某带错层高层剪力墙结构的抗震性能分析_李跃
高层建筑结构抗震性能分析与优化设计
![高层建筑结构抗震性能分析与优化设计](https://img.taocdn.com/s3/m/294aa8d3afaad1f34693daef5ef7ba0d4a736d86.png)
高层建筑结构抗震性能分析与优化设计
高层建筑是城市中不可或缺的一部分,然而在地震等自然灾害面前,其结构的抗震性能问题也备受关注。
因此,对高层建筑结构抗震性能的分析和优化设计显得尤为重要。
首先,对于高层建筑的结构抗震性能,我们需要考虑到地震对建筑物的影响。
地震是一种破坏性极强的自然灾害,其波动会对建筑物的结构造成巨大的冲击力,从而使其产生变形和破坏。
因此,在设计高层建筑时,必须要充分考虑到地震对建筑物的影响,以确保其在地震时能够保持稳定。
其次,为了提高高层建筑的结构抗震性能,我们需要采取一系列优化措施。
例如,在设计时应该尽可能采用抗震性能好的材料,如钢材、混凝土等。
此外,还可以通过加固墙体、设置支撑结构等措施来提高建筑物的整体稳定性。
另外,在建筑物的设计过程中,还应该考虑到地震活动的级别和频率,以便更好地设计出适合该区域地震条件的建筑结构。
除此之外,在高层建筑的施工过程中,还需要严格执行相关规范和标准,以确保建筑物的质量和安全性。
同时,在建筑物的使用过程中也需要进行定期检查和维护,以确保其结构的稳定性和安全性。
总之,高层建筑结构抗震性能分析与优化设计是一项非常重要的工作。
只有在充分考虑到地震对建筑物的影响,并采取一系列优化措施的情况下,我们才能够设计出更加稳定和安全的高层建筑。
高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析
![高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/c51cbe22bed5b9f3f90f1c2d.png)
高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析摘要:随着国民经济水平的不断提高,人们对于其居住环境的要求也变得越来越高,错层式建筑越来越受到房地产企业的青睐,对高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能的分析成为了当前建筑工程的一项重要研究课题。
本文就某幢错层剪力墙结构的高层建筑为例进行探讨和分析,分析该工程建筑的抗震性能,提出相关的设计建议,提高错层剪力墙结构的质量,确保其抗震性能符合要求,推动我国工程建筑的发展。
关键词:高层建筑;错层剪力墙;结构;抗震性能Abstract: With the increasing levels of the national economy, the requirements for the living environment has become increasingly high, split-level building is increasingly favored by real estate enterprises, the split-level seismic shear wall structure of high-rise buildings the performance analysis has become an important research topic in the current construction projects. This article to explore and analyze shear wall structure of a building split-level high-rise buildings as an example, analysis of the seismic performance of the engineering and construction of the proposed design recommendations to improve the quality of the split-level shear wall structure, ensure the seismic performance to meet the requirements to promote the development of China's engineering and construction.Keywords: high-rise buildings; split-level shear walls; structure; seismic performance中图分类号:TU352.1+1文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)错层式建筑在空间设计上错落有致,在使用上也比较合理,为人们提供了更为舒适的居住环境。
基于性能的高层剪力墙结构抗震分析的开题报告
![基于性能的高层剪力墙结构抗震分析的开题报告](https://img.taocdn.com/s3/m/efc293ee0129bd64783e0912a216147917117e0c.png)
基于性能的高层剪力墙结构抗震分析的开题报告一、课题背景和研究意义随着城市化的加速和建筑技术的日益发展,高层建筑越来越成为城市建设的重要组成部分。
然而,地震等自然灾害对于高层建筑的安全构成了严重威胁。
因此,如何保障高层建筑的抗震性能成为了当前建筑工程的研究热点。
高层剪力墙结构是一种常见的高层建筑抗震结构,其具有较好的抗侧力能力、刚度和稳定性。
与此同时,由于其结构的特殊性质,剪力墙结构也存在着一些问题,如剪力墙的分布位置对结构安全的影响、构件可能出现的局部损伤等。
因此,对于高层剪力墙结构的抗震性能进行深入研究具有重要意义。
本项目旨在通过对高层剪力墙结构进行抗震分析,探究该结构的抗震性能及其影响因素,为高层剪力墙结构的优化设计提供参考。
二、研究目的和内容本项目的研究目的主要有以下几点:1.了解高层剪力墙结构的特点和优缺点;2.研究高层剪力墙结构在地震作用下的受力情况和变形特征;3.探究高层剪力墙结构内部构件的破坏机理和承载能力;4.分析高层剪力墙结构地震反应与其设计和建造参数之间的关系。
本项目的研究内容主要包括以下方面:1.建立高层剪力墙结构的有限元模型,进行地震分析;2.分析结构在不同地震波作用下的动力响应特性;3.探究高层剪力墙结构内部构件的应力分布和破坏机理;4.评估高层剪力墙结构的抗震性能,分析结构的抗震承载能力和抗震性能分级。
三、研究方法和技术路线本项目主要采用有限元数值模拟方法,基于ANSYS软件平台,建立高层剪力墙结构的三维模型,并进行地震动力响应分析。
具体技术路线如下:1.进行结构抗震性能分析前,首先需要进行结构动态特性分析。
使用ANSYS结构动力分析模块进行模态分析,确定结构自然振动频率及其振型;2.进行地震动力分析。
采用ANSYS Workbench中的Transient Dynamic模块,输入地震波基底加速度,进行结构响应分析;3.分析结构内部构件的应力分布和破坏机理。
根据有限元分析结果,进行结构内部构件的应力分析和破坏模式分析,探究结构内部构件的破坏机理;4.评估结构的抗震性能。
高层建筑混凝土墙体力学结构抗震性能分析
![高层建筑混凝土墙体力学结构抗震性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/4bff0d46d4d8d15abf234ec1.png)
高层建筑混凝土墙体力学结构抗震性能分析摘要:当前,如何提高高层混凝土建筑的抗震效果已经成为城市高层建筑物建设过程中广泛关注的问题,也是一个难以有效解决的问题。
想要提高高层混凝土建筑物的抗震效果,不仅仅需要从建筑物所在位置的地质构造入手,还要考虑建筑物所使用的建筑材料以及建筑物的结构特点。
因此,为了使得高层混凝土建筑物具有更强的抗震性能,需要对其结构进行科学合理的优化。
关键词:高层建筑;混凝土;墙体;抗震性能1 高层建筑混凝土墙体有限元模型1.1 混凝土材料本构模型为了方便分析高层建筑混凝土墙体结构的动力非线性时程和弹塑性,结合OpenSEES资料库,选择Concrete01作为混凝土墙体的本构模型。
通过Mander模型描述高层建筑混凝土墙体构件中存在的应变-应力关系。
根据约束状态不同的混凝土划分高层建筑混凝土墙体,将墙体分为弱约束混凝土、无约束混凝土和强约束混凝土3种类型。
Mander混凝土本构模型中应变与应力之间的关系曲线如下。
图1 应力与应变的关系曲线图1中,f'c0代表的是无约束混凝土墙体的峰值应力;f'cc代表的是约束混凝土墙体的峰值应力;εc0代表的是无约束混凝土墙体的峰值应变;εcc、εcu分别代表的是约束混凝土墙体的峰值应变和极限峰值应变;Ec代表的是弹性阶段混凝土的模量;Esec代表的是割线模量。
设fc代表的是应力与应变之间的关系,其计算公式为:(1)式中,参数x=εc0/εcc、Esec=f'cc/εcc、r=Ec/(Ec-Esec)。
通过Ken-park模型得到无约束混凝土前墙体的峰值应变εc0。
(2)约束混凝土墙体的峰值应力f'cc与混凝土有效约束面积、体积配箍率和箍筋形状有关,根据侧限有效应力f'l和无约束混凝土墙体的应力f'c0计算得到:(3)约束混凝土高层建筑墙体峰值应变εcc的计算公式为:(4)极限破坏应变εcu随箍筋和纵筋受分布、形状以及体积配箍率的变化而变化,εcu的计算公式为:(5)式中,Ks代表的是极限应变和峰值应变之间存在的比值系数。
剪力墙在高层建筑地震性能研究与评估
![剪力墙在高层建筑地震性能研究与评估](https://img.taocdn.com/s3/m/175a82a4b9f67c1cfad6195f312b3169a451eaaf.png)
剪力墙在高层建筑地震性能研究与评估引言随着城市建设的不断发展和人们对住房需求的增加,高层建筑的数量也在不断增加。
然而,高层建筑面临的地震风险也相应增加。
地震是一种自然灾害,对建筑结构造成严重的破坏和人员伤亡,因此,如何增强高层建筑的地震性能成为了一个重要的问题。
在高层建筑中,剪力墙是一种常用的结构形式,在地震中起到了非常重要的作用。
本文将对剪力墙在高层建筑地震性能研究与评估进行探讨。
剪力墙的定义与作用剪力墙是指由厚度较大的混凝土墙体构成的垂直支撑结构,用于抵抗侧向地震力。
通过在建筑结构中设置剪力墙,可以有效地抵抗地震引起的水平荷载,提高建筑结构的抗震能力。
剪力墙的工作原理主要可以分为两个方面。
首先,剪力墙的厚度和坐标位置可以有效地抵抗地震引起的水平荷载,从而降低结构倒塌的风险。
其次,剪力墙可以通过承担一部分水平荷载,减少其他结构构件(例如框架梁柱等)的受力,提高整体结构的刚度和稳定性。
剪力墙的研究方法对于剪力墙的研究与评估,一般可以采用多种方法。
下面将介绍几种常用的研究方法:1. 数值模拟方法数值模拟方法是一种基于计算机模型的研究方法,可以较为准确地模拟地震作用下的剪力墙行为。
通过建立剪力墙的三维有限元模型,可以研究剪力墙的受力性能、位移反应等重要参数。
数值模拟方法可以提供对剪力墙在地震作用下的力学行为的深入理解。
2. 室内试验方法室内试验方法是通过在实验室中搭建具有剪力墙结构的试验模型,对剪力墙在地震作用下的力学行为进行研究。
试验方法可以直接观察和测量剪力墙在地震作用下的位移、应力等参数,从而对剪力墙的抗震性能进行评估。
3. 实际工程观测方法实际工程观测方法是通过对实际建筑中的剪力墙进行监测与观测,对其在地震作用下的性能进行评估。
通过安装传感器等测量设备,可以实时监测剪力墙的位移、应力等参数,并与设计参数进行对比。
实际工程观测方法可以提供对剪力墙在实际工程中的抗震性能的直接评估。
剪力墙的评估指标对剪力墙的地震性能进行评估时,一般需要考虑以下几个重要指标:1. 位移指标剪力墙在地震作用下的位移是评估其性能的重要指标之一。
高层剪力墙结构抗震性能研究
![高层剪力墙结构抗震性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/cc2a334859fafab069dc5022aaea998fcc22400b.png)
127【摘要】城市人口的增多导致可利用土地面积减少,因此,为了使人们日益增加的居住需求得到满足,高层建筑结构得到了快速地发展,同时随着建筑高度的不断增加,对建筑结构的抗震性能和安全性能也有了更高的要求。
剪力墙结构由于具备较好的抗震性能,有着平面内刚度大和承载能力强等优点,所以被广泛运用在高层建筑当中。
在高层剪力墙结构抗震设计中,设计人员应该着重考虑如何提高剪力墙的抗震能力,使人们的人身、财产安全有所保障。
【关键词】高层;剪力墙结构;抗震性能【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.096为了保证高层建筑的抗震性和稳定性,设计人员应该加强对高层剪力墙结构抗震性能的研究和分析,并且能够根据不同地区的不同情况,对剪力墙结构的抗震性能展开不同的研究,以此来提高剪力墙结构的抗震性能,使剪力墙结构能够达到最理想的承载能力,保证人们的人身、财产安全。
文章通过对高层剪力墙结构抗震性能的分析和研究,提出了一些相关的设计思路供该类结构设计参考,使高层建筑的安全性和稳定性能够有所保证。
1、剪力墙结构概述剪力墙结构由于具备较好的抗震性能,且同时具有较好的抗侧刚度和稳定性,能够满足人们在正常使用时对舒适度的要求,因此剪力墙结构开始逐渐代替传统的框架结构被广泛地运用到高层建筑当中。
相较于传统的框架结构,剪力墙结构可以提供更大的侧向刚度,在水平荷载作用下使剪力墙承受剪力和弯矩,在相同的水平荷载的作用下,剪力墙结构产生更小的侧向变形,将剪力墙结构运用于高层建筑中具有更好的安全性能和抗震性能。
2、剪力墙结构的布置原则在高层剪力墙结构体系中,剪力墙承担了全部的竖向作用力和水平作用力,剪力墙结构的布置是否合理直接影响到建筑结构的抗震性能和安高层剪力墙结构抗震性能研究文/刘佳霞 湖南智谋规划工程设计咨询有限责任公司 湖南株洲 412400全性能;因此,设计人员在设计剪力墙结构的过程中,应保证剪力墙结构的设计符合剪力墙的布置原则,这样才能避免由于剪力墙结构的布置不合理而造成工程成本的浪费,并且降低了高层剪力墙结构的抗震性能和安全性能。
高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析
![高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析](https://img.taocdn.com/s3/m/284d6f9ed05abe23482fb4daa58da0116d171f45.png)
高层建筑错层剪力墙结构的抗震性能分析发布时间:2023-01-03T01:31:01.570Z 来源:《工程建设标准化》2022年9月第17期作者:李辉[导读] 近年来错层剪力墙结构已经被广泛运用,李辉广州名阳建筑设计有限公司第七所分公司广东.深圳 518000摘要:近年来错层剪力墙结构已经被广泛运用,但是因为该构造存有抗震层面的不利影响,限制了它应用。
下列重点以高层错层建筑作为研究对象,讲述结构错层针对剪力墙结构管理体系所形成的作用。
文中还依据具体工程施工流程讲述了错层剪力墙的结构方案,结构计算及抗震措施。
关键词:外观设计;错层剪力墙;结构;抗震等级;采取措施近些年人们人民生活水平日益提升,针对居住条件有了更高要求,错层式住宅因为具备空间上高低错落,应用上合理,在生活上舒适,日益被大众看好,这种错层式房屋多数为剪力墙。
而错层结构归属于不利于抗震的结构形式之一,错层剪力墙的出现促使剪力墙产生错洞墙状况,导致结构刚度不规整,给抗震带来了不良影响,尤其是对于平面不规则,扭转效用明显的错层结构,其结构损伤非常明显。
JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》(下称《高规》)提出高层建筑抗震设计中应尽量避免错层构造,并且对错层结构设计进行了相应的规定。
对于错层结构相关研究方向展开了介绍,并以一高层建筑错层剪力墙工程项目为例,对于错层剪力墙设计概念,模型运算抗震构造措施的设计方法展开了简要说明。
1、错层结构相关研究分析表明:对错层结构来讲,通常认为不利因素来源于两个方面:一是因楼层板切割成若干块并互相交叠布置,错层构件内部变形及内力比较大,进而减弱楼层板对结构整体上的协调力;另一种是楼板错层产生的影响,使错层相接处产生竖向的短预制构件,在同向承受力时可能会因错层构件刚度过大而发生内力集中的状况,对抗震不利。
短竖向构件问题多以双层框架剪力墙为研究主体,对抗震不利的震害体现也常见于双层架构内部。
针对剪力墙为主导承受力构件高层建筑来讲,规则错层对构造承受力作用比较有限,它的作用主要表现在两边存有错层连梁相连的墙体上。
高层剪力墙结构连梁抗震设计问题分析
![高层剪力墙结构连梁抗震设计问题分析](https://img.taocdn.com/s3/m/e3c2a3d66137ee06eff918d8.png)
高层剪力墙结构连梁抗震设计问题分析摘要:在高层建筑中,通常都会有剪力墙的设置,然而为了提高建筑物的抗地震能力,通常会在其中加上连梁结构,也就是说,连梁在建造时的好坏对建筑物的抗地震能力的强弱有着很大的影响。
在本篇文章中,我主要对于现阶段连梁中出现的几个问题做出讨论,并且提出合理的解决办法,供大家讨论以及采用。
关键词:剪力墙结构连梁抗震性脆性破坏Abstract: in the high-rise building, there is usually shear wall Settings, but in order to improve the building of the earthquake ability, usually in them and even the beam structure, that is, even the beam in the stand or fall of construction of building the strength of the ability of earthquake resistance has very big effect. In this article, I mainly for the present even beams made some problems in discussion, and puts forward the reasonable solution, for discussion and adoption.Key words: the shear wall structure vibration resistance of coupling beam brittle failure中图分类号:TU398+.2文献标识码:A 文章编号:引言:近几年,我们国家经济在飞速的发展,同时很多地方也越来的越城市化,这就使得在很多地方都开始建造并使用高层的建筑。
高层建筑结构抗震性能分析与优化
![高层建筑结构抗震性能分析与优化](https://img.taocdn.com/s3/m/90e7a7ea185f312b3169a45177232f60dccce769.png)
高层建筑结构抗震性能分析与优化摘要:本论文旨在对高层建筑的结构抗震性能进行分析与优化。
通过对抗震性能相关参数进行评估和研究,我们可以更好地了解高层建筑在地震条件下的行为。
首先,我们回顾了现有的抗震设计准则和方法,并对其中存在的不足进行探讨。
接着,我们介绍了一种基于最优化理论的抗震性能优化方法,旨在提高结构的稳定性和耐震能力。
最后,我们通过数值模拟和实例分析验证了该方法的有效性和实用性。
本研究为高层建筑的抗震设计和优化提供了有益的参考和指导。
关键词:高层建筑、结构抗震性能、最优化、稳定性、耐震能力引言:高层建筑在地震中的安全性一直备受关注。
然而,传统的抗震设计准则和方法存在着一些不足。
因此,本论文旨在通过对高层建筑结构抗震性能的分析与优化,提供一种更有效的解决方案。
我们将回顾现有准则的局限性,并引入基于最优化理论的新方法,以提高结构的稳定性和耐震能力。
通过数值模拟和实例分析,我们将验证该方法的实用性和有效性。
这项研究将为高层建筑的抗震设计和优化提供有益的参考,以确保建筑物在地震中的安全性。
一高层建筑抗震性能评估与现有准则的分析高层建筑在地震中的抗震性能评估是确保建筑结构安全的重要环节。
为了提高高层建筑的耐震性能,研究人员和工程师们一直致力于制定和遵守一系列抗震设计准则和规范。
然而,随着工程技术的不断进步和地震工程研究的深入,一些传统的抗震准则和方法可能已经不能完全满足高层建筑复杂的抗震需求。
在进行高层建筑抗震性能评估之前,首先需要对现有的抗震设计准则和方法进行全面的分析。
这样可以更好地了解这些准则的原理、应用范围以及可能存在的局限性。
常见的抗震设计准则包括建筑抗震设计规范、地震动参数规定以及抗震结构设计原则等。
这些准则为高层建筑的抗震设计提供了一定的指导,但在实际应用中仍然存在一些挑战。
在分析现有抗震准则时,我们需要关注以下几个方面:(一)准则适用性:现有的抗震准则是否适用于高层建筑,能否覆盖不同类型和高度的建筑结构。
高层剪力墙体系隔震设计与分析
![高层剪力墙体系隔震设计与分析](https://img.taocdn.com/s3/m/44b09c2d6fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64d90.png)
高层剪力墙体系隔震设计与分析高层剪力墙体系隔震设计与分析摘要:随着城市化进程的不断推进,高层建筑在城市中的地位和数量日益增加,尤其是在地震频繁的地区,对高层建筑结构的抗震性能要求越来越高。
高层剪力墙体系作为一种常见的结构形式,其抗震性能关乎建筑物及其内部人员的生命安全以及财产安全。
本文通过对高层剪力墙体系的隔震设计与分析进行研究,旨在为高层建筑的抗震设计提供一定的参考。
1. 引言隔震设计是针对结构在地震或其他外部荷载作用下的抗震设计方法,通过应用隔震技术,可以将地震能量的传递和破坏大幅减小,保护建筑结构的完整性和安全性。
高层剪力墙体系作为一种传统的结构形式,具有较好的抗震性能,但在剧烈地震时仍然面临较大的风险。
因此,结合隔震技术对高层剪力墙体系进行设计与分析具有重要意义。
2. 高层剪力墙体系的隔震设计思路在高层剪力墙体系的隔震设计中,需考虑以下几个因素:1)选择合适的基础隔震设备,如铅芯橡胶隔震支座、球形隔震支座等;2)确定合理的剪力墙布置方式,以提高抗震性能;3)设计合理的隔震支座布置方案,以确保结构的稳定性;4)考虑隔震设备的可靠性和使用寿命。
3. 高层剪力墙体系的隔震设计方法在高层剪力墙体系的隔震设计中,可采用地震位移反应谱法进行分析和设计。
具体步骤包括:1)根据地震设计参数和建筑用途确定设计地震动参数;2)布置剪力墙和隔震支座,并进行结构模型建立;3)利用地震位移反应谱进行地震响应时程分析;4)根据设计地震位移反应谱和材料性能分析结构的隔震性能。
4. 高层剪力墙体系的隔震分析和优化高层剪力墙体系的隔震分析需要考虑结构的动力特性、隔震支座的刚度和阻尼特性等因素。
可以通过调整隔震支座的刚度和阻尼参数,改变结构的动力特性,从而达到优化设计的目的。
此外,还可采用参数分析方法,通过对不同设计变量进行分析,找到最佳的隔震设计方案。
5. 结论通过对高层剪力墙体系的隔震设计与分析研究,可以提高高层建筑的抗震性能,减小地震对建筑结构的破坏,保护人员的生命安全和财产安全。
某高层住宅错层剪力墙结构设计体会
![某高层住宅错层剪力墙结构设计体会](https://img.taocdn.com/s3/m/f2c18f6e011ca300a6c390ff.png)
1 500
2 100
2 100
900
厨房
观景阳台
图1 200
标准层局部具体剖面图 (mm )
570
18.000
餐厅
客厅
2 330
(7F)
A3 跃下
3 480770450 源自50防护拦杆3 000
1 500
客厅
2 330
唱小强
某高层住宅错层剪力墙结构设计体会
本刊 E-mail:bjb@sxinfo.net
科技情报开发与经济 文章编号: 1005-6033 (2011 ) 04-0202-03
SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY
20 11 年
第 21 卷
第4期
收稿日期:2011-01-10
水—水直接换热系统的稳定性与经济性分析
程天晏
(太原市广播电视安全播出保障中心, 山西太原, 030024 )
地震影响因数最大值 0.12×2.75=0.33, 并将剪力墙和框架的抗震 等级定位四级, 其余参数同 CQC 法的取法, 按总刚法进行计算, 查看在中震下错层墙是否破坏, 部分墙体不会出现剪切破坏, 经 计算错层处墙体在中震下完好, 没有屈服 , 其余一般部位墙体也 未出现剪切破坏。
5
弹性动力时程分析
均 为 3 m, 总高度 为 78.47 m, 地下 3 层, 地 下 3 层 均 为 核六 级 甲 类二等人员掩蔽所。本工程抗震设防烈度为 7 度, 设计基本地震 加速度为 0.15g, 场地类别为 II 类, 抗震设防类别为丙类 (标准设 防 类) , 属 于建 筑 抗 震 有 利 地 段 , 基 本 风 压 为 0.65 kN/m , 设计使 用年限为 50 年, 结构安全等级为二级, 基础采用梁筏基础。住宅 地上每隔 9 m 一 个 平层 , 客 厅 层 高 4.5 m, 卧 室 层 高 3 m, 上下层 之间用室内楼梯相连, 标准层局部具体剖面图见图 1。
浅析高层剪力墙结构的抗震设计要点
![浅析高层剪力墙结构的抗震设计要点](https://img.taocdn.com/s3/m/7ca5662ba9114431b90d6c85ec3a87c240288a8a.png)
浅析高层剪力墙结构的抗震设计要点摘要:近年来我国城镇化进程推进迅速,在日益紧张的城市里,为有效解决密集人口的居住,大量住宅采用高层剪力墙结构,提供更多的居住空间,缓解城市居住压力。
高层建筑受地震的影响更加敏感,更容易受到地震危害,因此,在高层建筑的抗震设计上,更要严格按照抗震设计规范和相关标准进行,且强化细部节点的抗震设计,提高高层剪力墙结构的整体抗震性能,降低地震对于人们生命财产的破坏力。
关键词:高层;剪力墙结构;抗震设计引言在高层建筑中,多采用剪力墙结构,即利用钢筋混凝土墙来做主要受力结构,承受竖向荷载,抵抗水平荷载,保证整体建筑结构的安全。
高层建筑采用剪力墙结构能够有效控制水平位移,在地震作用时,能够防止水平方向位移变化而造成结构破坏,影响整体结构安全。
因此,在进行结构设计时,要以此为主导,在构件上通过设计整体墙或连肢墙体等来优化受力性能;在设计理念上通过加强底部塑性铰区、强剪弱弯等结构设计,优化抗震设计方案,尽最大程度的来保证高层剪力墙结构的抗震性能。
1通过构件来优化高层剪力墙结构的抗震性能1.1连肢墙在剪力墙结构的门窗洞口部位,洞口上下的连梁是结构抗震的重要部位,同时洞口将剪力墙整体分为墙肢,根据“强肢弱梁”“强剪弱弯”的设计原则,也就是在地震时利用连梁的先行破坏来吸收地震能,延缓两侧墙肢的破坏进程,因此,在高层剪力墙结构设计中,连肢墙和连梁的结构设计要通过计算和优化,确保地震发生时,即便连梁发生破坏,两侧连肢墙仍然能够继续承载,保证剪力墙结构的安全。
1.2连梁高层剪力墙结构设计中,连梁的作用较为关键,一方面要配合连肢墙,提前消耗地震能;另一方面要保证连梁自身质量,避免过早破坏而影响结构安全。
在具体方案设计时,为有效提高连梁的强度,首先,在材料上,选择钢筋混凝土作为连梁施工的原材料,同时利用钢筋混凝土楼板结构来作为连梁结构的边缘材料,提高连梁结构的强度,优化连梁后续的工作性能。
其次,在连梁的配筋设计上,通过科学计算来确定合理配筋率,盲目的增加连梁配筋无法有效提高连梁的抗震性能,且容易造成材料浪费。
高层框架剪力墙结构的抗震性能优化分析
![高层框架剪力墙结构的抗震性能优化分析](https://img.taocdn.com/s3/m/2f24fa9fa48da0116c175f0e7cd184254b351b01.png)
Construction & Decoration166 建筑与装饰2023年4月上 高层框架剪力墙结构的抗震性能优化分析李安琪广州市设计院集团有限公司 广东 广州 510620摘 要 为适应高层建筑多层次化、功能综合化的发展,建筑结构形式在实际中需不断优化设计,而框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,应用广泛。
本文通过对框架剪力墙结构的特性进行分析,阐述其抗震设计要点,据此提出相应的优化设计措施,提高框架剪力墙结构的抗震性能。
关键词 高层建筑;框架剪力墙结构;抗震性能;优化设计Analysis of Earthquake Resistant Performance Optimization of High-Rise Frame Shear Wall StructureLi An-qiGuangzhou Design Institute Group Co., Ltd., Guangzhou 510620, Guangdong Province, ChinaAbstract In order to adapt to the development of multi-level and comprehensive functions of high-rise buildings, the architectural structure form needs to be continuously optimized and designed in practice, and the frame shear wall structure combines the advantages of frame structure and shear wall structure, and is widely used. This paper analyzes the characteristics of frame shear wall structure, expounds its earthquake resistant design points, and proposes corresponding optimization design measures to improve the earthquake resistant performance of frame shear wall structure.Key words high-rise buildings; frame shear wall structure; earthquake resistant performance; optimization design引言框剪结构是现代高层建筑工程中一种常见的结构形式,结合了框架结构和剪力墙结构的优点,即能够共同承受水平及竖向荷载、灵活布置大面积空间和满足建筑多功能的需求。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
![剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/bfc5aa16a4e9856a561252d380eb6294dc88227d.png)
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
剪力墙结构是一种常用的高层建筑结构形式。
其具有结构简单、承载能力强等优势,
在高层建筑结构设计中被广泛应用。
首先,剪力墙结构适用于高层建筑的抗震设计。
高层建筑面临着超出普通建筑的地震
破坏风险,需要更加牢固的构造以保障建筑的安全性。
剪力墙结构由于采用了大面积的钢
筋混凝土墙体来承受地震力,比传统的框架结构更为牢固。
有研究表明,相同楼层高度下,采用剪力墙结构的建筑的抗震性能比框架结构提高了40%以上。
其次,剪力墙结构能够有效降低建筑的振动和噪音。
高层建筑在风力和行人活动的影
响下会产生很大的振动,影响建筑的使用寿命和人员的舒适性。
剪力墙结构由于采用了大
面积的墙体,能够起到减震减振的作用;同时,墙体还可以起到隔音的作用,使建筑内部
更加安静。
另外,剪力墙结构能够提高建筑的空间利用率。
剪力墙结构的墙体不仅能够起到支撑
结构的作用,还可以充当室内隔墙,节约空间;而传统的框架结构需要独立的柱子和梁,
会占据更多的空间,限制建筑的设计和使用。
最后,剪力墙结构施工周期短,能够大幅缩短建筑工期。
剪力墙结构采用模块化设计,使墙体得以预制,并且安装过程非常简单,可以快速地完成施工。
相比较传统的框架结构,剪力墙结构节约了大量的施工时间和人力资源。
高层剪力墙结构案例分析计算
![高层剪力墙结构案例分析计算](https://img.taocdn.com/s3/m/29edd4cbb7360b4c2e3f64e9.png)
高层剪力墙结构案例分析计算发表时间:2017-10-30T09:00:11.840Z 来源:《基层建设》2017年第20期作者:李春智[导读] 摘要:通过对同一工程竖向构件进行调整,分别计算其抗震性能,综合两次计算结果,对高层建筑工程的安全适用性和经济合理性进行比较分析。
滨州市建筑设计研究院山东滨州 256600摘要:通过对同一工程竖向构件进行调整,分别计算其抗震性能,综合两次计算结果,对高层建筑工程的安全适用性和经济合理性进行比较分析。
关键词:剪力墙结构,抗震性能,经济合理性在目前城市建设用地越来越紧缺,旧城改造步伐不断加快的背景下,高层住宅已经成为一种趋势,特别是在土地资源相对更为稀缺的市中心,高层住宅的集群效应将更为突出。
开发高层住宅的优势是显而易见的,一是容积率比较高,同一地块能多盖房子,经济效益好,这点最重要;二是视野开阔,通风采光好,噪音和空气污染比较少;三是出入口集中,便于进行物业管理,比较安全;此外,现在的高层住宅往往楼间距比较大,可以腾出面积来做绿化和其他配套。
伴随着我市房地产行业的快速发展,城市建设行业的规划、建设水平有了很大的提高,高层住宅已在二、三线城市大量建设,在高层住宅中最主要的就是剪力墙结构(由剪力墙同时承受竖向荷载和侧向力的结构)。
在剪力墙结构房屋中,剪力墙一般沿建筑物纵向、横向正交布置,它与水平向布置的楼盖结构组成一个具有很多竖向和水平向交叉横隔的空间盒子结构,因而具有刚度大,整体性强、侧向位移小、抗震性能好等优点;剪力墙结构的适用范围很大,从十几层到三十几层都很常见,它常被用于高层住宅和高层旅馆建筑中,因为这类建筑物的隔墙位置较为固定,布置剪力墙不会影响各个房间的使用功能,而且在房间内没有柱、梁等外凸构件,既整齐美观,又便于室内家具布置。
剪力墙结构不可避免的也存在一些缺点,由于多为小开间,建筑隔墙多为剪力墙,虽然可以采用较薄的楼板,但墙体太多,混凝土和钢筋用量增多,材料的强度得不到充分利用,既增加了结构自重,又限制了建筑的灵活多变;由于剪力墙结构的自重大,会带来较大的地震反应,无形中增加了上部结构与基础造价。
高层住宅剪力墙结构布置研究及其抗震性能
![高层住宅剪力墙结构布置研究及其抗震性能](https://img.taocdn.com/s3/m/1599f49085868762caaedd3383c4bb4cf7ecb7a8.png)
高层住宅剪力墙结构布置研究及其抗震性能摘要:社会发展水平的不断提升为我国建筑企业发展带来更多机会,但是随着人们生活水平的不断提升,居民对高层建筑的建设质量和美观性提出了更高要求,尤其是安全性和稳定性更是受到高度关注,剪力墙结构作为高层住宅的主要组成部分容易受到风载荷和地震等因素影响,因此如何进行科学合理的结构布置研究和抗震性能提升是现阶段发展研究重点,本文详细讨论了结构设计原则和要点,分析结构抗震性能,为后续发展提供参考。
关键词:高层;剪力墙;住宅;设计;分析引言随着我国经济建设水平的不断提升和城市化建设进程的不断推进,建筑企业发展进入高峰阶段,面临许多机遇但是与此同时受到经济发展影响,建筑企业竞争压力不断提升,如何以最小面积建设功能更加全面,居住体验更好的建筑是现阶段提升核心竞争力的重点关注内容,高层建筑作为主要建筑形式安全性、稳定性,美观性是建设重点,相对中低层建筑来讲,高层建筑对地基质量要求更高,建筑质量更难保障,尤其是抗剑抗震性能作为与建筑质量直接相关的参数受到高度重视。
因此,本篇文章重点探讨了高层住宅剪力墙结构布置和抗震性能研究,为后续发展提供参考。
1剪力墙结构设计的原则1.1轴线的双向布置剪力墙结构设计作为高层住宅建筑结构设计的重要组成部分与最终建设质量联系紧密,具体设计时必须遵循原则和行业规范。
首先工作人员进行剪力墙结构设计,尽量避免单向的墙体结构,这种结构稳定性相对较差,而且抗侧拉强度薄弱,不能更好为建筑提供支撑,建议选用双向布置形式,确保结构对称,整体稳定性更好。
具体设计包括各个门窗的对称设计,尽量不选择不规则结构,这样才能够更加准确清晰的计算应力分布情况,确定剪力墙结构。
最后需要注意的是,进行剪力墙结构设计要考虑高层建筑的剪力墙长度,如果长度过长需要开设洞口,均匀分布。
1.2剪力墙在建筑内的结构分布竖向的剪力墙分布应该与建筑物的整体高度相应和,因此剪力墙设计工作要首先考虑建筑层高,了解竖向力分布情况。
错列剪力墙结构与框架结构抗震的对比实验分析
![错列剪力墙结构与框架结构抗震的对比实验分析](https://img.taocdn.com/s3/m/6c8894413d1ec5da50e2524de518964bcf84d2cb.png)
错列剪力墙结构与框架结构抗震的对比实验分析肖峰;吕晓寅;梁笑天;裴超;英明鉴;方纪平【摘要】介绍了一种高层建筑当中的新兴结构体系——错列剪力墙结构.为分析错列剪力墙结构和传统框架结构的抗震性能,分别设计制作了两个错列剪力墙结构和传统框架结构的实物模型.利用小型振动台对这些模型进行模拟地震振动实验.得出了错列剪力墙结构和传统框架结构在地震作用下结构的动力反应特征.实验结果表明:在各级地震波作用下,错列剪力墙结构的地震响应均比传统框架结构的地震反应小,说明了错列剪力墙结构相对于框架结构具有更加良好的抗震性能.%A new type of structural system in which a high-rise buildings-staggered shear walls structure isrndescribes. In order to analyze the seismic performance of shear wall structure and the frame structure, two physical models of the staggered shear wall structure and the frame structure are designed: then did shaking experiments by using small shaking table in these models: got the dynamic response characteristics of the staggered shear walls structure and the frame structure. The result of the experiment shows: the seismic response of the staggered shear walls structure is smaller than the seismic response of the frame structure. It shows that staggered shear walls structure with better seismic performance than the frame structure.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)016【总页数】4页(P3885-3888)【关键词】错列剪力墙结构;抗震性能;框架结构;振动台模型实验;地震模拟【作者】肖峰;吕晓寅;梁笑天;裴超;英明鉴;方纪平【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TU352.11错列剪力墙结构的概念最早是在20世纪80年代由印度的 K.N.V.Prasada Rao 和K.Seetharamulu[1]提出来的,并对错列剪力墙结构的分析方法和受力特点进行了研究。
高层建筑框架-剪力墙结构的抗震受力分析
![高层建筑框架-剪力墙结构的抗震受力分析](https://img.taocdn.com/s3/m/0ef5ac20c381e53a580216fc700abb68a982adb3.png)
高层建筑框架-剪力墙结构的抗震受力分析摘要:高层建筑框架-剪力墙结构是现代建筑领域中的主力结构之一,在抗震设计中,其具有很强的抗震能力和优异的受力特性,其能够减缓建筑物因为地震引起的摇晃,保障建筑物的结构稳定。
在抗震受力分析中,关键在于抗震墙的设置和力学性能,基于此,本文从抗震安全性、受力特征及构造形式等多个角度,对该结构体系的抗震受力特性进行了详细剖析,为相关从业者提供一些参考。
关键词:高层;框架剪力墙;抗震设计;受力分析引言:普通钢结构在一定程度上具有抗震安全性,但是其抗震能力与高层建筑庞大的受力面积相比较则显得相对薄弱。
而框架-剪力墙结构则通过其接受水平荷载的构造设计,能够使大楼整体上承受水平力和瞬变载荷时的抗震性能得到切实的提升,满足了建筑物的安全性要求。
1、高层框架-剪力墙结构抗震受力分析1.1抗震设计基础抗震设计基础是指设计建筑物的抗震性能和抗震能力所依据的基础。
通过地震地质调查等手段,确定建筑所处地区的地震烈度、基础土质状况,以及其他各种地震相关参数。
在此基础上,确定建筑的抗震等级和安全系数,进而制定相应的抗震设计准则。
1.2结构布局设计根据抗震设计基础,合理确定建筑的结构布局和构造形式。
在框架-剪力墙结构中,框架是负责承受横向地震作用的承载系统,设计时需要考虑每个框架层的布置、尺寸和位置,并需要满足抗震等级和安全系数的要求。
剪力墙是作为建筑物的主要纵向抗震承载系统,在结构布局设计中需要考虑剪力墙的位置、大小、厚度和形状等参数。
在结构布局设计中通常采用墙板、楼板、框架柱、斜撑和钢筋混凝土支撑等方式,将各个楼层的结构件连接成一个整体,以增加整个结构的刚度和稳定性。
同时需要考虑建筑物在地震中出现的侧向位移或变形,因此需要增加建筑物的抗侧移能力、具有一定的变形缝和柔性节点,以减少地震造成的损伤和破坏。
1.3框架结构的抗震特性分析框架结构的抗震特性需要考虑框架的刚性、层间的相对位移、楼层的柔性以及节点的承载能力等因素。
某高层剪力墙结构减隔震设计与分析
![某高层剪力墙结构减隔震设计与分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ee94b41d0740be1e650e9ab0.png)
某高层剪力墙结构减隔震设计与分析【摘要】高烈度地震区,某高层剪力墙结构采用橡胶支座的减震隔震技术,通过有限元分析软件ETABS对其进行动力性能分析,得出与非隔震剪力墙结构相比,底层隔震剪力墙结构的周期延长,层剪力,位移,底层轴力均变小。
说明采用隔震支座能有效地减小水平地震作用对结构的不利影响,提高了结构的安全性。
【关键词】隔震支座;抗震设计;隔震设计;1 工程简介1.1 工程介绍该建筑采用剪力墙形式,地上13层,顶层层高3.4 m,其余层层高3m。
基础顶设隔震层,层高1.3m。
建筑总高度为40.7m。
本工程抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度峰值为0.30 g,设计地震分组第一组,Ⅲ类场地,场地特征周期0.45s。
建筑类别为乙类,属于重点设防类,结构设计使用年限为50年。
设计基本地震分组为第一组,场地不存在液化土层,场地为对建筑抗震一般地段。
基本风压按50年一遇的基本风压采用,取ω=0.45 kN/m2 ,地面粗糙度B类。
本项目隔震设计方案采用基础隔震,隔震层由转换梁和短柱构成,支座选型依据支座反力,采用型号为10个JZY420X193;30个JZY520X212;12个JZY1Q520X212;10个JZY620X218的橡胶隔震支座(其中JZY为无铅型建筑隔震橡胶支座,JZY1Q为铅芯型建筑隔震橡胶支座)。
1.2 有限元计算模型采用有限元程序ETABS对该建筑结构进行模型建立和动力分析,模型中梁、柱采用杆单元模拟,楼板采用膜单元模拟,墙采用壳单元模拟,材料选混凝土C30,建筑结构抗震设计基础采用6个方向支点约束;建筑结构隔震设计基层支座采用塑性连接单元Isolator1来模拟,其在ETABS程序中需要定义弹性刚度、屈服后刚度比和屈服荷载。
1.3 模态分析利用Ritz向量法分别对隔震结构和抗震结构进行动力分析,分别求出前20阶的阵型和周期,比较前三阶周期(表1),多遇地震下隔震结构周期是抗震结构周期的3倍多,有效避开地震地面运动的主要携能频带范围,隔震层在罕遇地震时,变形增大,刚度减小,基本周期将进一步延长,减少传入上部结构的地震响应,达到很好的隔震效果[1,2]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第23卷第2期 2015年4月安徽建筑大学学报Journal of Anhui Jianzhu UniversityVol.23No.2 Apr.2015 收稿日期:2015-01-17作者简介:李 跃(1990-),男,硕士生,主要研究方向为混凝土结构理论及其应用。
DOI:10.11921/j.issn.2095-8382.20150205某带错层高层剪力墙结构的抗震性能分析李 跃1, 林宝新1,2, 陈 明1(1.安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥 230022;2.安徽建筑大学建筑设计研究院安徽合肥 230022)摘 要:以某带错层的高层剪力墙结构为例,对错层特点进行了论述,并通过对该结构在多遇地震下的弹性计算和罕遇地震下的弹塑性分析,检验其抗震性能。
结果表明,结构整体具有较好的承载和变形能力,能够达到期望的性能指标,供类似工程参考。
关键词:剪力墙结构;错层;侧向刚度;弹塑性分析中图分类号:TU411.01 文献标识码:A 文章编号:2095-8382(2015)02-023-07Seismic performanceAnalysis of a High-rise shearwall structure with staggered floorLI Yue1, LIN Baoxin1,2, CHEN Ming1(1.School of CivilEngineering,Anhui Jianzhu University,Hefei 230022,China;2.The Architectural Design And Research Institute of Anhui Jianzhu University,Hefei 230022,China)Abstract:A high-rise shear wall structure with staggered floor was taken for example to test its seismicperformance by elastic calculation under frequent earthquake and elastic-plastic analysis under rareearthquake,The results show that the high-rise shear wall structure with staggered floor have goodbearing and deformation capacity to achieve desired performance goals.The results will provide areference for similar projects.Key words:shear wall structure;staggered floors;lateral stiffness;elastic-plastic analysis0 引 言住宅和商业集于一体的建筑,因使用功能和层高要求的不同,往往在交界部位出现错层。
错层结构是一种抗震不利的结构形式,《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)10.4.1条规定:“在抗震设计时高层建筑宜避免错层”[1]。
带错层的结构由于楼板不连续,削弱了楼板的整体协调作用,同时在错层处易形成竖向短构件,如矮墙、短柱在受力过程中因抗侧刚度大而产生应力集中形成薄弱部位。
目前国内外带错层的结构较多,但对带错层剪力墙的结构研究较少[2-9]。
《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)3.6.2条规定:“不规则且具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏的建筑结构,应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析”[2]。
1 工程实例1.1 工程概况合肥滨湖某小区11#住宅楼,地下1层,地上34层,建筑总高度为98.6m,位于地下车库中部,主楼地下室与大地下室存在错层,大地下室层高3.7m,主楼地下室层高5.7m;住宅标准层层高2.9m,商业层高分别为4.2m、4.5m,住宅4层与商业3层为同一楼层,为框支转换所在楼层,结构平面、剖面如图1、2。
工程安全等级为二级,抗震等级为二级,错层处和框支转换处的抗震等级为一级,7度抗震设防,设计基本地震加速度为0.1g,地震分组选用第一组,场地类别Ⅱ类,特征周期0.35s,基本风压0.40kN/m2。
1.2 结构的不规则性(1)平面不规则:该结构地下室顶在主楼周边存在错层、上部结构在商业与住宅交界处存在错层,楼板不连续;(2)扭转不规则:考虑偶然偏心,在规定水平力作用下楼层最大位移比大于1.2;(3)竖向不规则:商业3层处存在端部转换,竖向构件不连续。
根据文献[3],该结构存在三项不规则,为特别不规则结构,应判定为超限高层建筑工程。
图1 二层结构平面布置图图2 A-A剖面图1.3 抗震性能目标根据“三水准两阶段”抗震设防原则,为保证建筑物“小震不坏,中震可修,大震不倒”,进行小震下的弹性分析,大震下的变形验算,以实现三水准的基本设防要求[2]。
根据该工程特点,结合抗震性能化设计理念,按《高规》选用等级为C的性能目标,详见表1,其中框支柱、框支梁按“关键构件”设计[1]。
表1 抗震性能目标抗震目标多遇设防烈度罕遇总体(性能水准)[1]无损坏(1)轻微损害,可修复(3)不可倒塌(4)错层墙及底部加强区剪力墙弹性抗剪弹性,抗弯不屈服不发生剪切破坏一般剪力墙弹性抗剪弹性,抗弯不屈服部分中度损坏连梁弹性抗剪不屈服,抗弯部分不屈服部分严重损坏框支柱、框支梁弹性抗剪弹性、抗弯弹性不屈服2 多遇地震下的弹性分析采用SATWE程序对结构进行整体分析。
采用以下三种建模方式,如图3。
模型一:将错层楼板分开进行输入即板1~5依次作为计算层①~⑤,层高分别为3.7m、2m、2.9m、1.3m、1.6m;其余楼板计算层按层高2.9m分别正常输入,计算层共37层;模型二:输入板2同时下沉板1作为计算层①,层高5.7m;输入板3同时上抬板4作为计算层②,层高2.9m;其余楼板计算层按层高2.9m分别正常输入,计算层共35层;模型三:输入板2同时下沉板1作为计算层①,层高5.7m;输入板3作为计算层②,层高2.9m;输入板5同时下沉板4作为计算层③,层高2.9m;其余楼板计算层按层高2.9m分别正常输入,计算层共35层。
本工程带错层,根据《高规》10.4.3条要求:“错层结构中,错开的楼层不应归并为一个刚性楼板,计算分析模型应能反映错层影响”[1],即采用42安徽建筑大学学报 第23卷模型一建模方式,文中弹性时程分析和弹塑性分析也应按此模型计算。
但《高规》、《抗规》对嵌固端和转换层刚度比有要求,规范概念的刚度比对错层结构如何计算是困扰工程界一大难题,为此补充模型二、三建模方式进行计算。
上述三种模型均采用刚性楼板假定,连梁折减系数为0.7,结构阻尼比为5%,各模型整体分析的主要计算结果见表2。
图3 模型简图表2 三种模型计算结果周期/sT1(Y向平动)T2(X向平动)T3(扭转)最大层间位移角X向Y向楼层最大位移比X向Y向模型一3.0515 2.7970 2.0102 1/1257(17F)1/1006(24F)1.19(5F)1.31(7F)模型二3.0346 2.7838 2.0024 1/1285(15F)1/1007(23F)1.39(2F)1.45(2F)模型三3.0345 2.7775 2.0023 1/1286(15F)1/1006(23F)1.20(3F)1.31(5F) 注:表中括号内楼层号为计算层号。
由表2看出:对局部错层当采用不同建模方法对结构整体计算结果没有太大影响,模型一的周期比模型二、三的略大。
目前,对高层建筑结构的层侧向刚度常采用下式计算:Ki=Vi/Δi(1)式中:Ki为i层侧向刚度;Vi为在水平地震作用(外侧力)下的的i层剪力;Δi为在外侧力作用下i层相对于i-1层的层间位移。
但对错层结构,楼层竖向构件除正常层高墙柱外,还含错层处矮墙柱、大于正常层高的穿层柱,层侧向刚度按式(1)也难以计算。
文献[8]提出了一种近似计算错层刚度的方法———“等效柱法”,但对于错层处的层刚度计算,上述非错层墙柱、错层处矮墙柱、跨越错层板的穿层柱应为同层平行的“并联柱”,其总侧移刚度如何计算目前尚无有效办法。
下面就带错层结构的刚度计算做出一些探讨。
3 结构的刚度比计算3.1 剪力墙竖向构件刚度对比结构上部在8.7m标高以下商业与住宅交接处有三道墙存在错层情况,详见图1。
为了研究错层处和非错层处墙体的刚度特点,选取错层处层高1.6m的剪力墙肢Q1和非错层处层高2.9m的剪力墙肢Q2进行对比。
如图4设一墙体高度为h,宽度为b及截面厚度t,墙两端的转动假定为无限刚约束,在单位水平力作用下该墙体的弯曲、剪切变形如下式(2)、(3):δb=h312EI=1Et·hbh()b2(2)δs=ξhAG=1Et·hb·3(3)式中:E为弹性模量,G为剪变模量G=0.4E,A为墙水平截面面积,ξ为截面剪应力,不均匀系数取1.2。
在单位水平力作用下墙体顶端的总变形为δ=δb+δs,则该墙体的侧移刚度如下式:K=1δ=Et(h/b)h/()b 2 +[]3(4) 对选取的两片墙体宽度b=3.5m,厚度t=300mm,仅高度h不同分别为1.6m、2.9m,将参数带入(4)式可算出墙体Q1和Q2刚度分别为:52 第2期李 跃,等:某带错层高层剪力墙结构的抗震性能分析图4 单位力作用下墙体变形KQ1=0.66×107 KN/M,KQ2=0.32×107 KN/M。
通过上述单片墙体侧移刚度计算,可以看出同样厚度、宽度的剪力墙在错层处的刚度要大于非错层处,本算例错层处墙体刚度约为非错层处墙体刚度的2倍。
3.2 地下室顶存在错层的剪切刚度计算本工程地下室顶作为嵌固端,根据相关规范,采用筏板基础的结构嵌固端与上一层的剪切刚度比不宜小于1.5,模型计算时嵌固端取不超过两跨的地下室范围。
采用文中模型一~三计算,得到嵌固端剪切刚度比如表3。
从表3看出:模型二、三的嵌固端刚度比即计算层①与计算层②刚度之比;模型一的嵌固端刚度比为计算层②与计算层③之比,但计算层②四周地下室外墙为2m层高,中间均为5.7m跃层墙,程序计算未考虑竖向构件的实际高度,且未包含主楼范围外地下室部分,不符合实际情况;模型二、三采用SATWE程序似乎可以计算,但计算出的刚度有一定的误差,实际结果失真。
表3 不同模型嵌固端刚度比模型一模型二模型三嵌固端刚度比X向2.6 1.1 0.75Y向2.5 0.95 0.79 为避免误判,本文提出计算刚度比简便实用方法,即用面积加权平均值计算层高。