高层建筑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。
高层建筑框支剪力墙结构设计

高层建筑框支剪力墙结构设计摘要:本文结合某高层建筑结构设计的实例,对其框支剪力墙结构的抗震设计进行了分析。
关键词:高层建筑剪力墙结构1 工程概况本工程主体结构层高60.3m,地下室2 层,层高分别为3.5m,4.7m;地上1 层为居民活动空间,高5.4m;2层~13 层为住宅,层高2.8m,以上至屋顶层高均为3.0m。
2 结构设计中的计算和分析2.1转换体系的选取与计算框支转换层楼板在地震中受力变形较大, 其在整体电算中的模型选择很关键。
由于工程转换梁上部层数多,地震时楼板将传递相当大的地震力,其在平面内的变形是不可忽略的。
因此采用弹性板或弹性膜的计算模型较为适宜。
由于弹性板的平面外刚度在整体计算中已被计入,相当于考虑了板对梁的卸荷作用,会使梁的设计偏于不安全。
在进行整体结构分析时,将转换层楼板用弹性膜单元模拟。
2.2嵌固端与转换层楼板板厚的确定工程以±0.000 板作为嵌固端,既保证上部结构的地震剪力通过地下室顶板传递到全部地下室结构, 同时能够保证上部结构在地震作用下的变形是以地下室为参照原点。
《抗规》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部嵌固端部位时, 地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2。
故地下室顶板厚度取200mm,同时,为了有效地将水平地震力传递给剪力墙,在应力集中的楼层,将楼板厚度加大,转换层楼板取180mm,与其相邻的层也适当加厚至150mm。
考虑抗震需要,施工图阶段时更有意提高转换层配筋率,使单层配筋率达到0.35%, 以进一步提高转换层楼板和(1)q≤ect310l02(2)γe≤δ1h2δ2h1框支大梁共同作用的能力。
考虑到梁宽大于上部剪力墙的两倍,宽度较宽,对边转换梁,板面钢筋不是简单地要求伸入梁内满足锚固要求即可,而是要求必须贯穿梁顶截面,以确保梁内扭矩在板上的有效传递。
2.3框支柱与剪力墙底部加强部位墙厚的设计框支柱基本布置于上部剪力墙对齐的下方或就近区域, 这样不仅能使竖向荷载的传力途径直接、明确,减少转换板的内力,同时,上下抗侧力结构对齐,对于抵抗水平地震荷载作用,改善转换板的复杂受力情况也是大有益处的(详见图1)。
小高层建筑框支短肢剪力墙结构设计

浅谈小高层建筑框支短肢剪力墙结构设计摘要:本文结合工程实例,分析了框支短肢剪力墙结构形式的特点、适用范围、结构构件设计及构造措施等, 提出了设计此类结构时应注意的一些问题, 以期指导实践。
关键词:工程实例;框支短肢剪力墙;框支短肢剪力墙结构出现时间较晚。
近年来,随着该结构形式的推广,但设计中存在的转换层上首层标准层墙肢容易超筋及转换层角柱位移较大等问题,对这类结构安全性的评估已十分必要。
1.工程概况实例分析的对象为南宁市某房地产开发的一大型商住综合性的小高层建筑。
该建筑下部一层为商业用途,上部为住宅,主体结构形式为典型的框支短肢剪力墙结构,结构总高度39m,地面首层为6米层高的商铺和超市,二层以上为标注层高3米的住宅10层。
1层为购物超市的超市的区域采用框支结构形式;2-10层为公寓式住宅,采用短肢剪力墙一筒体结构;11层(屋面突出部分)为电梯机房;基础采用梁筏基础;结构转换层设在2层,采用深梁转换。
整个小区项目结构为八个塔楼,根据受力特点,对结构沿首层大底盘用分隔缝或后浇带的方式进行了分隔;将一号塔楼连带其底部群房单独提出作为分析对象。
根据本工程特点结构设计需处理好以下2个问题:首先是首层转换结构的选择,其次是上部短肢剪力墙的合理布置。
结构抗震等级首层为二级抗震,2-11层为三级抗震。
场地土类型为11类场地土。
按最新抗震设计规范规定,东莞地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,场地特征周期值0.35s。
2.概念设计与结构布置本工程属于复杂高层建筑结构中带转换层的结构类型,转换层在首层,因为首层商业功能的需要,上部需要转换的墙肢比较多。
底部加强部位剪力墙及框支柱抗震等级为二级,底部加强部位以上标准层剪力墙抗震等级为三级,短肢剪力墙抗震等级为二级。
2.1转换结构选型与布置由于结构竖向传力构件的不连续,造成结构上部荷载不能直接传给下部对应构件,而是通过转换结构的内力重分配,再向下传递。
《高层》第6章 框架-剪力墙结构设计

注意查表得到的是“剪力墙的广义剪力”V_W VW m “框架的广义剪力”V_F VF m
近似按刚度比分开,得到“总框架剪力”和“梁端总约束
弯矩” VF
CF
CF
_
mij VF
h
mij
m CF
h
mij
_
VF
h
_
“总剪力墙的剪力”为 VW VW m
6EI (1 a b) l(1 a b)3(1
)
6EI (1 a b)
m12 l(1 a b)31
m21
6EI (1 b a)
l(1 a b)31
M12 m12 M 21 m21
mi x
M ij h
mij h
330 WH
770 WH
注:H—结构地面以上的高度(m);W—结构地面以上的总重量。
1.框架一剪力墙结构应设计成双向抗侧体系。抗震设计 时,结构两主轴方向均应布置剪力墙。
2.框架一剪力墙结构可采用下列形式): (1)框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开
布置; (2)在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙(带边框剪力墙
); (3)在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙; (4)上述形式的混合。
3.框架—剪力墙结构中,梁与柱或柱与剪 力墙的中线宜重合;框架梁、柱中点之间 有偏离时,应符合:
1)
1
;
e0 4 bc
2)计算中应考虑其对节点核心和柱的不利影 响。
① 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼 梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部 位,剪力墙间距不宜过大;
第6章 框架-剪力墙结构设计
概述高层建筑框支短肢剪力墙结构设计

概述高层建筑框支短肢剪力墙结构设计摘要:在高层建筑结构中,采用短肢剪力墙结构设计,不仅可以有效的保证建筑结构的刚度和强度,还满足了建筑工程施工的要求,使其建筑结构的美观不会受到影响。
但目前这种框架结构在我国建筑工程施工中应用得还不够成熟,因此我们对其进行施工的时候,要对其结构设计进行严格的要求,避免短肢剪力墙结构中存在的问题,影响整个工程的施工质量。
关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计1.短肢剪力墙的概念《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定,短肢剪力墙是指墙肢截面高度(水平截面的长度)与厚度(水平截面的宽度)之比为5~8的剪力墙,一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。
短肢剪力墙较多时,形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,称为短肢剪力墙结构。
短肢剪力墙结构在建筑工程中的使用需满足一个必要条件,即抗震设计时,短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
这是由于短肢剪力墙结构抗震能力较弱,故高层建筑结构中短肢剪力墙较多时,应布置一般剪力墙(或筒体),建立合理的剪力墙体系,共同抵抗水平力。
2.短肢剪力墙结构体系的优点随着短肢剪力墙结构体系在小高层建筑结构设计中的广泛应用,可以从实践中看出该结构体系的优点主要体现在满足小高层建筑的功能需求和满足结构设计需求这两大方面。
首先,在建筑功能方面,短肢剪力墙的墙肢设计是与填充墙的厚度相同的,且短肢剪力墙与各个墙体之间的梁的连接是处于墙体的竖立平面内的,这就很好的实现了框架结构中梁柱外露的问题;在短肢剪力墙结构的施工中,大都是采用的较为轻质的建筑材料,以减少结构的负重荷载;短肢剪力墙由于其自身特性而在一定程度上增大了施工难度,但其能够很好的扩大建筑内部的有效使用面积,因此,仍然是具有很大推广价值的。
其次,在结构设计方面,短肢剪力墙结构要比普通框架-剪力墙具有更好的隐蔽性,使墙肢与梁可以隐藏在墙体内,方便了用户对内部结构的灵活设计应用。
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt

4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置(双向或多向) 2.剪力墙竖向布置(连续布置,避免突变) 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件: 开洞规则,墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件: =1~10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 (1)忽略连梁轴向变形,即假定两墙肢水平位移完
全相同 (2)两墙肢各截面的转角和曲率都相等,连梁两端
转角相等,连梁反弯点在梁的中点 (3)墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N-由竖向荷载和水平荷载共同产生 M-由水平荷载产生 V-由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N:按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V:按照墙的等效刚度分配至 各墙
谈高层住宅框支剪力墙建筑结构设计

【 Ke y wo r d s 】 b u i l in d g s t r u c t u r e , f r a me - s h e r a wa l l s t uc r t u r e , t r a -
n s i t i o n l a y e r , c o n c e p t d e s i n g
一
、
建筑结构方案及布置 按有关 甲方 要求,上部住宅为为 了做到 不露梁
抬柱 ,有 限元与整体分 析的结果接近 ,一般后者偏
大些 ,显然转换 梁与剪力墙没有共同工作 。有限元
分 析 表 明 ,梁 中 仍 有 轴 力 存 在 , 不 容 忽 视 。
及柱 ,采用剪力墙 结构形式,下部为满足大 空间建 筑功 能的要 求,采用框支剪力墙结构体系 。在结构
me r c i l a a n d r e s i d e n t i a l f r a me - s u p p o r t e d s h e a r wa ll s t r u c t u r e , i - n c l u d i n g b u i l d i n g s t r u c t u r e c o n c e p t d e s i g n , b u i l d i n g t h r e e — d i m- e n s i o n l a i n t e g r l a s t r u c t u r e na a ly s i s , d y n m i a c e l a s t i c t i me h i s t o —
换层 以下结 构刚度 ,除3 .几个 构造 问题
发现,转换梁与上部剪力墙之 问存在有共 同工作 、 部分共同工作及 无共 同作用三种情况 。
高层框支剪力墙设计

高层框支剪力墙设计摘要:随着国民经济的快速发展,高层建筑得到了大力发展,框支剪力墙结构是高层建筑中常见的一种结构形式,本文主要是结合工程实际,以某高层建筑为例,对框支剪力墙结构关键部位的设计做了简要分析,以供同仁参考。
关键词:高层建筑;框支剪力墙;转换层;抗震设计1 工程概况某高层建筑地下4层,地面以上45层,底板面标高为-15.2m,建筑高度为164.6m。
其中地下4层为地下车库和设备用房,首层~四层为商业裙楼,五层、六层为休闲会所,七层为结构转换层,七层以上分为两个塔楼,其中a塔为住宅,b塔为办公,塔楼层高一般为3.4 m。
本工程为框支-剪力墙结构体系,框支柱采用高强钢管混凝土柱,转换层采用普通的梁式转换;抗震设防类别为丙类;抗震设防烈度为7度;设计基本地震加速度为0.10g;设计地震作用分组为一组;场地土类别为ⅱ类。
框架、剪力墙的抗震等级分别为:框支框架为特一级;一般框架为一级;剪力墙-1层至12层(加强部位)为特一级,其它层剪力墙为一级。
2 结构的整体计算分析分别采用satwe与etabs对本工程进行整体分析计算。
通过对satwe与etabs的计算结果进行比较,两个程序计算结果的主要指标接近,表明程序计算结果是可信的。
并补充利用通用结构分析与设计软件sap2000对结构进行屈曲分析。
根据结构布置及计算结果,可以判断本工程为超限高层,超限内容有:建筑物总高度超过了规范允许的b级高度钢筋混凝土建筑的最大适用高度;竖向抗侧力构件不连续属ⅱ类,同时存在扭转不规则(ⅰ类);另外结构属于大底盘多塔复杂结构,同时还存在高位转换,不属于严重不规则的高层建筑结构。
3 地基与基础场地土类别为ⅱ类,地基基础设计等级为甲级。
柱、剪力墙采用天然地基上的扩展基础,基底置于中、微风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。
由于场地限制,部分柱基础采用人工挖孔桩,桩端持力层为微风化泥质粉砂岩。
核心筒底板厚2000mm(局部板厚2500mm),其余位置除剪力墙、柱下扩展基础外底板厚为1000mm。
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高层建筑框支剪力墙结构设计摘要:本文结合工程实际,就高层建筑剪力墙结构设计中的转换梁、转换柱、框支剪力墙、落地剪力墙设计等内容做了详细阐述,并提出了相关应注意的事项,希望在剪力墙工程中遇到类似的设计能起到一定的指导作用。
关键词:高层建筑;框支剪力墙;设计框支剪力墙结构是将落地剪力墙与框支柱组成建筑结构,为建筑底部留出较大使用面积,广泛应用于上层为住宅公寓,下层为商店餐馆的高层建筑。
为了满足此类建筑功能的要求,其结构设计是关键。
在进行框架剪力墙架构设计时,对于剪力墙厚度、布置方式以及数量等都直接关系到结构安全和技术经济,具有一定的研究难度,现对高层建筑框剪剪力墙结构设计作简要分析。
1 工程概况某工程C2#楼,主体结构高度99.57m,地下室2层,地上1~2层为底层商铺,3~32层为住宅,其中3层为结构转换层。
抗震设防烈度为6度第一组,基本地震加速度为0.05g,场地类别Ⅱ类,根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010(以下简称高规)3.9.9条及10.6.5条相关条文规定,底部加强部位(本工程为地下1~4层)剪力墙及柱抗震等级为二级,1~5层框架梁及连梁抗震等级为二级,其余部分框架及剪力墙抗震等级均为三级。
2 结构设计和分析本工程采用SATWE进行计算,针对结构转换构件采用PKPM软件中框支剪力墙有限元分析程序FEQ进行补充计算。
具体以图1中KZZ1、KZZ2、KZL1举例说明。
2.1 转换梁、转换柱的截面取值(1)根据高规10.2.8条,转换梁截面高度不宜小于计算跨度的1/8,框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,且不宜小于其上墙体截面厚度的2倍和400mm的较大值。
同时考虑框支剪力墙插筋施工方便,以及二级框支剪力墙结构框架柱轴压比限制不应小于0.7,故取KZL1截面尺寸为950mmX1200mm。
此时梁下净高为3.3m,满足建筑使用要求。
(2)根据高规10.2.10条,柱截面宽度抗震设计时不应小于450mm,柱截面高度,抗震设计时不宜小于转换梁跨度的1/12。
同时考虑到转换梁与转换柱交接处施工方便,本工程中转换柱每侧尺寸取值均比转换梁宽50mm,故取KZZ1、KZZ2截面尺寸为1000mmX1000mm。
2.2 转换梁的设计2.2.1 考虑到结构安全性,提高梁抗剪承载力,也为了施工方便,本工程中转换梁的混凝土强度均同此层剪力墙的混凝土强度,为C45。
2.2.2 转换梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率二级时不应小于0.40%。
梁加密区箍筋直径不应小于10mm,间距不应大于100mm,加密区箍筋的最小面积配筋率二级时不应小于。
偏心受拉的转换梁除按计算确定外,支座上部纵向钢筋至少应有50%沿梁全场贯通,沿梁腹板高度应配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋。
故转换梁的计算结果及实配钢筋如(图1)所示:2.2.3 转换梁的有限元分析复核。
SATWE计算转换梁的受力模型为框支剪力墙的荷载简单的传递给转换梁,再由转换梁传递给转换柱,但实际上转换梁与框支剪力墙的受力形态远比SATWE的计算模型复杂。
对于这种墙梁单元整体作用的形式,则有必要用二维壳单元模型进行分析。
本工程采用FEQ软件进行应力分析并与SATWE计算结果进行对比。
梁式转换层有限元分析模型选取原则:(1)转换梁上部墙体层数的选择与转换梁跨度有关,当转换梁跨度较大时,上部层数可选多些。
本工程上部层数选4层。
(2)下部支承结构的层数一般取到嵌固端。
KZL1应力分析结果摘录如(图2)所示:上图中,由于墙梁作为一个整体参加计算,墙梁交接处截面变化导致应力集中,故压应力与剪应力最大值均出现在此部位,最大拉应力出现在转换梁梁底处。
经由各工况产生的拉应力进行组合,经计算所得Mmax=4686kN/m(1.2恒载+0.98活载+1.4X向地震)。
与SATWE的计算结果进行比较,用FEQ计算所得的跨中最大弯矩比SATWE计算所得的弯矩大4%,证明一维杆单元模型与二维壳单元模型计算结果存在偏差,有必要对转换构件进行有限元精细化分析。
经过校核,原设计配筋满足FEQ计算配筋结果。
2.3 转换柱的设计在柱网布置过程中,需配合建筑平面布置,控制落地剪力墙与相邻框支柱的距离,尽可能增加落地剪力墙数量,以满足底部空间楼层板的平面内刚度要求,使转换层上部剪力能有效的传给落地剪力墙,而框支柱承受较小的剪力。
为满足水平力能够连续传递,转换构件周围的楼板不应错层布置。
根据SATWE程序计算结果,本工程底层地震作用下X方向最大剪力为1251.7kN,Y方向最大剪力为1364.7kN。
根据计算,二层转换柱承受剪力之和X方向为2134.1kN,Y方向为3141.6kN,不小于结构基底剪力(标准值)的20%,满足规范要求。
地下室顶板作为嵌固端时地下1层每侧纵向钢筋面积不小于地上1层的1.1倍,同时为了避免转换柱在1层柱底与地下1层柱顶承载力突变,造成对结构的不利影响,故转换柱纵筋延伸至地下1层,地下2层角筋不变,其余纵筋直径根据计算配筋适当减小。
根据高规10.2.10条,本工程转换柱箍筋采用井字复合箍,并沿柱全高加密。
2.4 框支剪力墙、落地剪力墙的设计地剪力墙的布置:当底部框支层为1~2层时,落地剪力墙的间距不宜大于落地墙之间楼盖的平均宽度的2倍和24m。
同时,框支柱与相邻落地剪力墙的距离,1~2层框支层时不宜大于12m。
本工程经测算均满足要求。
为避免承载力突变,转换柱在上部墙体范围内的纵向钢筋应伸入上部墙体内不少于一层,其余柱纵筋应锚入转换层梁内或板内。
转换柱与框支剪力墙交接处具体做法如图3所示:框支剪力墙的墙身配筋除按SATWE计算确定外,需另按高规10.2.22条的要求进行复核配筋:(1)柱上墙体的端部竖向钢筋面积:As=hcbw(σ01-fc)/fy(高规10.2.22-1)(2)柱边宽度范围内竖向分布钢筋面积Asw:Asw=0.2lnbw(σ02-fc)/fyw(高规10.2.22-2)(3)框支梁上部0.2ln高度范围内墙体水平分布筋面积:Ash=0.2lnbwσxmax/fyh(高规10.2.22-3)式中:ln——框支梁净跨度(mm);hc——框支柱截面高度(mm);bw——墙肢截面厚度(mm);σ01——柱上墙体hc范围内考虑风荷载、地震作用组合的平均压应力设计值(N/mm2);σ02——柱边墙体0.2ln范围内考虑风荷载、地震作用组合的平均压应力设计值(N/mm2);σxmax——框支梁与墙体交接面上考虑风荷载、地震作用组合的水平拉应力设计值(N/mm2);有地震作用组合时,上述公式中σ01、σ02、σxmax均应乘以γRE,γRE取0.85.结合本工程KZZ1、KZL1上部剪力墙,经计算可得σ01、σ02均小于fc,σxmax=3.1N/mm2,代入公式高规10.2.22-3,可得Ash=1894.44mm2。
原墙身水平分布筋配置满足该计算要求。
综合上述计算及SATWE计算结果,KZZ1与KZL1上方框支剪力墙配筋如(图4)所示:2.5 转换构件的延性极为重要本工程为了提高转换梁、转换柱的延性,加强转换层结构的整体性和刚度,采取了提高配箍率及纵向钢筋配筋率,控制转换柱轴压比等措施,同时在设计过程中,实际配筋适当放大。
根据高规附录E.0.1条规定,当转换层设置在1、2层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比γe1表示转换层上、下层结构刚度的变换,抗震设计时γe1不应小于0.5。
根据SATWE计算所得结果X向等效剪切刚度比为1.3720,Y向等效剪切刚度比为1.4471,满足规范要求。
转换层上部结构,外荷载产生的水平力是根据各片剪力墙的等效刚度按比例分配,而转换层下部结构,由于框支转换柱与落地剪力墙的刚度差异,故外荷载产生的水平力分配时产生刚度突变,转换层楼板起到上下剪力重新分配的作用。
故本工程在设计过程中,转换梁周边的板厚取180mm,其余楼板取120mm,此层楼板双层双向配筋,且每层每方向的配筋率不小于0.25%。
同时,为减小应力突变造成的影响,转换层相邻上下层楼板适当加强,楼板厚度均取120mm,楼板双层双向配筋,且每层每方向的配筋率不小于0.2%。
2.6 转换构件的中震分析框支剪力墙结构是典型的软弱层结构,上部剪力墙的抗侧刚度很大,而底部柱子抗侧刚度很小,上下刚度存在差异,在水平荷载作用下底部框架的层间变形很大,通常在底层柱两端出现塑性铰,地震作用产生的层间侧移会很大,框架柱不可能承受如此大的变形而常常被破坏,各地历史上均出现了多例框支剪力墙结构建筑在地震中遭到严重破坏的例子。
本工程处于6度区,考虑到转换构件对建筑安全的重要性,故对转换梁、转换柱的承载力补充了中震分析,即中震抗剪弹性、中震抗弯不屈服验算。
中震抗剪弹性分析时有关参数取值如下:地震影响系数取为小震的2.8倍,不计算风荷载,内力调整系数取1,其余参数同小震取值。
KZZ1、KZL1计算结果摘录如下:KZL1加密区计算配箍Asv=6.8cm2,KZZ1加密区计算配箍Asv=7.1cm2,经复核,原设计配箍已满足中震抗剪弹性要求。
中震抗弯不屈服分析时有关参数取值如下:地震影响系数取为小震的2.8倍,不计算风荷载,内力调整系数为1,材料取标准值,荷载分项系数取1,抗震影响系数γRE取为1,其他参数同小震取值。
KZZ1、KZL1计算结果摘录如下:KZL1梁底计算配筋为As=119cm2,KZZ1柱单边计算配筋为As=28cm2,原设计配筋已满足中震抗弯不屈服要求。
3 经验总结(1)在结构布置过程中,积极与建筑设计师进行配合与协调,以达到转换构件的合理布置,尽可能减轻结构的不规则性,尽量减少转换层相邻上下层位置楼板开洞,同时尽量增加落地剪力墙的数量,提高结构的安全性。
(2)本文针对转换梁、转换柱、框支剪力墙进行了充分的计算、分析和论证,同时按照规范要求进行多种软件的计算比较,通过有限元精细化分析及相关手算复核,为转换构件的结构设计提供了合理的依据。
(3)通过中震计算结果分析,确保了转换构件在基本设防烈度地震(中震)作用下的抗剪弹性及抗弯不屈服。
4 结语总之,在框支剪力墙结构设计阶段,应重点考虑结构薄弱层及薄弱部位,并在设计中着重考察其转换层,防止较高的转换层底部位置的突变,只有将设计各方面都严格遵照质量标准进行,才能得到最好的设计方案,为建筑施工打下良好基础。
参考文献:[1]肖金辉.框支短肢剪力墙转换结构在地震作用下的规律分析[J].建筑设计管理.2012(09)[2]李奎明、孙春毅、李杰.高性能混凝土双连梁短肢剪力墙试验研究[J].地震工程与工程振动.2006(03)。