高层框架剪力墙结构设计实例探析
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计
环球市场/工程管理-258-实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计班县委上海华东建设发展设计有限公司摘要:本文结合框架剪力墙结构的变形及受力特点,对其设计中应注意的要点进行分析和探讨,以供参考。
关键词:高层建筑;框架剪力墙;结构设计前言目前在建筑工程中,尤其是现代高层商业、办公以及住宅建筑中,框架- 剪力墙结构形式的应用十分普遍。
该结构形式能够为建筑平面提供较大的使用空间,同时借助剪力墙形式来提高建筑物的抗剪以及抗横向弯矩的能力,因此探究高层建筑中框架- 剪力墙结构设计极为必要。
1 框架剪力墙结构的变形及受力特点框架剪力墙建筑结构,主要是通过平面内部无限大刚度的楼盖将框架和剪力墙连接在一起,促使其形成一个网络结构,以便于能够共同承担水平方向的侧应力,不再单独承受各种弯曲变形或者是剪切变形所带来的影响。
通常来说,框架- 剪力墙在同一楼层中的位移基本上是相同的。
因此框架- 剪力墙结构在水平面内的位移表现为介于框架与剪力墙间的形态,为反S 型的曲线,也就是弯剪型。
因此对于框架剪力墙结构而言,剪力墙在下部的层面中形变较小,基本上承担了大约80%及以上的水平向剪力,而在高层建筑的上部,框架结构的形变则相对较小,能够辅助剪力墙共同受力,以便于抵抗剪力墙的外拉时的形变,确保其能够承受更大的水平剪切力。
可以说,框架- 剪力墙结构融合了框架结构和剪力墙结构的共同优势,能够有效协调水平形变,并实现降低结构性形变的目标,有力的增加了结构的侧向刚度,提升了整个建筑物的抗震性能,尤其适用于高层建筑的结构设计中。
2 工程概况某商贸中心3# 楼是以办公楼、商业楼为一体的商贸中心项目。
本工程为地下一层、地上二十七层的一类高层办公综合楼,3# 楼工程总建筑面积54687.93m 2,采用框架剪力墙结构。
其中地上总建筑面积(计容)49568m 2,建筑占地面积2110.83m 2,建筑总高度97.2m。
地下室一层为车库及设备用房,一层为商业及办公门厅和消防控制室,二层及二层以上为办公区域。
高层剪力墙结构设计实例分析
高层剪力墙结构设计实例分析【摘要】:结构式建筑的基础,剪力墙是结构竖向的主要承重体系,同时也是抵抗水平方向力不可缺少的部分。
笔者通过国内某建筑结构设计实例,阐述了高层建筑结构设计的设计方案以及相应构造应采取的措施。
【关键词】:高层建筑;剪力墙;设计中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:剪力墙结构体系是指利用建筑物墙体作为建筑的竖向承重体系,并用它抵抗水平力的结构体系。
在受力方面,因为剪力墙的刚度大,容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。
在地震作用下,其变形小,破坏程度低,可以设计成延性剪力墙,大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形耗散地震能量。
这种体系在高层住宅、公寓和旅馆建筑中广泛应用。
所以有必要对剪力墙结构进行合理设计以满足安全、经济、合理的要求。
一、剪力墙结构设计要点在进行高层建筑结构设计时,必须要清晰掌握这种建筑相对于低多层建筑来说所具有的特征,只有这样才能准确地就其特殊性而作出相应的设计措施。
笔者总结了高层建筑结构设计特点主要有以下几点:(一)水平荷载是高层剪力墙结构设计时的决定性因素这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小,仅与楼房高度的一次方成正比;而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;同时,对于同一建筑来说,自重等竖向荷载基本上是定值,而风荷载和地震作用等水平荷载,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
(二)轴向变形不容忽视因为在高层建筑中,自重等竖向荷载很大,能够使柱产生较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生较大的影响,对预制构件的下料长度产生影响,另外对构件的剪力和侧移也会产生影响,较易造成结构设计不够安全。
(三)侧移是高层剪力墙结构设计的关键因素水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大,因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。
(四)结构延性是高层建筑结构设计的重要设计指标与低多层建筑相比,高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。
高层框架剪力墙结构设计实例探析_张星亮
工程技术193高层框架剪力墙结构设计实例探析【摘要】框架剪力墙结构是在框架结构中设置一定数量的剪力墙而形成的双重结构体系,其在工程中的应用较为广泛,本文通过结合实践以及规范要求,总结出高层框架剪力墙结构设计结构布置,同时结合工程实例进一步探讨框架剪力墙结构的应用,为同行提供参考借鉴。
【关键词】结构设计;框架剪力墙;结构布置;计算分析1.框架剪力墙结构布置(1)双向抗侧力体系和刚性连接。
框架—剪力墙结构中,剪力墙是主要的抗侧力构件。
结构在两个主轴方向均应市置剪力墙,并应设计为纵、横双向刚接框架体系,尽可能使两个方向抗侧力刚度接近,除个别节点外,不应采用铰接。
如果仅在一个主轴方向布置剪力墙,会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊,无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质,与有剪力墙的另一方向不协调,也容易造成结构整体扭转。
主体结构构件间的连接刚性,目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥;同时,较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。
(2)框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接,将地震作用传递到剪力墙,保证结构在地震作用下的整体工作的。
因此,剪力墙之间的距离不宜过大,否则,两墙之间的楼盖会不能满足平面内刚性的要求,造成处于该区间的框架不能与邻近的剪力墙协同工作而增加负担。
为了保证楼、屋盖的刚性,剪力墙之间无大洞口的楼屋盖长宽比不宜超过规范要求。
当两墙之间的楼盖开大洞时,该段楼盖的平面刚度更差,墙的间距应再适当缩小。
(3)楼板开洞处理。
当建筑无可避免地采取楼板开洞时,则应尽可能避免在剪力墙两侧楼板全部开洞或开大洞,对剪力墙结构是如此,对框架—剪力墙结构更是如此。
两侧楼板全部开洞的剪力墙,计算中可能认为它已发挥作用,但由于没有楼板的协同工作,水平力并不能有效地传递至此片剪力墙土,实际受力完全不是那回事,造成其他墙肢和框架柱实际受力比计算值大。
同时应通过正确的计算分析,适当折减其抗侧力刚度。
2.结构计算分析要点框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点,按两者变形协调工作特点进行结构分析。
高层框架——剪力墙结构设计实例分析
【 1 ] 王 泽 军, 周 文 凯. 转 角窗 洞 口对 高 层 剪 力墙 住 宅 结构 的 影 响 与设 计 建 议 u l l
西 安建 筑科 技 大 学学报 ( 自然科 学 版) , 2 0 1 2 1 0 ( 4 4 ) : 1 I 1 —1 1 2
5 . 1 2提 高 高层住 宅 剪 力墙 边 缘 构件 配 筋的稳 定 性 首先, 有 关 部 门要 对边 缘 构 件 配筋 所 配 箍 筋 的形 式 进行 规 定 , 然 后提 高
6 . 总结语
近 几年 来 , 人 们 对 土 地 的 需 求逐 渐 增 加 , 为此 , 大 量 的 高 层住 宅 应 运 而 生, 为 了 防止 地 震灾 害 给人 们 带 来更 多 的经济 损 失 和 人 员伤 亡 , 我 们 要在 高 层住 宅 增设 剪 力墙 结 构 , 并逐 步 提 高剪 力 墙 结 构 的稳 定 性 , 为 居 民提 供 安 全
要 想 提高 高层 住 宅剪 力墙 的稳 定 性 , 设 计人 员 必 须要 对 剪力 墙 结构 所 在 地 的环境 进 行分 析 , 然 后再 根据 不 同 的轴 压和受 压 高 度选 取 合适 的剪 力墙 边 缘 构 件 的设 置条 件 。为 了提 高设 置 条件 的实 用 性 , 有 关 部 门必 须针 对 短肢 剪 力墙 进行 研 究 , 为该 剪 力墙 制 定独 特 的设 置条 件 。
的 居住 环境 , 防止 地震 灾 害影 响人 们 的正 常 生产 和生 活 。
参 考文 献
非 阴影 部 分配 筋 间距 的 合理 性 , 减 少 配筋 的 重 叠现 象 , 提 高 剪力 墙 水 平 分 布
高层建筑框支剪力墙结构设计实例分析
高层建筑框支剪力墙结构设计实例分析摘要:随着城市建设的不断发展,在工程建设中对建筑结构设计有了更高的要求。
本文根据笔者多年设计经验,结合工程实践,对影响高层住宅框支剪力墙结构设计中的主要因素及计算进行了阐述,为类似工程的结构设计提供设计参考。
关键词:高层住宅;框剪结构;设计l 工程概况某工程是由商业裙楼和1幢高层塔楼组成的高层商住楼。
该工程地下3层,地上25层,地下室层高4.8m,为停车库和设备室,地下2层、3层设六级人防。
地上1~3层为商业用房,层高4.5m,第4层为转换层,层高5.6m:4层以上为剪墙结构住宅。
住宅除第25层层高为4.2m外,其余均为3.0m层高。
该工程地处于缓坡地形,由西南向东北倾斜,地质资料显示场地及其附近未有活动断裂带或深大的活动断裂带通过,场地地层构造及地形稳定,属抗震有利地段。
该工程地震基本加速度值为0.05g,设计特征周期值为O.35s,属稳定建筑场地,按地震烈度6度设防,基本风压为0.35kN/m2,设计风压值取0.4kN/m2。
2 结构方案该楼层地上1~3层为商业用房,为满足大空间建筑功能要求,采用框支剪力墙结构体系。
框支剪力墙体系是一种受力复杂、不利于抗震的结构,在结构总体设计时一般应遵循以下原则:减少转换次数,缩短传力途径。
该工程设计中有两个问题需要重点解决。
第一,为保证结构沿竖向刚度均匀变化,应设法争取尽可能多的上下贯通构件。
结合电梯井道、消防楼梯间及电梯厅,布置了一个中央核心筒;另外,又根据塔楼四角剪力墙分布情况,在底部裙楼对应部位设置了落地贯通的L型加厚角墙。
第二,合理布置裙楼柱网,使不落地剪力墙直接通过转换层托梁。
3 结构设计要点3.1抗震等级工程转换层以下为框架–剪力墙结构,转换层以上为纯剪力墙结构,是多种结构形式共存的复杂高层建筑,因而不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统地确定抗震等级,而应该严格按照现行规范的不同章节,有针对性地分别确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。
高层框支剪力墙结构设计实例分析
高层框支剪力墙结构设计实例分析摘要:框支剪力墙结构体系是将框架结构和剪力墙结构相结合的产物,在工程界被广泛采用。
本文结合工程实例,探讨了高层框支剪力墙结构的设计方法。
关键词:高层建筑;结构设计;框支剪力墙;抗震设计在当今寸土寸金的大环境下,为了适应社会对建筑功能多样化的要求,结构往往必须反常规地进行布置:即上部布置小空间;下部布置大空间,因此,建筑功能的要求与正常合理的结构布置产生了矛盾,结构转换层为解决这一矛盾应运而生。
转换层可改变轴线和柱网布置:亦可将框架结构转换成剪力墙结构,从而为建筑提供下层室内大空间和宽广的出入口。
转换层依其上下不通的平面布置可采用梁式、桁架式、箱型或厚板式转换层,其中,梁式转换层是目前高层建筑中实现垂直转换最常用的结构形式,梁式转换层具有传力直接,明确,传力途径清楚,受力性能好,工作可靠,构造简单,施工方便的优点,结构设计相对比较简单,而且造价也较节省。
1 、工程概况该工程为某小区高层建筑中的一座商住综合楼。
1、2 层用于商业,,转换层设在2层顶;3~30层为住宅,用于商业;地下1层为地下室,用于车库、水池和设备间。
室外地面至主要屋面的高度为90.5m,至局部电梯机房女儿墙顶的高度为99.2m。
标准层和转换层结构平面分别如图1和图2 所示。
图1 标准层结构平面图2转换层结构平面典型的板式住宅,南北通透,进深小,立面宽。
由于建筑平面狭长,并且西端局部轴线转向,如图设一道防震缝将建筑物分为东、西两个结构单元。
东座为长矩形平面,西座平面严重不对称,高宽比都很大。
本工程为丙类建筑,抗震设防烈度为 6 度,基本地震加速度为0.05g,建筑场地类别为 ii 类, 设计地震分组为第一组, 基本风压为0.35kn/m2,地面粗糙度为c 类。
2 、结构布置与计算调整住宅建筑平面形状复杂,高宽比的计算方法没有明确的标准。
如果按所考虑方向的最小投影宽度计算高宽比:东座达90.2∶9.3=9.7,西座达87.3∶9.3=9.4,远远超过了规范限值6。
框架-剪力墙结构抗震设计分析
模 量 E = . X1 4 / c 30 0 Nmm 泊 松 比 uc 02 密 度 yc 2 5 k / 。 , = ., = 2 0 gm。钢 筋 的弹 性模 量 E = . O Nmm 泊 松 比 us 02 , 度 Ys 7 0 c 2 15 / 0X , = .5密 =80 随着社会的发展 , 框架 与剪力墙 结构体系在高层 建筑 中越来越 k / 。 本文 A Y gm3 NS S有 限元 分析 模 型 中钢 筋 与 混凝 土 采 用 分离 式模 被 广 泛 采 用 。 而 在 同 一 结 构 中 同 时 使 用 框 架 和 剪 力墙 两 种 结 构 体 型, 混凝 土 单 元采 用 八 节 点 实体 单 元 ( OLD 5 , 凝 土 结 构 中 的 钢 S I 6 )混 系 , 两 者 结 合 起 来 共 同承 受 竖 向和 水 平 荷 载 , 仅 大 大 减 少 了结 把 不 筋 采 用杆 单 元 ( I K , 筋 与混 凝 土 之 间 的 粘 结 采用 非线 性 弹 簧 单 LN 8)钢 构 本 身 的侧 移 , 且 有效 提 高 了 结 构 的 抗 震 能 力。 研 究 结 果 表 明 地 而 元( 0MB N 9 。计算结果如下 : C I3 ) 震 作 用 下 , ~剪 结 构 中 的剪 力 墙 , 乎 承 担 了 总 水 平 地 震 作 用 的 框 几 231 结 构 周 期 与基 底 剪 力 .. 8 % 以上 ,所 有 框 架 所承 担 的水 平 地 震 作 用 之 和 不 到 总值 的 2 % , 0 O 在 地 震 作 用 下 该 框 架 一 剪 力 墙 结 构 的 前 六 阶振 型 周 期 分 别 为 由此看出框剪结构中的剪 力墙 在抗 震 方面起着 主导作用 , 如何 合理 14 s 13 s 12 s 04 s 04 s 04 S .0 、 .8 、 . 、 .7 、 . 、 .1 。X 方 向 前 六 阶 振 型作 用 下 3 3 地 确 定 框 架 一 剪 力 墙 结 构 中 的 剪 力墙 的 布 置 和 数 量 问 题 一 直 是 国 的 基 底 剪 力 分 别 为 :2 1 N、4 0 N 3 7 k 2 9 N、 1 0 N 7 0 8 7 k 、 0 0 N、 5 k 3 3 k 、 k 内外学者研 究的课题 , 其设置 的位 置和 多少直接影 响到 了结构的抗 3 3 N: 方向前 六 阶振 型作 用下 的基 底剪 力分 别 为 :8 5 N 11 Y k 47k 、 震 性 能和 经 济 效 益 。 9 4 k 3 0 k 7 8 k 5 3 N、 . 3 N。 6 3 N、 9 9 N、 . 5 N、 2.7k 5 0 k 1 工程 概 况 从计 算 结 果 可 以 看 出 , 构 以 X 向 平 动 为 主 的 第 一 自振 周 期 为 结 某 商务办公楼 , 工程 主楼地下一 层 , 上十层 , 部为七层 , 地 局 总 14 s 以扭 转 为主 的第 一 自振 周 期 为 04 s .0 , .3 ,其 比值 为 O3 小于 .3 建 面积 为 4 6 0 , 中 地 下 建筑 面 积 为 5 0 m 地 上 建 筑 面 积 为 0 0 mz其 40 , O8 , 构 抗 扭 刚 度 满 足 规 范要 求。 分 析 各 振 型 计 算 结 果 , .5 结 各振 型 在 3 2 0 , 筑 基 底 面 积 为 3 0 m 建 筑 高 度 为 4 .5 , 长 度 5 0 m 建 50 , 11 m 总 地 震 总 反 应 中 的 贡 献 随 着 其 频 率 的增 加 迅 速 减 小 , 率 低 的 前 三 个 频 8 .m , 度 5 .m , 内外 高 差 为 06 m。该 项 目设计 合理 使 用 年 16 宽 62 室 .0 振 型控 制 了结 构 的最 大 地 震 反 应 。 限5 0年 。 工程 结 构 形 式 选 用 框 架 一 剪 力墙 结 构体 系 , 用 桩 基 础 。 采 232 结 构 变形 分析 .- 商务办公楼抗震设防烈度 为 7度 , 设计基本地震加速度值 为 01 g, 5 地震作用下该框 架 一剪 力墙 结构层 间位移角 X、 Y方 向最 大值 设 计地 震 分 组 为 第一 组 。 建筑 结 构 的 安 全 等 级 为 二 级 , 筑 抗 震 设 建 分别 为 1 3 / 8和 18 9 9 /7 ,楼 层层 问最 大层 间位移 X Y方 向分别 为 、 防 类 别 为丙 类 , 基 基 础 设 计 等 级 为 乙级 , 筑 桩 基 设 计 等 级 为 乙 地 建 3 .mm 和 3 .mm , 合 规 范 要 求 。 62 41 符 级, 地下室 防水 等级二级, 剪力墙的抗震等级为二级 , 8度 区、 按 一级 233 剪 力 墙 设 置 分 析 .. 抗 震 等 级 采 取 抗 震 构 造 措 施 ; 架 梁 柱 的抗 震 等 级 为 三 级 , 8度 框 按 本工程在进行 设计 施工 时 , 充分考虑 了框架 一剪力墙结构 的优 区 、 级抗 震等 级 采 取抗 震构 造 措 施 。 地 下 室 部 分 的框 架 梁 、 柱 的 二 墙 点, 将两者巧妙结合起来 , 剪力墙设置应满 足 : 力墙 应设置在竖 向 剪 抗 震等 级 为三 级 。 该 工 程 主 楼 一 到 七 层 主体 为 方 形 建 筑 , 有 剪 力 所 荷载较 大处 ; 剪力墙应设置在平 面形状变化 处或楼盖 水平刚度剧变 墙 沿 墙 顶 通 长 设 置暗 梁 。其 中 , 库 地 下 室 外 墙 项 增设 暗梁 , 水 平 车 墙 处 : 力墙应设 置在楼梯 问、 剪 电梯 间 以及 楼 板 较 大 洞 口的 两 侧 ; 、 纵 分布 筋 在 暗 梁 范 围 内照 设 。本 工 程 所 有 与墙 垂 直 的梁 ( 长 L 4 ) 梁 >  ̄ m 横 剪 力墙 最 好 能 连 接 成 T形 、 形 和 口字形 。 L 下 混凝 土 墙 内未 设 边缘 构 件 的均 设 暗柱 。地 下 室 外 墙 水 平 施 工 缝 留 通过对该框架 一剪力墙结构抗震分析,计算结果数据表 明框架 在基础顶 3 0 0 mm 处 , 内 设遇 水 膨 胀 胶 条 。 缝 剪 力墙 结 构 在 水 平 力 作 用 下 , 平 位 移 由层 间 位移 角 来 控 制 , 不 水 而 2 工 程 抗 震 设 计 是 由顶 点 水 平 位 移 来控 制 , 大层 问 位 移 一 般 发 生在 建筑 物 的 中部 最 21 基础 设 计 . 范 围 内 。地 震作 用 下 , 架 一 剪 力墙 结 构体 系 中 剪 力 墙 承 担 了大 部 框 根 据 场地 的工 程地 质 条 件 ,设计 采 用 预 应 力 混凝 土管 桩 +柱 下 分 的水 平 力 , 充 分体 现 了框 架 一剪 力 墙 结 构 中剪 力 墙 抗 震 的优 势 , 独 立 承 台基础 。 桩基 选 型依 据 《 应 力 混凝 土 管桩 ) 3 G 0 预 0 S 4 9中选 取 , 也 说 明剪 力 墙 在 整 个 结构 的抗 震 中起 着 非常 重 要 的 作 用 。 其 制 作 、 输 、 工 按 国 家 规 范和 该 图集 的要 求 进 行 。 本 工程 基 坑 较 运 施 3 结 语 深 、 积 较 大 , 下 室 基 础 底板 与 混凝 土 外 墙 一 次 整体 浇筑 至 底板 面 面 地 框架 一剪力墙 结构 中,框 架与剪 力墙起 到了很好 的互补 的作 以上 3 0 0 mm, 并按 要 求设 置 水平 施 工 缝 。 工程 ±00 0及 以下均 采 用 0 用 ,对 于抗 震 要 求较 高 的地 区是 一 种 非 常 合 适 的 结 构 形 式 。框 架 一 掺加 S — 型高性能膨胀抗裂剂的补偿收缩混凝土 ,其限制膨胀率 Y G 剪力墙结构设计 的合理 与否 , 会直接 影响到建筑物 的安全使 用与技 及各项指标符合《 混凝土外加剂应用技术规范》 的有关要求。 术 经 济 指 标 的 高 低 。 本 文 结 合 实例 工 程 , 循 “ 匀 、 散 、 称 、 遵 均 分 对 周 2- 主 体 结 构 设计 2 边” 的原则 , 对剪力墙数 目进行 了合理 的确定 , 计算结果和 实际工程 梁 截 面 尺 寸 设 计 从 2 0 mm X 0 mm 到 4 0 2 0 5 0 3 0 mm X1 0 mm 建 设 验 证 了该 工 程 抗 震 设 计 的 的合 理 和 可 行 性 , 现 了较 好 的社 会 实 不等 , 截面尺 寸设计从 6 0 柱 0 mm 0 mm ~9 O X6 0 0 mm 0 mm 不 X9 0 经济效益。 等。梁主筋配筋率不小于 06 , .% 上部主筋 7 %沿梁全长贯通 , 0 下部 参 考文献 : 主 筋 全 部 直 通 到 柱 内或 墙 内 , 筋 在 梁 全 长 上 都 进 行 了加 密 , 端 箍 梁 【】 1梁启智 , 冯建平 , 中慧. 王 高层 建筑 框架 一剪力墙结构设计 实例【 . M】 广 配筋设计应确保梁柱节点 强剪 弱弯的受力特性 ��
高层住宅剪力墙结构设计浅析
从经济 和安全性 方面考虑 ,剪 力墙 的问距不 应 当过于密集 ,侧 向 刚度不适 合过大 ,应让 两个方 向抗侧 冈 度 靠近 ;剪力墙 的 门窗洞 口应 0 上下对齐 ,成列布 置 ,成明确 的墙肢 和连梁 ,避免 出现错洞 墙 。 为减 小扭 转效 应 ,平 面分 布 上要 力 求 均匀 ,刚度 中心 和建 筑物
1前 言 .
近 年来 ,随着 我 国城 市化 建设 进 程 的加 快 ,人们对 住 宅 ,特 别
是小 高层及 多层住宅 平面与 空间 的要求越 来越 高 ,高层住 宅建筑 大量 采用 了剪力墙 结构 。它相对 于框架 结构更 为简 洁 、宽敞 ,使 用功 能更 好 ,为住户 的 自行 改造 增 大 了灵 活性 ,加 大 了使用 面 积 ,并 广泛 受 到建 筑 师 和业 主的 欢迎 。本 文 笔者 根 据颁 布 的 《 震规 范 》和 《 抗 高
.
注 :端柱箍 采用双 向5 箍 肢
可按 上表 的计 算 结果 对 2 0 0mm厚 剪 力墙 的约束 边缘 构 件 0 —3 0 快速 配箍 ,由于 《 震规 范 》( 50 12 o ) 6 . 定 ,一 、二 抗 GB 0 1 —o 1表 . 8 4规 级剪力 墙 底部 加 强部 位构 造 边缘 构 件箍 筋 沿竖 向 间距最 大为 1 0 0 mm
建 筑 设 计
CONS R[C ON T I  ̄I
高层 住宅剪 力墙结构设 计浅析
林 协 荣 江 门市建筑设计工程公司 广东 江门 5 9 0 200
摘要 :本 文笔者根据颁 布的 《 抗震规 范 》和 《 高规 》,探 讨分析 了剪 力墙墙肢 截面厚度 锚 固、连 梁的配筋以及计 算结果。 以提 高剪 力墙结构体 系和抗震 能力 ,可供设 计人 员在设 计时参考 。 关键词 :剪力墙 抗震构造 结构设 计
实例分析高层建筑剪力墙结构设计
实例分析高层建筑剪力墙结构设计随着城市化建设进程的加快,促进了高层建筑的发展,使得高层建筑剪力墙结构设计作用更加突出。
以下就高层建筑的剪力墙结构设计及其应用进行简要分析,以供借鉴参考。
一.高层建筑剪力墙的设计原则剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。
1、剪力墙在布置设计上不能太密集,要使整个结构具有合适的侧向的刚度,如果侧向刚度比较大的话,不仅会加大墙体本身的重量,还会使其在地震中所受的地震力变大,容易发生倒塌事件。
2、如果剪力墙的长度比较大的时候,可以通过开设洞口的方式来把墙分成几个均匀的独立的墙体,每一段墙体的长度不能大于8m。
3、在设计剪力墙的时候,最好沿主轴的方向多向或者双向布置,在不同方向的剪力墙最好联结在一起,要注意尽量避免对直或者拉通;在进行抗震设计的时候,要使两个方向的侧向刚度相接近,而剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单。
剪力墙在分布上要均匀,数量要适当。
4、剪力墙在竖直方向要从下到上做连续的布置,避免发生刚度的突变情况。
在高层建筑中,剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单,剪力墙在竖直方向的刚度要均匀,剪力墙的门窗或者洞口要形成明确的墙肢和连接梁。
要避免墙肢出现刚度相差悬殊的洞孔设计,在进行抗震设计的时候,一级、二级和三级抗震等级的剪力墙都不能采用叠合的错洞墙。
5、剪力墙的洞口或者门窗要上下对齐,不能错位,成列布置。
要避免使用叠合的错洞墙或者错洞墙,这样都会影响剪力墙的承重能力,容易发生应力变形。
6、在剪力墙和平面以外的方向的梁体连结的地方,要加强剪力墙平面之外的抗弯的刚度以及承载力,可以采取在墙内设置一些暗柱、扶壁柱或者和梁相互连接的型钢等措施,也可以用减小梁端的弯矩的措施来达到加强承载力和抗弯能力的目的。
例如:可以设计成铰接或者是半刚接的形式。
二、高层建筑剪力墙结构设计的应用以下就某工程为例,对高层建筑剪力墙结构设计的应用进行分析,旨在为同类工程提高借鉴参考。
高层建筑结构设计剪力墙结构分析与设计
高层建筑结构设计剪力墙结构分析与设计汇报人:日期:•引言•高层建筑结构设计概述•剪力墙结构的基本概念与分类•剪力墙结构设计分析•剪力墙结构优化设计目•剪力墙结构在高层建筑中的应用与展望•结论与展望录引言01 CATALOGUE研究背景与意义剪力墙结构的重要性剪力墙结构是一种常见的结构形式,广泛应用于高层建筑中,其特点是具有较高的抗震性能和承载能力。
研究意义通过对高层建筑结构设计剪力墙结构进行分析和研究,可以优化结构设计,提高建筑的安全性和经济性。
建筑业的快速发展随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中越来越普遍,因此对高层建筑的结构设计提出了更高的要求。
研究目的本研究旨在分析高层建筑结构设计剪力墙结构的受力特点、抗震性能、承载能力等方面,提出相应的设计方法和优化策略。
研究方法本研究采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,对高层建筑结构设计剪力墙结构进行深入探讨。
研究目的和方法高层建筑结构设计概述02CATALOGUE由梁和柱通过节点连接构成承重体系,适用于多层建筑。
框架结构用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构,适用于高层建筑。
剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,适用于高层建筑。
框剪结构由核心筒和外围框架组成,具有较高的抗侧力和抗扭刚度,适用于超高层建筑。
筒体结构高层建筑结构类型高层建筑结构设计的基本要求结构设计应考虑地震、风载等自然灾害的影响,保证结构在正常使用年限内的安全性。
安全性适用性耐久性经济性结构设计应考虑建筑功能需求,确保结构在使用过程中满足使用要求。
结构设计应考虑材料和环境的耐久性,确保结构在使用年限内保持良好的性能。
结构设计应考虑工程造价和维护成本,寻求经济合理的结构设计方案。
高层建筑结构设计的步骤根据建筑功能需求和场地条件,制定结构方案,进行初步分析和评估。
方案设计进行详细的结构分析,确定主要构件的尺寸和材料,制定结构设计方案。
初步设计将初步设计转化为施工图纸,包括施工说明、节点详图、材料表等。
某建筑框-剪结构设计及优化分析
某建筑框-剪结构设计及优化分析曾伟盐城市建筑设计院有限公司【摘要】本文结合某工程的设计实例,提出了该工程从概念设计、整体结构计算、局部构造设计等方面详细分析阐述了带转换层的结构较为复杂的框-剪结构高层综合楼结构设计及优化措施,并对设计效果进行了分析和总结。
【关键词】高层建筑框-剪结构优化分析一、工程概况某高层综合楼项目,地上32层,地下1层,框架-剪力墙结构,转换层位于4层,部分采用框支结构,建筑物总高度为98.5m,总建筑面积为58600m2。
地下室为停车库,1~4层为商业及管理用房,5层以上为公寓。
本工程建设场地属Ⅱ类场地,抗震设防烈度按7度设防,房屋安全等级为二级,设计使用年限为50年。
地下结构总长145m,属于超长结构,在地面上设两道温度伸缩缝,把结构分为三单元,每单元长度不超过60m,对超过50m长的结构单元,在中间设一道后浇带,温度伸缩缝同时兼作防震缝,使得每结构单元的体型简单,有利于抗震。
地下室部分因建筑使用要求,不允许设缝,故在地下室设计时,同时考虑了垂直荷载、风荷载、土压力、水反力及温度应力的共同作用。
该工程基础采用大直径人工挖孔扩底灌注桩,桩端持力层为强风化泥岩,桩径为Φ900~1600mm,单桩竖向承载力特征值为4600~12100kN。
二、结构设计及优化本建筑5层~32层主要功能为高层公寓,采用剪力墙结构,底部两层为商业,并且还有两个消防车通道,建筑要求有一定范围的大空间并延续至4层。
为满足大空间建筑功能的要求,经过多种结构方案的比较,最后决定局部采用框支剪力墙结构体系。
1.竖向承重及抗侧力构件的概念设计及优化措施。
框支剪力墙体系在其转换层的上、下位置因竖向受力构件类型的转换造成建筑物竖向刚度的突变,地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节,对结构抗震不利,故在设计时采取以下几个措施原则进行优化,确保结构整体安全合理。
1.1次梁及水平多级转换为了达到这一目标,本工程在满足建筑使用功能的前提下,考虑如何布置1~4层的框支柱的柱网,以实现最短传力途径,减少转换次数。
12层框架-剪力墙结构高层住宅设计
12层框架-剪力墙结构高层住宅设计内容简介本工程位于哈尔滨市道里区,是现代化绿色都市住宅楼。
总建筑面积为6370m2 。
主体结构为12层,不设地下室。
第一层至第十二层均为居民住宅。
建筑总高度37.2m。
一共设有电梯三部。
本设计严格依据新规范。
建筑设计充分考虑了消防和疏散的要求,结构设计...<p >内容简介</p><p >本工程位于哈尔滨市道里区,是现代化绿色都市楼。
总建筑面积为6370m2 。
主体结构为12层,不设地下室。
第一层至第十二层均为居民。
建筑总高度37.2m。
一共设有电梯三部。
本设计严格依据新规范。
建筑设计充分考虑了消防和疏散的要求,结构设计考虑了地震作用。
本工程的结构形式为钢筋混凝土,结构体系为框架—剪力墙结构的高层住宅。
框架柱的抗震等级为三级,剪力墙的抗震等级为二级,抗震烈度为7度。
设计由四大部分组成:建筑设计、结构设计、工程经济分析、施工组织设计。
其中结构设计主要包括:工程概况、结构布置、刚度计算、荷载汇集、水平地震作用下结构内力计算(只考虑水平地震作用)、竖向荷载作用下结构内力计算(恒荷载和活荷载共同作用)、内力组合、构件截面设计。
结构设计中,采用PK-PM结构设计软件分析和手工计算结合的方法来完成。
设计严格按照国家颁布的新规范、新标准进行,所有数据及图表均依据规范要求,设计力求准确、经济、美观。
施工图采用现在工程界比较流行的平面整体表示方法绘制。
关键词:框架-剪力墙、结构设计、抗震</p><br /><p >文件组成及目录</p><p ><p>摘要<br />Abstract<br />1 绪论 1<br />1.1 设计目标 1<br />1.2 设计选题 1<br />1.3 设计内容 1<br />2 建筑设计 2<br />2.1 总述 2<br />2.2 平面设计 2<br />2.3 剖面设计 2<br />2.4 立面设计 2<br />2.5 经济技术指标及建筑设计总说明 2<br />3 结构设计 3<br/>3.1 工程概况 3<br />3.2 结构布置及计算简图 3<br />3.2.1 梁、板截面尺寸确定 3<br />3.2.2 框架柱截面尺寸确定 3<br />3.2.3 剪力墙尺寸确定 4<br />3.2.4 计算简图 4<br />3.3 框架、剪力墙及连梁的刚度计算 4<br />3.3.1 剪力墙等效刚度计算 4<br />3.3.2 框架剪切刚度计算 10<br />3.4 重力荷载及水平荷载计算 13<br />3.4.1 重力荷载 13<br />3.4.2 横向水平地震作用 14<br />3.5 水平荷载作用下框架--剪力墙结构内力与位移计算 17<br />3.5.1 位移计算与验算 17<br />3.5.2 总框架、总剪力墙和总连梁内力计算 17<br />3.5.3 横向水平地震作用下构件内力计算 19<br />3.6 竖向荷载作用下框架—剪力墙结构内力计算 24<br />3.6.1 计算单元及计算简图 24 <span class='Ejn408'></span> <br />3.6.3 内力计算 28<br />3.7 作用效应组合 34<br />3.7.1 结构抗震等级 34<br />3.7.2 框架梁弯矩和剪力设计值 34<br />3.7.3 框架柱弯矩、轴力及剪力设计值 36<br />3.7.4 剪力墙弯矩、轴力及剪力设计值 39<br />3.8.5 连梁弯矩及剪力设计值 40<br />3.8 构件截面设计 42<br />3.8.1 框架梁 42<br />3.8.2 框架柱 43<br />3.8.3 剪力墙 46<br />3.8.4 连梁 48<br />4 设计概算 49<br />5 施工组织设计 62<br />5.1 工程概况 62<br />5.1.1 建筑特点 62<br />5.1.2 结构特点 62<br />5.1.3 装饰特点 62<br />5.1.4 水文地质情况 62<br />5.1.5 气候条件 63<br />5.1.6 资源供应 63<br />5.2 工程目标 63<br />5.3 施工布署 63<br />5.3.1 划分施工段 63<br />5.3.2 施工运输方式的选择机械布置 63<br />5.3.3 现场供水、供电 63<br />5.4 施工准备及资源计划 64<br />5.4.1 施工准备工作计划 64<br />5.4.2 主要施工机械计划 64<br />5.4.3 主要劳动力计划 64<br />5.4.4 主要材料计划 65<br />5.5施工现场平面布置图 65<br />5.6主要项目施工方案 65 <spanclass='Ejn408'></span> <br />5.6.1 基础施工 65<br />5.6.2 主体结构施工 65<br />5.7 施工措施 67<br />5.7.1 技术质量管理措施 67<br />5.7.2 降低成本措施 68<br />5.7.3 安全生产措施 68<br />5.7.4 文明施工措施 69<br />5.7.5冬期施工措施 69<br />5.7.6 雨季施工措施 69<br />6 结语 71<br />参考文献<br />致谢<p class='Ejn408'></p> </p><p>建筑图:<br />建施01:首层平面图.dwg<br />建施02:标准层平面图.dwg<br />建施03:正立面图.dwg<br />建施04:剖面图.dwg<br />建施01:顶层平面图.dwg <spanclass='Ejn408'></span> </p><p><br />结构图:<br />结施01:八层板配筋图.dwg<br />结施02:八层梁平法施工图.dwg<br />结施03:八层柱平法施工图.dwg<br />结施04:顶层板配筋图.dwg<br />结施05:顶层梁平法施工图.dwg<br />结施06:顶层柱平法施工图.dwg<br />结施07:一层板配筋图.DWG<br/>结施08:一层结构布置图.dwg<br />结施09:一层梁平法施工图.dwg<br />结施10:一层柱平法施工图.dwg<br /> <span class='Ejn408'></span> </p><P></P><p>摘要<br />本课题针对GZ076外圆磨数控改造中三菱M50G数控系统二次开发的需要,设计了基于总线连接的远程I/O单元连接方案,完成了远程I/O单元输入输出口地址的分配和定义,并设计了有关电气原理图。
某高层住宅楼框架―剪力墙结构设计分析
某高层住宅楼框架―剪力墙结构设计分析某高层住宅楼框架―剪力墙结构设计分析摘要:本文结合某高层框架剪力墙结构设计实例,分析了结构布置,计算方法,以及剪力墙连梁设计等,为类似工程结构设计提供实例参考。
关键词:高层建筑;框架剪力墙;抗震措施中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:1工程概述某高层住宅楼,地上30层,地下2层,建筑物高度98.3 mm。
从使用功能上,地下2层为停车库,面积较大;地上两层裙房作为商场;裙房以上为公寓:主体部分尺寸为:62.6m×18.2 m。
该工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.19,建筑场地类别为Ⅱ类,结构形式为框架一剪力墙结构,框架及剪力墙的抗震等级均为二级。
采用的结构计算软件为PKPM系列SATWE软件计算。
2结构布置2.1结构平面布置结构平面布置及柱网的布置要按照建筑要求。
剪力墙的布置在设计中经过多次调整,一方面由于建筑使用功能的要求:地下室为地下车库;地上1至2层为商场;上部为公寓。
在有些情况下,结构按正常情况下布置的剪力墙影响使用功能;另一方面剪力墙的布置要合理且满足使用和计算要求。
框架一剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系[1],抗震设计时,结构两主轴方向均应布置剪力墙。
由于水平荷载特别是地震作用的多方向性,故结构应在多个方向布置抗侧力构件,才能抵抗水平荷载,保证结构在各个方向具有足够的刚度和承载力[2]|。
当平面为正交时,则应在平面两个主轴方向布置抗侧力构件,形成双向抗侧力体系。
这个问题在框架一剪力墙结构中尤为重要。
因为在框架一剪力墙结构中,剪力墙是主要抗侧力构件,如仅在一个方向布置剪力墙,则会造成无剪力墙的方向抗侧力刚度不足,使该方向带有纯框架的性质,没有多道防线,在地震作用下,可能会使结构在此方向首先破坏,而且会使两个主轴方向的刚度差异过大,产生很大的结构整体扭转。
框架一剪力墙结构中,由于剪力墙的刚度较大,其影响很大。
框支剪力墙结构实例设计
构造措施优化:采用合适的连接方式 和构造细节设计,提高结构的抗震性 能和施工便利性。
材料优化:选择合适的钢材和混凝土 强度等级,以达到所需的结构性能, 并降低材料成本。
通过以上性能评估方法和优化设计措 施的应用,可以实现框支剪力墙结构 的高效、安全、经济设计,满足现代 建筑的需求。
结构分析与设计过程
结构分析
通过有限元软件建立框支剪力墙结构的数值模型,进行模态分析、反应谱分析 和时程分析,获取结构在地震作用下的内力分布、位移响应和层间剪力等关键 指标。
设计过程
基于结构分析结果,进行框支剪力墙的截面设计、配筋计算和构造措施制定。 针对关键部位如框支柱、剪力墙、连梁等进行详细设计,确保满足抗震性能和 承载能力要求。
框支剪力墙结构施
05
工与质量控制
施工方法与工艺流程
基础施工 框架搭建 剪力墙施工 屋面及外墙施工
首先进行基础施工,确保地基的承载能力和稳定性,为基础上 的框支剪力墙结构提供可靠的支撑。
在基础上搭建框架,采用钢筋混凝土或钢材等材料构建框架体 系,确保框架的垂直度、水平度和稳定性。
在框架内部施工剪力墙,一般采用钢筋混凝土浇筑或预制加气 混凝土板等材料构建,确保剪力墙的平整度、垂直度和抗震性
弹性分析
通过线性弹性分析,可以评估结 构在荷载作用下的变形和内力分 布情况,为后续的性能优化提供
依据。
非线性分析
考虑材料的非线性和几何非线性效 应,更准确地模拟结构的真实行为 ,以评估其承载能力和变形性能。
时程分析
通过输入地震波等动态荷载,对结 构进行动力响应分析,以评估结构 在地震等动荷载作用下的性能。
高层建筑框支剪力墙结构设计实例
关键词 高层建筑 ; 框 支剪力墙结构; 计算分析 ; 抗震设计
0 引 言
通 过转 换构 件将 上部构件 的内力传 递到基础和地基 , 也 常有一部分 住宅建筑 由于车位 、 底部景 观架空通透 、 上 部房 间布局等因素, 造成 了少量抗震墙无 法落地 。 它们有一个共同 的特点, 就是转换层上的不 落地抗震墙 占该层总抗震墙 的比
框支柱 的数量一般为 6~8个, 最多不超过 1 0个。
1 工程 概况
本工程 2 # 、 3 #楼, 主体结构层高 6 0 . 3 m ,  ̄下室 2 层, 层高分 别为3 . 5 m, 4 . 7 m; 地上 1 层为居 民活动空间, 高5 . 4 m; 2 —1 3层为 住宅层 高 2 . 8 m , 以上至屋顶层高均为 3 . 0 m( 平面布置见图 1 ) 。
板取 1 8 0 mm , 与其相邻的层也适当加厚 至 1 5 0 m m。 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 . 3 5 %,以进一步提高转换层楼板 和框支
同, 这使得 它们 的一些特性更加接近抗震墙结构, 我们把这种 介 于抗 震规范所讲 的抗震墙结 构和部分框 支抗震墙结 构之 间的结构形式称 为局部框支抗震墙 结构 。这里所讲 的局部框 支抗震墙结构除了不落地抗震墙很少以外, 还具有以下特点 :
度直接决定 了整栋建筑的抗震潜力, 因而框支柱 的延性和承载 力成为设计 的关键。框支柱应在计算的基础上, 通过概念设计
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一
图 1 2 #、 楼 底 邵 结 构 平 面 布 置 图
2 结 构设 计 中的计算 和分 析
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计高层建筑是现代城市中不可或缺的一部分,其建筑结构设计对于建筑的保障至关重要。
当然,针对不同的建筑用途、地理位置、功能等方面的要求,高层建筑的结构设计也会有所不同。
其中,框架剪力墙结构设计是一种常见的方案。
今天我们将重点讨论这种方案,希望对建筑结构设计专业人士以及感兴趣的读者有所启示。
1. 框架剪力墙结构设计的基本原理框架剪力墙结构由“框架”和“剪力墙”两部分组成,其中框架是建筑支撑结构的骨架,而剪力墙是建筑结构的主要承载结构。
框架主要负责承担水平荷载,而剪力墙则负责承担垂直荷载和地震力。
在框架剪力墙结构中,剪力墙会被布置在建筑的核心位置,而框架则贯穿整个建筑。
这种设计可以极大地提高建筑的抗震能力和结构刚度,使建筑更加稳定和安全。
此外,这种设计还可以增加建筑的自重和防火性能,适用于中高层甚至超高层建筑。
2. 框架剪力墙结构设计的具体实现方法在实现框架剪力墙结构设计时,需要考虑以下几个方面的问题:- 建筑布局:剪力墙应该被放置在建筑核心区域,以最大化其受力控制作用。
此外,框架应该被放置在建筑的周边位置,以增加建筑的整体稳定性。
- 钢筋混凝土设计:框架的设计应该考虑抗震、风荷载、地震等因素。
剪力墙应该被设计成厚实、多层的结构,以承担垂直荷载和地震力。
- 梁柱连接:框架和剪力墙之间的梁柱连接应该被精心设计,以确保强度充足且不会发生脆性断裂。
- 材料选择:建筑材料的选择应该考虑建筑的安全性和可持续性。
建议优先选择优质材料,如高强度钢筋和烧结砖,以增加建筑的整体抗震性。
3. 框架剪力墙结构设计的案例分析以下是一个实例分析,关于一个成功应用框架剪力墙结构设计的项目。
该项目是一座60层的高层住宅,其建筑高度达到了180米。
在设计过程中,建筑工程师首先考虑了建筑的布局。
剪力墙被放置在建筑核心区域,而框架则被布置在建筑周围。
他们还考虑了建筑的高度和周边自然条件,以确保建筑具有强大的抗震和风荷载能力。
高层框支剪力墙结构设计实例分析
高层框支剪力墙结构设计实例分析摘要:本章内容是围绕着多个工程的高层框支剪力墙结构设计实例及设计经验展开论述,重点分析高层框支剪力墙结构建筑工程抗震性能设计和技术应用。
以加深人们对高层框支剪力墙结构设计的了解。
关键词:框支剪力墙;侧向刚度;结构;抗震前言随着社会发展,人们对住宅建筑的需求不仅仅局限在使用功能方面,对美观方面也有较高要求,所以,较多的住宅建筑在设计时,会将建筑底下部分设计成空间较大的架空层、大堂等。
由于大空间建筑底层,为满足使用功能,这种建筑需采用剪力墙结构来满足要求。
剪力墙结构的建筑体系,也随着人们对住宅需求的不断提高,在不断发展、创新,渐渐的占据大部分高层住宅建筑的结构体系。
但是,剪力墙结构存在利弊关系,剪力墙在建筑使用中,部分墙体与地面不连接,墙与柱连接面的突变会导致传力不规则、应力集中,会导致出现薄弱面,对结构整体性能存在影响,从而不利于抗震性能。
所以,建筑设计过程中,设计师需有较高的专业水平和设计经验,对结构转换进行合理的处理,在抗震性能设计中有良好的概念。
对薄弱面的抗震性和延性采取有效方法来提高抗震能力。
1工程概况某小区高层建筑工程中有8栋商住综合楼,其中1号楼楼层是36层,其他楼层均是28层,2层地下室,用于车库、设备间,1号楼第一层层高为6m;标准层层高3m;最高总层高为111m。
本工程设计使用年限为50年,设计安全等级为2级,建筑类别为丙类建筑,抗震设防烈度为7级,基本地震加速度为0.1g,建筑场地类别为Ⅰ类,设计地震分组为第一组,基本风压为0.38KN/m ²,地面粗糙度为B类。
地基基础设计等级为甲级。
本工程结构设计中在第二层设置转换层,结构为梁板式,在部分位置设置落地式剪力墙,其余部分设置框支柱式剪力墙。
2结构设计及构造措施本工程中,落地式剪力墙的布置和框支式剪力墙是设计的主要控制点。
现今,发生过很多起地震,地震对建筑的破坏形式很多,也有部分建筑在地震中破坏程度相对较小,从中得出经验,底层薄弱是影响抗震能力的主要原因。
某高层建筑框架剪力墙结构的设计分析
某高层建筑框架剪力墙结构的设计分析摘要:随着社会的发展、经济水平的提高,高层建筑体型日趋复杂,框架-剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间,较好的延性和整体性等优点而被广泛应用。
本文主要是对高层建筑框架—剪力墙结构设计中的一些要点做了分析,以供同仁参考。
关键词:高层建筑;框架-剪力墙结构;布置;连梁设计在结构设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量除了必须满足强度条件外,还必须使结构具有一定的侧向刚度,以免在地震作用下产生过大的侧向变形。
剪力墙配置过少,会因结构产生过大的变形而无法满足安全和使用要求;剪力墙配置太多,既增加材料的用量和结构自重,又减小了结构自振周期,地震作用效应增大。
1、工程实例某高层公寓,地上31层,地下2层,建筑物高度98.3m。
从使用功能上,地下2层为停车库,面积较大,地上两层裙房作为商场,裙房以上为公寓。
该工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.1g,结构形式为框架-剪力墙结构,框架及剪力墙的抗震等级均为二级。
采用的结构计算软件为pkpm系列satwe软件。
2、框架-剪力墙结构中剪力墙的布置(1)框架-剪力墙结构平面布置。
结构的平面布置较为简单,呈矩形布置。
由于对功能的要求,一层设有大面积共享空间,根据《高规》第3.6.3条,采取了以下加强措施:(a)将地下室顶板厚度设为180mm,将第一、二结构层的楼面设为120mm,并且都采取双层双向配置钢筋。
(b)将洞口周边的框架梁加宽,加强结构的整体性和抗扭刚度,减小地震作用下的扭转效应。
(c)计算中将开大洞口结构层的楼板设置为弹性楼板。
《高规》第8.1.7条要求剪力墙宜采用周边、对称的布置。
但由于使用功能的要求,导致本工程剪力墙布置过于集中在建筑的两端,同时与剪力墙连接的楼板,多有设备管道留洞。
为加强楼板的整体性,设备管线安装后均采用后浇混凝土封堵,确保结构整体受力。
(2)框架-剪力墙结构竖向布置。
本工程结构采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙体系,竖向体型比较规则,局部1-4层外挑3.00m。
超限高层框架-剪力墙结构设计探讨
超限高层框 架一 剪 力墙 结构设计探讨
摘要 : 笔者结合 工程 实例 , 对框架剪力墙结构的结构设计 方法进行详细 的介绍 , 工程采用 两种计 算软件 比较计算, 在振型 分解反应谱法计算 的基础上加入 了弹性时程分析法 , 并结合结构超限情况 采取相应的加强措施 , 以提高结果的安全性。经过实
利影 响。若整个结 构采用钢框架 一混凝士剪力墙结构 , 则造价较 高, 所以
对结构布置进行了细致的设计 ,为高层建筑结构体系在工程中的设计做
一
( 3 ) 提高结构延性 , 严格控制竖 向构件轴压比。由于平 面及竖 向的不 规则性 , 建筑物易产生扭转 , 结构构件布置 时充 分考虑 了以上 因素 , 结构
抗侧力 的主要 构件剪力墙均匀布置 。本工程的柱轴压 比按规范要求控制 ,
些参考。
剪力墙 的轴压比( 0 - 3 1 ) 则 预留相 当大的余地 , 以提高结构在地震作用下 的 某高层建筑 占地面积8 2 0 0 , 建筑面积约2 0 5 0 0 n  ̄ , 钢 筋混凝 土框架一 延性 , 提高建筑物的抗震性能。 剪力墙结构。结构平面底部长约1 2 5 m收至顶层9 2 . 5 m,宽约4 5 m收至顶层 ( 4 ) 对门厅处转换部位 的抗震加强 。门厅顶有四根框架柱不能落地 , 1 9 m, 结构 主体高3 8 . 2 5 m 。 本工程结构设计基准期为5 O 年, 设计使用年 限为 存 在竖 向转换 ,在建筑 四层整层设 置了转换钢桁架用 以转换上部框架柱 5 O 年。 建筑结构安全等级 为二级( 混凝 土结构设计规范) , 基础安全 等级为 传来 的竖 向荷载。钢桁架跨度2 5 . 2 m, 高度5 . 5 m。桁架上下 弦截 面分别 为 二级 , 基础设 计等级为 乙级。 6 O O×5 0 0×3 0×3 0 及1 0 0 0×5 0 0×5 0×5 0 , 斜腹杆为5 0 0×5 0 0×3 5×3 5, 均
框架剪力墙结构中剪力墙端柱设计探析
框架剪力墙结构中剪力墙端柱设计探析摘要:科技的进步,促进工程建设事业得到快速发展。
随着我国建筑行业的快速发展,高层和超高层结构日益增多,对相应的设计水平和理论水平的要求也不断提高。
剪力墙作为高层建筑中常用的构件,其侧向刚度大,具有较强的抗震承载能力,在结构体系中承担了大部分水平剪力,充当着结构的第一道抗震防线。
本文就框架剪力墙结构中剪力墙端柱设计展开探讨。
关键词:框架剪力墙;端柱;结构引言框架剪力墙结构是由框架和剪力墙两部分组成,在结构设计中,由于框架和剪力墙自身的侧向刚度差异较大,因此需要考虑二者的协同工作。
在常规的工程设计过程中,对于软件建模方式,框架剪力墙结构中剪力墙端柱有两种建模方式:一是端柱按框架柱输入,剪力墙墙身直接布置到框架柱的节点上,这种建模方式操作方便;二是端柱按照墙输入,即在端柱部位建立三个节点,将端柱当作厚墙输入和墙身联成一体。
两种建模方法的计算结果肯定不同,有时会差异较大。
本文对此提出一些探讨性意见和设计建议。
1带端柱剪力墙抗震性能影响因素分析1.刚度退化。
试件的刚度随着位移的增加而降低,加载初期,轴压比为0。
6的试件有着最高的刚度值,随着轴压比的降低,初始刚度随之下降。
在加载过程中,各试件的刚度不断下降。
到试件加载末期,所有试件的刚度逐渐趋于一致。
轴压比大的构件刚度退化的速度也较快。
这表明增大轴压比有助于增强剪力墙试件在的初始刚度刚度以及试件在加载过程中的刚度,但在加载后期各试件的刚度差异不大。
(2)骨架曲线。
在加载初期结构处于弹性变形阶段,其骨架曲线基本重合,至加载后期,当剪力墙轴压比提高时,剪力墙的屈服荷载、峰值荷载均有所提高,同时,试件达到屈服荷载、峰值荷载时的位移有所下降。
提高轴压比,可以限制斜向裂缝的开展,提高了结构抗震承载能力。
(3)耗能能力。
在水平加载初期,试件的耗能量非常小甚至可以忽略不计,随着荷载的增加,结构的耗能量也逐渐稳定增加。
轴压比从0。
15到0。
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高层框架剪力墙结构设计实例探析
发表时间:2016-03-07T11:54:20.603Z 来源:《工程建设标准化》2015年10供稿作者:金国祥
[导读] 中国中建设计集团有限公司(辽宁分公司)高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。
(中国中建设计集团有限公司(辽宁分公司),辽宁,沈阳)
【摘要】随着住房数量的需求的不断增加,以及受到土地资源紧缺现象的控制,当前城市楼层建设主要表现为高层楼房的建设施工。
而高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。
笔者结合当前一些比较成功的高层框架剪力墙结构设计案例,对高层框架剪力墙的施工要求和注意事项等进行了深入的分析和研究,希望能够给有关的设计人员必要的参考和借鉴。
【关键词】结构设计;框架剪力墙;结构布置;计算分析
前言
剪力墙结构是目前高层建筑施工中普遍应用的一种建筑形式,该结构设计科学,建筑施工难度小,具有一定的稳固性,安全可靠,目前应用范围越来越广。
笔者进行了大量的资料研究和案例分析,总结出剪力墙结构设计的几点主要注意事项,下面进行简单的分析和介绍:
1.框架剪力墙结构布置
(1)双向抗侧力体系和刚性连接。
框架—剪力墙结构中,剪力墙是主要的抗侧力构件。
结构在两个主轴方向均应市置剪力墙,并应设计为纵、横双向刚接框架体系,尽可能使两个方向抗侧力刚度接近,除个别节点外,不应采用铰接。
如果仅在一个主轴方向布置剪力墙,会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊,无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质,与有剪力墙的另一方向不协调,也容易造成结构整体扭转。
主体结构构件间的连接刚性,目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥;同时,较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。
(2)框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接,将地震作用传递到剪力墙,保证结构在地震作用下的整体工作的。
所以,从理论上来说,剪力墙与剪力墙之间的距离不应该过大,需要严格控制在安全系数之内,否则,两者中间的重力没有承载的媒介,可能会发生坍塌事故。
一些施工单位为了节约经济成本,降低施工量,往往会在设计的基础上擅自扩大剪力墙之间的间隔,这些都是违规操作,必须杜绝。
(3)楼板开洞处理。
通常来说,如果设计和施工实际情况允许,尽量不进行楼板开洞,但是在实际的施工过程中,存在一些无法避免的客观因素,此时必须进行楼板开洞处理。
一旦遇到这类问题,其核心原则就是,尽量缩小开洞的数量和开洞的面积。
即使,在设计之初对于重力和承重能力都进行了科学的计算和预测,但是一旦进行了楼板开洞处理,实际的承重情况可能会发生改变,因此施工人员应该提高警惕。
2.结构计算分析要点
框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点,按两者变形协调工作特点进行结构分析。
即使是很规则的结构,也不应将结构切榀,简单地按二维平面结构(平面框架和壁式框架)进行计算。
不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。
框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系,计算分析时应根据结构实际情况,选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。
对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构,宜采用空间分析模型,可采用平面框架空间协同模型,对布置复杂的框架—剪力墙结构,应采用空间分析模型。
另外,对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少,而比剪力墙结构多,因此其周期折减系数应选取介于两者之间。
结合工程实践经验,对于一般情况下当填充墙较多时,周期折减系数可取0.7-0.8,填充墙较少时,周期折减系数可取0.8-0.9。
此外,当今楼房的建设施工过于追求外表形式的新颖,五花八门的楼房外形,给框架剪力墙的结构设计带来了一定的难度。
例如,一些建筑在设计之初,出于某种特殊的需求,可能会减少框架柱的数量,此时单根框架柱的承重压力随之增加,这样显然是不合理的,存在较大的安全隐患。
对于这一问题,国家相关的管理部门高度重视,并在法律文件中做出了明确的规定:即当某楼层段柱根数减少时,则以该段为调整单元,取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力;该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。
3.高层框架剪力墙实际施工案例分析
某市为了适应市场需求,在城郊附近施工建设了一栋办公楼。
地下设有停车场等共三层。
地面高度为18层,总计22层。
地面建筑结构由左右两个呈扇形的区域构成。
该建筑施工总占地面积约为12万平方米。
根据本建筑结构的基本属性,以及对相应地质条件等因素的勘察,设计人员采用剪力墙作为其主体框架。
综合分析其建筑形式和材料结构,本建筑办公楼的抗震等级为8级,安全等级为2级。
由于办公楼内部要求使用高度不低于2.9米,所以施工建设的难度相对来说比较大,综合考量到楼层的建筑结构以及剪力墙的应用,通过不断的调整和反复的测试,目前高建筑办公楼基本上可以达到以下几个要求:(1)根据建筑物的自振周期、位移及地震效应判断结构方案的合理性;(2)得出各构件的内力以及配筋,以判断构件截面的合理性;(3)根据结构内力分析判定结构受力的德弱部位,并在设计中采取加强措施。
受到办公楼内部使用空间的限制和制约,原本应该设计在楼层中间的剪力墙核心筒,需要按照实际情况进行位置的偏移。
同时,由于本栋楼的特殊需求,在其他位置不允许继续设计框架剪力墙,这就给施工建设带来了一定的难度。
由于操作起来难度系数大,同时安全系数受到了影响,因此设计施工单位经过与投资方的研究分析,最终决定略微增加剪力墙的数量。
在此基础上,稍微增加了剪力墙的厚度,以提高剪力墙的承重能力。
可见,在实际的施工过程中,由于不同建筑结构具有各自的独特性,因此剪力墙的实际设计都是存在差异性的,但是这种差异性需要建立在安全性之上。
本工程结构整体计算采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE,计算时考虑扭转藕联的影响。
考虑模拟施工分层加载,振型数取18个,采用侧刚分析方法。
计算结果表明,本结构整体刚度在X方向较好,Y方向稍差。
两幢楼剪力墙在X方向承担了总倾覆力矩的80%以上,Y方向承担了60%以上;西楼在地震作用下Y方向顶点位移绝对值偏大,最大层间位移接近规范限
位。
计算结果还表明,东楼第5、7、9振型,西楼第7、9振型以扭转为主,说明虽然对剪力墙布置、数量、厚度进行了调整,但扭转效应仍不可避免,还应在设计中予以解决。
总体来说各项结果均在正常范围以内,满足规范要求,并符合以下规律:(1)柱、剪力墙的轴力设计值均为压力;(2)柱、剪力墙基本为构造配筋;(3)梁基本无超筋,剪力墙、连梁均满足截面抗剪扭的要求。
4.结语
总之,就我国目前的建筑施工而言,一些高层建筑在设计施工的过程中,基本上应用框架剪力墙的设计结构,既能够提高建设施工的质量,又能够一定程度的降低施工难度。
当然,一些施工建设团队的业务能力水平比较低,导致整体的施工建设团队水平参差不齐,但是笔者相信,只要我们不断的进行分析和研究,并在设计和施工的过程中,秉承着对百姓负责的工作态度,就一定能够提高我国框架剪力墙结构设计的水平,为老百姓建造出更多更安全的建筑楼房。