資源描述:
《高層建筑局部剪力墻結構設計分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、高層建筑局部剪力墻結構設計分析 【摘要】本文根據(jù)設計實例,就高層建筑的結構設計方案進行研究分析總結,并提出采用局部框支建立結構體系的結構設計方案,從而提高設計方案的可行性以及高層建筑的安全性。【關鍵詞】高層建筑;結構設計;平面布置;剪力墻結構 1工程概況 某高層建筑項目,地上32層,地下1層,框架-剪力墻結構,轉換層位于4層,部分采用框支結構,建筑物總高度為,總建筑面積為58600m2。地下室為停車庫,1~4層為商業(yè)及管理用房,5層以上為公寓,本工程建設場地屬Ⅱ類場地,抗震設防烈度按7度設防,房屋安全等級為二級,設計使用年限為5
2、0年?! 〉叵陆Y構總長145m,屬于超長結構,在地面上設兩道溫度伸縮縫,把結構分為三單元,每單元長度不超過60m,對超過50m長的結構單元,在中間設一道后澆帶,溫度伸縮縫同時兼作防震縫,使得每結構單元的體型簡單,有利于抗震。地下室部分因建筑使用要求,不允許設縫,故在地下室設計時,同時考慮了垂直荷載、風荷載、土壓力、水反力及溫度應力的共同作用。該工程基礎采用大直徑人工挖孔擴底灌注樁,樁端持力層為強風化泥巖,樁徑為φ900~1600mm,單樁豎向承載力特征值為4600kN~12100kN?! ?高層建筑設計分析 豎向承重及抗側力構件設計
3、分析 框支剪力墻體系在其轉換層的上、下位置因豎向受力構件類型的轉換造成建筑物豎向剛度的突變,地震作用時在轉換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié),對結構抗震不利,故在設計時采取以下幾個措施原則進行優(yōu)化,確保結構整體安全合理?! ∞D換層的轉換構件布置 為了達到這一目標,本工程在滿足建筑使用功能的前提下,考慮如何布置1~4層的框支柱的柱網,以實現(xiàn)了最短傳力途徑,減少轉換次數(shù)。在與建筑師充分溝通的基礎上比較幾個結構方案,最后確定在結構單元中間的框支剪力墻下設置了三根截面為1200×1200mm的框支柱,上部剪力墻直接通過轉換粱支承在框架柱上;在結構單
4、元端頭位置,每片短剪力墻下均設置了一個600×1200mm的扁形框支柱,使得短剪力墻60%的截面直接落在扁形框支柱上,其余部分則通過轉換梁直接支承在框架柱上。這樣就實現(xiàn)了所有框支剪力墻通過轉換粱直接支承在框架柱上,避免多次轉換?! ÷涞丶袅翱蛑е贾谩 楸WC結構沿豎向剛度均勻變化,應設法爭取盡可能多的上下貫通構件。在樓、電梯間位置,均布置成了落地的中央核心筒;強化了框支柱兩側的落地剪力墻,把框支柱兩側的部分落地剪力墻墻厚從250mm增厚至300mm,配筋也予以加強;并充分結合建筑造型要求,加大框支柱的截面?! ¢T洞設置 框支剪
5、力墻轉換梁上一層墻體內盡量不設門洞,且不在中柱上方設門洞??蛑Ъ袅D換梁上一層墻體內的門洞及中柱上方的門洞使框支梁的剪力大幅增加,很容易破壞。根據(jù)結構單元中間的框支剪力墻承受垂直荷載較大的特點,把該片剪力墻沿橫向整個連起來,中間不開洞,同時為了節(jié)約造價,在滿足軸壓比的情況下,盡量減短沿縱向翼墻的寬度。結構單元兩端的框支剪力墻承受垂直荷載較小,若把它做成一片整墻,對框支梁的受力有利,但會增加造價,于是采取了把框支梁上一層沿橫向連起來做成一片整墻,以上層還是沿橫向分開,做成三片剪力墻,每片墻形心盡量與對應的框支柱形心重合,減少框支柱的偏
6、心彎矩?! ∞D換層上下側向剛度比較分析 防止沿豎向剛度變化過于懸殊形成薄弱層,設計中應考慮使轉換層下部結構的抗側剛度接近轉換層上部鄰近結構的抗側剛度,這樣才能保證結構豎向剛度不發(fā)生明顯的剛度突變,使下柱有良好的抗側力性能,見表1。減少豎向剛度變化,有利于結構整體抗震性能。本工程的轉換層在四層,屬于高位轉換,其等效側向剛度比γe計算如下: X方向:△1=l/EX下△2=l/EX上 Y方向:△1=l/EY下△2=l/EY上 X、Y方向的等效側向剛度比均小于,滿足《高規(guī)》要求?! 〗Y構平面布置設計分析 由于建筑使用功能的要求,樓
7、、電梯的核心筒設置在房屋的北側,這樣就會造成結構的質量中心與剛度中心不重合,若按常規(guī)布置剪力墻,必然造成結構的抗扭轉剛度太弱。為了減小質量與剛度的偏心,加強結構的抗扭轉剛度,在每個結構單元的南側的角部,加密、加長了剪力墻,同時增加了樓板的厚度至120mm,樓板配筋雙層雙向,從而在角部就形成了剪力墻與樓板共同作用的小簡體。通過三維整體藕聯(lián)計算分析表明,這些角部加強的剪力墻對結構抗扭轉的貢獻是顯著的?! ≡谵D換層,對轉換構件至核心筒范圍內的樓板予以特別加強,此部分樓板厚度設計成180mm,樓板配筋雙層雙向,根據(jù)受力計算和構造要求,樓板上部
8、鋼筋為Φ12@100雙向拉通,下部鋼筋為Φ12@150雙向拉通,配筋率分別為%及%,滿足《高規(guī)》要求。樓板中鋼筋應錨固在邊粱或剪力墻體內;轉換梁至筒體外周圍的樓板不開洞?! 〗Y構體系布置設計分析 1)公寓標準層采用現(xiàn)澆