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1、某高層住宅樓部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計探析 摘要:文章主要通過工程實例,針對某高層住宅樓剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中注意要點進行了分析與探討,主要從住宅樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置、結(jié)構(gòu)計算與結(jié)果分析及結(jié)構(gòu)構(gòu)件等設(shè)計要素進行了詳細地論述。關(guān)鍵詞:住宅建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;;抗震設(shè)計Abstract:Thisarticlemainlythroughengineeringexamples,aimingatahigh-riseresidentialbuildingshearwallstructuredesignprocesstoanalyzedanddiscussedkeypoints,mainlydescribed
2、fromthestructuraldesignandlayout,buildingstructurecalculationandresultanalysisaswellasstructuralcomponentssuchasdesignelementsindetail.Keywords:Housingconstruction;structuraldesign;seismicdesign中圖分類號:F416.9文獻標識碼A文章編號一、工程概述某高層住宅樓,采用框支剪力墻結(jié)構(gòu);地上32層(95.9m)7,首層二層為商業(yè),首層層高為4.8m,二層層高4.1m,二層以上為住宅,層高為2.9m;
3、2層地下室,為車庫及設(shè)備用房,負一層層高5.6m,負二層層高3.8m。三層樓面設(shè)置了梁板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,設(shè)計使用年限為50年,安全等級為二級,建筑物抗震設(shè)防類別為標準設(shè)防(丙);地震分組第一組,抗震設(shè)防烈度7度;基本加速度為0.10g,場地類別為二類。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置1、抗震等級的確定本工程考慮地下室頂板作為嵌固部位,根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第3.9.3條規(guī)定確定抗震等級;框支框架抗震等級為一級,剪力墻底部加強部位抗震等級為一級,非底部加強部位的剪力墻抗震等級為二級;地下一層抗震等級一級,地下二層抗震等級二級;整體結(jié)構(gòu)仍按一般剪力墻結(jié)構(gòu)采取抗震構(gòu)造措施。
4、2、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置構(gòu)件選擇轉(zhuǎn)換層可供選擇的構(gòu)件形式有梁、桁架、空腹桁架、箱形結(jié)構(gòu),斜撐、厚板等。在工程實踐中,以轉(zhuǎn)換梁的型式最常見,它設(shè)計和施工簡單,受力明確,廣泛應(yīng)用于底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中,本工程經(jīng)比較后采用了巨型梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式。3、標準層結(jié)構(gòu)布置7標準層墻柱布置時盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心重合,以減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),因此把剪力墻均勻布置在建筑物的周邊。平面形狀變化尤其凹凸較大時,在凸出部分的端部附近布置剪力墻,同時增強邊角部位剪力墻的剛度,加大平面遠端剛度結(jié)合樓梯間及電梯間布置筒形剪力墻,用來結(jié)構(gòu)控制位移,提高抗震性能。并且在布置剪力墻時縱橫剪力墻盡量組成L形、T形,
5、在縱橫兩個主軸方向上使剪力墻剛度基本上一致。在設(shè)計過程中,與建筑專業(yè)緊密配合,盡量使上部墻體直接落在框支柱或框架轉(zhuǎn)換梁上,而不隨便采用次梁轉(zhuǎn)換標準層結(jié)構(gòu)的豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度自下而上逐漸減小,混凝土強度等級由C50漸變至C30,剪力墻厚度由300mm漸變至200mm。標準層住宅在外圍剪力墻局部開設(shè)角窗,削弱了剪力墻結(jié)構(gòu)體系的整體性,針對這一不利因素,在角窗處設(shè)置了200mmX1200mm的梁(上翻600mm),以提高在地震作用下的結(jié)構(gòu)的整體抗扭能力;除此之外標準層外圍框架梁截面設(shè)計為200mmX550mm,內(nèi)部梁根據(jù)使用凈高和受荷情況而定,最高不能高于600mm。標準層的
6、核心筒位于平面中心,電梯間開洞使樓面有較大的削弱,結(jié)構(gòu)設(shè)計時將核心筒內(nèi)樓板板厚加厚至150mm,并采取雙層雙向配筋,以加強其剛度;邊角板厚120mm且不小于板計算跨度的1/35,其余板厚不小于100mm且不小于1/35。三、結(jié)構(gòu)計算及結(jié)果分析7住宅采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM系列SATWE軟件計算分析,以SATWE的計算結(jié)構(gòu)為施工圖的主要設(shè)計依據(jù)。1、振型及周期住宅計算振型數(shù)為24個,計算結(jié)果顯示抗震計算時的振型參與質(zhì)量與總質(zhì)量之比為:X向為96.05%,Y向為96.01%;可見計算時采用的振型數(shù)是足夠的計算基本周期及扭轉(zhuǎn)因子,空間振型的周期:T1=2.82(Y方向平動系數(shù)1.0;T
7、2=2.49;X向平動系數(shù)0.98);T3=2.18(扭轉(zhuǎn)系數(shù)0.98)根據(jù)大量工程實例的統(tǒng)計,正常情況下框架剪力墻結(jié)構(gòu)的第一自振周期大概范圍為:T1=(0.08~0.12)n(n為建筑物的層數(shù)),本工程第一振型的周期約為0.09n屬于在正常范圍之內(nèi)按剛性樓板假定進行結(jié)構(gòu)整體計算時,在考慮偶然偏心影響的地震作用下,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9。本工程扭轉(zhuǎn)周期比Tt1/T1=0.7