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1、高層住宅框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計解析 摘要：隨著現(xiàn)代城市發(fā)展的需要，高層建筑工程越來越多，并且結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、功能多樣化，因此，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)是當前應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，本文中以某工程為例，對高層建筑中框支結(jié)構(gòu)計算、設(shè)計等問題進行了探討，希望能為以后同類工程提供參考。關(guān)鍵詞：高層建筑；框支剪力墻結(jié)構(gòu)；方案；結(jié)構(gòu)設(shè)計中圖分類號：TU97文獻標識碼：A近年來，高層建筑項目越來越多，如何保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性成為建筑設(shè)計的重點。因框支剪力墻結(jié)構(gòu)具備施工簡單，便于操作，結(jié)構(gòu)整體性能優(yōu)良等優(yōu)
2、點，因此，在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。1工程概況7某建筑工程為高層商品住房，主要由一個塔樓和一個商業(yè)裙樓組成，四周空曠無高層建筑物。該工程地下兩層，地上22層。其中地下室層間距為5.1m，地下二層作為庫房和設(shè)備用房，地下一層為機動車停車位。地上1至5層為商業(yè)用房，層高4.8m，并配備統(tǒng)一的安全消防設(shè)施和集中供暖設(shè)備。6層為轉(zhuǎn)換層，層高5.2m，6層以上為剪墻結(jié)構(gòu)的商品住宅樓。住宅除了第22層層高為5.1m外，其余都是3.0m層高?？偨ㄖ叨葹?0.2m。同時，該工程場略微有緩坡，自東北向西南傾斜?？疾炱涞刭|(zhì)資料后發(fā)現(xiàn)，給
3、地段沒有大的地質(zhì)活動或者斷裂帶，屬于強度抗震地質(zhì)結(jié)構(gòu)。該工程按地震烈度6度設(shè)防。基本風(fēng)壓為0.35kN/m2，設(shè)計風(fēng)壓值取0.40kN/m2。2工程方案及設(shè)計依據(jù)有關(guān)單位的建造要求和規(guī)格控制，該建筑工程要求每層有10戶，而且每戶戶型和面積都不盡相同。因此，施工單位為爭取最大限度地利用建筑面積，提高建面效率，經(jīng)過仔細論證和研究，工程部最后敲定采用大剪力墻結(jié)構(gòu)。當然框支剪力墻結(jié)構(gòu)是一種不利于抗震結(jié)構(gòu)，同時又受力復(fù)雜的工程構(gòu)造，在總體設(shè)計時，要遵循這樣一個原則：盡量減少轉(zhuǎn)換次數(shù)，縮短力與力的傳輸途徑。所以，該建筑工程應(yīng)當首要解決
4、以下三個方面的難題。第一，應(yīng)當盡量使用上下貫通的建筑構(gòu)件，以保證建筑結(jié)構(gòu)沿著豎向剛度的變化均勻性；第二，在設(shè)計過程中，地步裙樓對應(yīng)的位置應(yīng)當設(shè)置一個貫通的L型加厚角墻；第三，應(yīng)當合理設(shè)置裙樓之間的柱網(wǎng)，使得剪力墻能夠順利實現(xiàn)通過轉(zhuǎn)換層的托梁構(gòu)造。3關(guān)于轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1確定抗震等級的要求7建筑工程的轉(zhuǎn)換層下部為框支剪力墻機構(gòu)，而轉(zhuǎn)換層則主要由單純的剪力墻構(gòu)造。該建筑是一個比較復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)，復(fù)合運用了多種結(jié)構(gòu)形式，因此不能通過單一的框架結(jié)構(gòu)來粗略的確定該建筑物的抗震效能和等級。根據(jù)各自不同框架和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級，
5、綜合確定整個建筑物的抗震等級是確定抗震效能的基礎(chǔ)。該建筑工程屬于框支剪力墻，高度為58.4m，6度設(shè)防，剪力墻底部加強部分為2級，框支剪力框架為2級，非底部加強部剪力墻為3級。根據(jù)《高規(guī)》的明確規(guī)定，復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)當按照“當轉(zhuǎn)換層位置設(shè)在三層及三層以上時，其框支柱、剪力底部加強部位的抗震等級尚宜按本規(guī)程表4.8.2和表4.8.3的規(guī)定提高一級”的規(guī)定設(shè)計。而本高層建筑是在6層高為轉(zhuǎn)換，因此該工程框架應(yīng)當定位為1級，剪力墻底加強部定位為1級。3.2豎向結(jié)構(gòu)間的布置為了避免高層建筑物的剛度突變，它的側(cè)向剛度事宜上小下大。但
6、是有轉(zhuǎn)換層的高層建筑卻是顯然和此規(guī)律不同，因此，《高規(guī)》專門針對此種情況作了明確的規(guī)定。面對該建筑工程，應(yīng)當強化下部，同時要弱化上部，盡量避免薄弱層的出現(xiàn)，使其上下等效側(cè)向剛度接近1，不大于1.3。具體來說，可以采用以下幾種方法。方法一：工程部與建筑專業(yè)溝通與協(xié)商，盡量將更多的剪力墻落地，甚至必要時增設(shè)底部剪力墻。此種方法讓兩側(cè)各有一個剪力墻，加大了落地基礎(chǔ)，大大加強了建筑底部的剛度和厚度。7方法二：減少上部剪力墻厚度，增加底部剪力墻的厚度，轉(zhuǎn)換層以下為400mm，上部厚為200mm厚。方法三：為了有效避免剛度被削弱太多，
7、底部剪力墻可以選擇不開洞或者開小洞。方法四：采用C55混凝土，以提高底部柱和建筑強度。3.3平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計建筑工程底部為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)上看體形復(fù)雜，而且不規(guī)則；鑒于建筑布局的不對稱性和復(fù)雜性，必須多次測算剪力墻的布置，使得最后結(jié)構(gòu)是質(zhì)量中心與剛度中心的偏差不能超過1m，同時要求結(jié)構(gòu)偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強抗扭效果，查閱計算結(jié)果，扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.75，各層最大水平位移與層間位移比值不大于1.4，均滿足平面布置及控制扭轉(zhuǎn)的要求?？?/p>
8、見工程平面布局規(guī)則合理，抗扭效果良好。4結(jié)構(gòu)測算和數(shù)據(jù)分析整個建筑結(jié)構(gòu)的分析采用了SATWE軟件，同時運用PMSAP軟件對其系統(tǒng)復(fù)核。SATWE采用三維殼元有限元模型，PMSAP7采用墻元及桿元模型。經(jīng)過測算表明其結(jié)果符合工程要求規(guī)范，數(shù)據(jù)較為合理，說明其結(jié)構(gòu)設(shè)計布局比較合理。同時在測算過程中，還應(yīng)當對
