廣州某高層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計探討與研究

1、<p>　　廣州某高層部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計探討與研究</p><p>　　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(xì)地論述，以供大家參考與借鑒。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)計算抗震設(shè)計 </p><p>　

2、　中圖分類號： TU318 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　1 工程概述 </b></p><p>　　廣州某高層住宅樓，采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)；地上32層（95.9m），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； 2層地下室，為車庫及設(shè)備用房，負(fù)一層層高5.6m，負(fù)二層層高3.8m。三層樓面設(shè)置了

3、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(biāo)準(zhǔn)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。 </p><p>　　2 結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置 </p><p>　　2.1 抗震等級的確定 </p><p>　　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》 ( JGJ3－201

4、0)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。 </p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置 </p><p>　　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

5、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。 </p><p>　　2.3 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置 </p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)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，

6、加大平面遠(yuǎn)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，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(biāo)準(zhǔn)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。 </p

7、><p>　　標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)層的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，

8、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。 </p><p>　　3 結(jié)構(gòu)計算及結(jié)果分析 </p><p>　　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)。 </p><p>　　3.1 振型及周期 </p

9、><p>　　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；T2=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～

10、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= 0.773，滿足規(guī)范要求結(jié)構(gòu)的水平位移在規(guī)范的允許范圍之內(nèi)，結(jié)構(gòu)的剛度合理。 </p><p>　　住宅存在著一定的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，即

11、在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與樓層平均值之比超過 1.2倍，但是其比值較?。ǎ?.31），特別是塔樓部分普遍都小于1.25，最大值都在裙樓。這是由于裙樓處的水平剛度較大，其平均層位移很小，但是由于裙樓質(zhì)心到端部尺寸很大，盡管扭轉(zhuǎn)角很小也容易造成扭轉(zhuǎn)不規(guī)則指標(biāo)超限 考慮到裙樓的層間位移絕對值都很小，層間位移角值比規(guī)范限基本小一倍以上，因此，對于整個結(jié)構(gòu)的影響是比較小的。 </p>&l

12、t;p>　　3.2 轉(zhuǎn)換層剛度比 </p><p>　　剛度比計算選用剪切剛度參數(shù)計算，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比為: X 方向γ=1.198，Y方向γ=1.182，轉(zhuǎn)換層上下層側(cè)向剛度比較??；轉(zhuǎn)換層上下層的層間位移角比較接近，在轉(zhuǎn)換層處還是實現(xiàn)了側(cè)向剛度漸變的要求的。 </p><p>　　3.3 動力時程分析 </p><p>　　住宅采用SAT

13、WE 程序進行動力時程分析，對結(jié)構(gòu)進行了補充設(shè)計。波形采用mmw－3、lan3－3，lan5－3 以層間剪力和層間變形為主要控制指標(biāo)。與振型分解法結(jié)果相比，大部分樓層墻。梁配筋基本一致，說明整個結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計合理。設(shè)計中對薄弱樓層的配筋采取了加強措施。 </p><p><b>　　4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計 </b></p><p><b>　　4.1框支柱 <

14、;/b></p><p>　　框支柱抗震等級為一級，軸壓比不得大于0.6，對于部分因截面尺寸較大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性還與配箍率有密切關(guān)系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于φ10@100，全長加密，且箍筋體積配箍率不得小于1.5%。抗震設(shè)計時，規(guī)范規(guī)定了剪力墻底部加強部位（從地下室底板算起至轉(zhuǎn)換層以上兩層且不宜小于房屋高度的1/10），其目的是在此范圍內(nèi)采取增加邊緣構(gòu)件

15、箍筋和墻體縱橫向鋼筋等抗震加強措施，避免脆性的剪切破壞，改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能。 </p><p><b>　　4.2轉(zhuǎn)換層樓板 </b></p><p>　　框支剪力墻結(jié)構(gòu)以轉(zhuǎn)換層為分界，上下兩部分的內(nèi)力分布規(guī)律是不同的。在上部樓層，外荷載產(chǎn)生的水平力大體上按各片剪力墻的等效剛度比例分配；而在下部樓層，由于框支柱與落地剪力墻間的剛度差異，水平剪力主要集中在落地剪力墻

16、上，即在轉(zhuǎn)換層處荷載分配產(chǎn)生突變。由于轉(zhuǎn)換層樓板承擔(dān)著完成上下部分剪力重分配的任務(wù)，且轉(zhuǎn)換層樓板自身必須有足夠的剛度保證，故轉(zhuǎn)換層樓板采用C45混凝土，厚度200MM，￠10@150鋼筋雙層雙向整板拉通（采用三級鋼）。 </p><p><b>　　5 結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上分析，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除了滿足建筑的使用功能的要求之外，還要使結(jié)構(gòu)體系更

17、加合理，應(yīng)從建筑功能、結(jié)構(gòu)受力、設(shè)備使用、經(jīng)濟合理等多方面入手進行結(jié)構(gòu)的選型和柱網(wǎng)布置，從而滿足建筑結(jié)構(gòu)合理的使用要求。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 ( JGJ3－2010)修訂版 </p><p>　　[2]趙西安.現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社，2