某高层住宅结构设计分析
武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计

第50卷增刊建筑结构Vol.50 S2武汉某超限高层住宅结构抗震分析设计曹源,李智明(中信建筑设计研究总院有限公司,武汉430000)[摘要] 武汉某住宅超限高层项目结构高度138.3m,采用框架-剪力墙结构形式,剪力墙为钢筋混凝土剪力墙,框架柱为钢管混凝土柱,属于B级高度建筑,存在扭转不规则、凹凸不规则、穿层柱等多项不规则项。
利用YJK、MIDAS Builiding、SAUSAGE等计算软件对结构进行小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析,并补充了弱连接处楼板抗震性能化设计以及穿层柱屈曲分析。
计算结果满足规范要求,可供同类工程设计参考。
[关键词] 框架-剪力墙结构;钢管混凝土柱;性能化设计;楼板损伤分析;穿层柱屈曲分析中图分类号:TU355 文献标识码:A 文章编号:1002-848X(2020)S2-0234-05Seismic analysis and design of a high-rise residential structure in WuhanCAO Yuan, LI Zhiming(CITIC General Institute of Architecture Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract: The structural height of a high-rise residential project in Wuhan is 138.3m. It is a frame-shear wall structure, the shear wall is a reinforced concrete shear wall and the column is a steel tube concrete column, which belongs to the B-level height building.There are a number of irregularities such as torsion irregularities, uneven irregularities, and through-layer pillars.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis, and supplements for weak earthquakes.This article uses YJK, MIDAS Builiding, SAUSAGE and other calculation software to perform small earthquake elastic analysis, small earthquake elastic time history analysis, medium and large earthquake equivalent elastic analysis, large earthquake elastoplastic time history analysis. It also supplements the seismic performance design of the floor slab at the weak connection and the buckling analysis of the through-story column. The calculation result meets the requirements of the specification and can be used as a reference for similar engineering design.Keywords:frame-shear wall structure; concrete-filled steel tube column; performance-based design; floor damage analysis; buckling analysis of stratified column1工程概况本项目总建筑面积13.59万m2,包含10栋办公楼、1栋商业建筑及1栋住宅。
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析

高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层住宅框架剪力墙结构设计分析

1层 为
车库 ; 上 3层为 商场 ; 以上 为住 宅 。室 外地 坪 主要 屋 面 高 地 4层
度 :2层为 9 .8m,8层为 5 . 7m。 3 6 5 1 2 6 该项 目基本 风压 为 0 3 N m , 面粗糙度 C类 ; 本雪压 .5k / 地 基 0 3k / t 震 烈度为 7度 , N m ;g t 设计基本 地震加速度 0 1g 设计地 .0 ,
第3 8卷 第 1期
20 I2年 1月
S HANXI ARC T T RE HI EC U
山 西 建 筑
V0 _ 8 No 1 I3 .
J n 2 1 (0 2 0 ・ 0 7 0 10 — 8 5 2 1 ) 10 3 — 3
[] 吴 3
斌, 欧进 萍. al P l型摩 擦 阻尼 器的设计 方法[ ] 哈 尔滨 J.
6 结 语
建 筑 大 学 学报 ,97,0 4 :—4 19 3 ( ) 91 .
O n a is im i r m e e he k ng o o e nt.es c pa a t r c c i fs m bu l i a e o i r to nay i nsr m e id ng b s d n v b a i n a l ssi t u nt
adA pi t no as eE eg i iao yt [ ] 地 n p l a o f si nryDs p tnS s ms J . ci P v s i e
8
震 工 程 与 工程 振 动 。96 1 ( )7 - . 19 ,6 3 :29 6
图 4 主楼的 方 向脉动的 自相关 函数图
某高位收进高层结构的分析与设计

图1 收进前后结构平面布置示意图
2 弹性时程分析
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)4.3.4条要求,除采用振型分解反应谱法(CQC法)进行地震作用计算外,本工程属于第10章规定的复杂高层结构,应采用弹性时程分析法进行多遇地震补充计算。
时程分析法是根据结构
图2 楼层剪力计算结果对比图
抗震构造措施
高位收进高层除在分析阶段采用弹性时程分析进行补充计算外,在设计阶段尚应考虑抗震构造加强措施,根据计算结果,收进层的层间位移角为相邻下部区段最大层间位移角的倍,满足《高规》10.6.5条第1款要求的1.15倍;另根据《高条及10.6.5条要求,采用抗震构造加强措施及其部位如下:在竖向突变部位(27层)楼板厚度按150mm
10@200通长,配筋率0.26%>0.25%,体型突变部位的、26层)楼板板厚按130mm适当加强;收进部位上、下二层周边竖向构件抗震等级提高一级,即25
层楼面剪力墙抗震等级按一级设计。
在危旧改项目中,由于场地限制,为满足功能和立面需求,转换、竖向收进等复杂高层并不少见,对高位收进高层,。
某高层住宅结构改造加固的设计分析

满足 结 构在 整体 参数 指标 、 构件计 算 、 单 构造 要 求等 方 面 的需要 。 同时 , 也提 出 了其 他 一 些加 固改造 的
优化 方 法 以作 为今 后研 究的参 考方 向 。
关键 词 短肢 剪 力墙 ,结构加 固方案 , 化 方法 优
De i n a d An l ss o t uc u a c n t u to n t e g h n ng sg n a y i f S r t r lRe o s r c i n a d S r n t e i 0 Hi h— s a t e f A g Rie Ap r m nt
to eal aif h xsi g s im i o e. T e c mp rs n o rm ay c l u ai n r s lsa ea ld r e n in d t i s tsy t e e itn es c c d s h o a io fp i r ac lto e u t nd d tie e o — sr ein me s r swe e d s u s d i h sp p rt aif h t cu a v r l pa a ee s,sn l o o e t t to a u e r ic s e n t i a e o s tsy t e sr t r lo ea l r m tr u u i ge c mp n n
行 设 计 规 范 及 通 过 现 行 的 超 限 高 层 抗 震 专 项
1 工 程概 况
本 改造 项 目位 于上海 市 区 内 , 区 内有 1 小 1幢
评审。
建设 方 的改造 方案 包括 其 中一部分 小高 层整
幢 由原平 层户 型 改 为跃 层 户 型 ; 一 部 分小 高层 另
某高层住宅结构改造加固的设计分析

式 实现 ,另外还要确 定结构外 沿和 内力较大的短肢剪力墙 的位
置, 以及 延 长 的墙 肢 的长 度 。根据 相 关 的计 算和 调整 确 定 了相 应
2 之 前 的 结构 状 况【 】
如 图 2和 3所 示 。改 造 工 程 利 用 S A T WE程 该工程 1 1幢住宅共有 9层, 每幢房屋有 三个单元 , 房 型三 的 剪 力墙 设 计 方 案 , 并与 原来 的 房 两 厅 两 卫 或 四房 三 厅 三 卫 的 结 构 。房 屋 除第 七层 和 第 八 层 高 序 对 改 造 之 后 工程 的功 能 和荷 载 等 进 行 计 算和 分 析 , 如表 1 所示。 另外 , 改造 对 于 工 程 的基 础 部 分 度是 3 1 0 0 mm 外 ,其 他 楼 层 的高 度 为 2 9 5 0 mm, 建 筑 的 总 高 为 结 构模 型 进 行 比较 , 的 影 响并 不 大 , 桩 基 的承 载 力 能 继 续满 足 改 造 之 后 的要 求 。 2 7 1 5 0 mm。 工程 建筑 的结 构 为钢 筋 混 凝 土 短肢 剪 力 墙 结 构 , 剪 力 墙厚 2 5 0 mm, 底层和三层局部厚度处于 3 0 0 mm 或 4 0 0 m m左右 ,
规 划 与 设 计
【 文章编号 】 1 6 7 2 — 1 6 7 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5 一 o 0 4 0 — 0 2
建材发展导向 2 0 1 3年 3月
某高层住宅结构改造加固的设计分析
李 迎 晖
( 中物 联 规 划 设 计研 究 院有 限 公 司 广 西 北海 5 3 6 0 0 8 )
墙 体 使 用 的混 凝 土 强 度 等 级 C 3 5 , 基础 C 3 0 , 底 层和二层 C 3 5 , 二
某高层住宅楼结构设计

表 1 工程地质情况
杂填 土① 杂色 ,由粘性 土 、碎砖 及腐殖 质等 组成 ,土质不 均匀 。湿 ~饱 和 ,松散 状态 。场地 内均 有分 布 ,层 厚 12 m。 . ~26 棕黄 、黄 、棕 红色 等,土质 较均匀 。稍湿 ,硬塑 状态 。场地 内 均有分布, 层厚 12 .m 压缩模量 E 1.^ 承载力特征 . ~35 。 s 83 = ,
.
考虑桩土间作用 ) 。
凡 = s1 P u ∑qi 。q .
和连梁高度调整刚心位置 。
2 剪力墙结构设计 .
剪力墙设计 中要注 意的几 点问题 。( )剪 力墙结构整体 1
层。
施工速度快 ,桩身质量 可靠 ,以圆砾⑥层作 为桩端 持力层 , 以贯入度确定桩端持力层位 置,经施 工压 密后 的桩 端持 力层 厚度稳定 、承载力 高,桩基沉 降量较 均匀。综合考 虑受力、 经济 、施工 、质量等 多方面 因素后 ,最后确 定采用静压预制 桩 ,以圆砾⑥层 作为桩端持力层 。 ( )桩基础设计 。本工程选用 4 0 0 2 0 ×4 0的预制钢筋混 凝土方桩,有效桩长约 1. 0 m 2 5 ,桩 身混凝土强度等级 C 0 4, 建筑 桩基 安全 等级二 级 。根据 《 建筑 地基基础 设计 规范 》
( )工程概 况 一
广西南 宁市某机关 大院的~幢高层住宅楼 ,建筑总面积 12 0m,建筑主体高度 7m 3 4 5 。地下层 2为设备用 房,地下层 I 为车库,建筑地上 2 层住宅。 5 建筑物基本风压取 0 4 K / .0 N m, 6 度抗震设防,建筑场地类别 I类, I 工程地质情况详见表 1 。
值 f= 4 K .2 0 P。
决定采用桩筏基础, 桩端持力层 是第⑥层 圆砾层,以贯入度确 定桩端进入持力层的深度 。
某超高层住宅项目结构设计

图 2 转 换 层 结 构 平 面 布置 图
4 超 限情况 和超 限应对 措施
本工程结构体 系复杂并采用高位梁式转换 , 存在高 宽比 及长宽 比超限等问题 , 进行 了超限高层建筑工程抗震专项审
和P MS A P程序计算结果进行对 比分析 , 知该超高层建筑抗震设计是合理的。 关键词 超 高层住宅 ; 结构设计 ; 超限 ; 对 比分析
1 工程概 况
金都 ・ 海 尚 国际项 目位于厦 门市 同安 区南 部海滨一 侧 ,
总建筑面积 4 9 . 2万 m z , 由 8栋超 高层住宅 、 2栋多层住宅 、 裙 楼、 幼儿园及 2 层地下停车场组成。
( 7 ) 楼 板消弱 比较大 的区域计算 时按 弹性膜计 算 , 同时 对 相应 板厚 和配筋作加强处理 。
5 结 构计 算 的主要 结 果汇 总及 对 比分析
5 . 1结构计算程序 本 工程结 构整体计 算采用 S A T WE和 P M S A P程 序进行
计算分 析。
5 . 2 程序 使 用 的 注 意事 项
一建筑与装修
巍
2 0 1 3 丘
某 超 高 层 住 宅 项 目 结 构 设 计
钟 桂 连 ( 湖北佳境 建筑设计有限公司厦门分公 司, 福建 厦 门 3 6 1 0 0 0 )
摘
要 本 文结合某超 高层住宅项 目结构体 系布置 , 对超 高层建筑结构设计进行 了分析 与研 究。通过对 S A T WE
圈 1标 准层 结构 平面布置豳
2 设计依据及主要计算参数取值
本工程结构设计 以国家和福建 地区 的相关 规范和规 程
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某高层住宅结构设计分析
【摘要】当前,随着城市经济的快速增长、土地资源短缺,高层建筑逐渐增多,城市高层住宅已成为最常见的商业住宅形式,对于此类建筑的结构设计中要根据其特点力求做到安全、经济、实用。
其中有些高层住宅与地下车库相连,控制住宅楼的绝对沉降是设计的关键。
【关键词】高层住宅;结构设计;剪力墙;沉降控制
近年来,随着城市化进程的加快、城市人口基数的逐渐加大,住宅的需求亦随之大量增加,高层住宅建筑越来越多地被采用。
本文结合某商业住宅小区,对该结构形式的设计经验进行总结,以期参考交流。
某商业小区住宅由12幢13~22层高层住宅建筑及辅房组成,其中1、4、5、7、8号楼与地下车库相连。
1 上部结构合理配置剪力墙是控制此类建筑侧向刚度的关键
高层建筑一般利用窗间墙和纵横墙布置钢筋混凝土小墙肢,这样可以不占用室内空间,小墙肢间通过连梁和现浇混凝土楼屋面板相连,形成小墙肢-连梁承重体系。
小墙肢剪力墙布置应按照抗震设计要求,结合各建筑房型的窗间﹑楼梯间﹑电梯间及房间四周的内外墙等情况,小墙肢剪一般有一字形﹑l形﹑t 形﹑十字形等墙段,在平面中各个主轴方向均匀对称布置,尽量做到刚心与质心重合,以减小结构的扭转。
各墙肢肢长不宜相差太大,使各个墙肢刚度接近,保证在地震作用下,水
平力均匀地分配给各墙肢,避免因个别墙肢过长,刚度过大产生很大的地震水平力而出现超筋。
在竖向墙肢上下对齐﹑连续,根据建筑底的层高及上部的变化通过墙肢的厚度和混凝土强度的变化,使竖向刚度从下至上逐渐变小,并使任何上下层刚度变化不大于70%。
墙肢间净距不大与5米,连梁高度宜小与400,并尽可能地布置与两房间之间,使住宅空间得以充分利用。
墙肢的多少决定了结构的抗侧向刚度。
墙肢的过多,则结构的抗侧向刚度偏大,地震反应大,构件内力大,配筋也增大甚至超筋,造成浪费;墙肢的过少,则结构的抗侧向刚度偏小,水平地震作用下位移过大,不能满足正常使用。
调整墙肢的数量及大小,使结构的抗侧向刚度能满足水平位移要求,又不引起过大的内力。
表1为三幢楼的部分设计指标。
3号﹑5号楼平面东西对称,南北不对称,底层结构层高为3.4米,以上各层为2.9米,如剪力墙不变,第一层刚度比第二层刚度则小于70%,如通过调整剪力墙厚度虽能达到要求,但造成墙体偏心和室内面积减小,为了避免这种情况,设计中在电梯井道及不影响建筑要求的地方增加剪力墙,使两者的刚度相近,有效地解决了这问题。
12号楼平面不对称,底层有商场,其层高为4.5米,并要求有较大的开间,商场有部分突出主楼,最大处为5米;此外商场上部二层为办公室,层高为3.2米,在设计中一方面在电梯井道等地方增加剪力墙,另一方面在商场处适当地增厚剪力墙,以满足剪力墙的高厚比和刚度的要求。
该三幢楼在顶层处均有跃层,跃层室内客厅上下挑空,在楼板上形成大洞,对计算时假定楼面刚性无限
大有一定影响,此处在构造上加厚楼板并采用双层双向配筋,以加强楼板的刚度。
屋面上有部分的跃层屋面﹑电梯机房﹑水箱以及装饰构件,其最高处高出屋面11.5米,它们刚度较小,在地震情况下会产生鞭梢作用,我在计算时将该部分内力增大3倍,使该部分得到加强。
2 在剪力墙下布桩,避免地下室底板抗桩冲切是桩基设计的关键
基础采用剪力墙下条形基础加桩基,一般剪力墙宽度不能满足桩基要求,故布置条形基础宽800刚好满足?400管桩对承台的要求,这种布桩方法传力直接,如在地下室底板下布桩,必须要计算底板的抗冲切力等,增加底板的厚度,增加造价。
3 与地下车库连接的高层住宅设计关键是控制绝对沉降
由于住宅小区停车位的需要,往往会有较大面积的地下室,有许多地下室和住宅连在一起,既扩大了地下室的面积,增加了停车位,又能让业主直接从住宅直接进出入地下室,由于住宅楼与地下室的沉降存在差异,一般在此处需要设置沉降缝分开,但是如设置沉降缝,将影响地下车库的使用,沉降缝还存在漏水的隐患,所以必须把主楼和地下车库连在一起,不设置沉降缝,那么要解决沉降差的问题,控制住宅楼的绝对沉降量是关键。
本工程1、4、5、7、8号楼与地下室相连(详见图一)。
图一
住宅楼的桩基适当加长,进入第7-2层,以控制沉降量为准。
在主楼与地下车库之间设置沉降后浇带,待住宅楼结构封顶后,完成部分沉降量再将此后浇带封闭,达到不设置沉降缝的目的。
住宅楼计算沉降量和结构封顶后实测的沉降量的比较详见表2。
由表2可以看出,当结构封顶后,已完成了60%以上的沉降,这与沉降特点有关,在结构自重的作用下,前期的沉降速度快,沉降量大,利用这一特性,在此设置沉降后浇带,待沉降大部分完成后再封闭沉降带,避免了沉降缝的设置,此处结构只需要抗后期沉降量。
另外,由于本地区地下水丰富,地下水位高,地下车库底板后浇带如长期不封闭,须持续不断地降水,不但会增加施工费用,还会造成工程问题,为此,在后浇带下设置了临时的止水带以解决施工时的地下渗水的问题。
4 结论
该类结构上部剪力墙布置须均匀、合理,才能够避免过多的扭转,恰当地控制侧向刚度,使之既能够控制地震作用下的侧向位移,又能不至于产生过大的地震反应,做到经济合理;不宜在伸缩缝和防震缝两侧同时布置剪力墙,纵向剪力墙不宜布置在端部,而应布置在中部。
桩基要布置在建立墙下,传力直接,避免底板抗冲切,控制造价。
住宅楼与地下车库相连时必须控制住宅楼的绝对沉降,另外,在沉降后浇带下也应设置临时止水带。
参考文献
[1] 李济南.浅谈高层建筑结构设计.江西建材[j],2006第四期.
[2] 中元国际工程设计研究院.结构设计50.[m].北京:机械工业出版社.2004.
[3] jgj3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[s].。