 和 SATWE,先计算建筑的整体内力位移,然后对受力情况较为复杂的转换梁进行无限元应力进行分析,校正核算配筋的使用数量。
其次是进行一系列的计算与校验,让结构中的弹性时程结果得到分析,发现楼层的位移曲线平缓且没有发现突变问题,也就是说整体结构较为稳固,不存在薄弱的地方。
此工程对于抗侧移的刚度方法使用正确,并且较为有效。
5加强结构抗震措施
高层建筑中的转换层构成都较为复杂,因此为了加强转换层的稳定性,针对关键部位,专业技术人士都会采用一些技术措施进行加强处理。
底部的加强层与相邻的上层设约束边缘的构件等部位应得到严格的箍筋、拉筋、纵筋控制,同时让这些节点的最小配筋率可以达到
转换层以下的结构刚度。
上部结构的凹进尺寸较大的位置应在外部设置出一个500mm× 400mm 宽扁梁,还要对中部的楼板宽度进行尺寸加大处理。
一些开洞多的结构稳定性会受到这些孔洞的影响,因此技术人员应依据显示情况进行调整,增加楼板厚度的方法较为常见,更为保险的方法是配合配筋率为0.25的双层双向钢筋。
对于框支梁柱的节点位置设计,钢筋设置较为紧凑的话,施工步骤开展的难度会增加很多,因此在设计时应尽量使用强度大、直径大的钢筋,同时让混凝土的裂缝的程度进行严格控制,增加配筋率。
底部加强区的框支柱、抗震墙、转换梁抗震等级等部分工作应得到专业性升级。
6结语
通过以上对高层建筑设计上的框支剪力墙结构的设计解析,可以从中获得的结论高层建筑的转换层结构设计想要得到更为全面的完善,应首先与建筑设计师进行技术交底,增加意见上的交换与沟通,尤其是一些重要的位置,得到更为专业性的处理对建筑的稳定性保证来说非常重要。
其次对结构上的不规则位置处理,要以增强结构的抗震性为核心,让建筑的安全性得到最为扎实的保障。
参考文献:
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