钢框架-混凝土剪力墙结构设计应用
钢筋混凝土框架-剪力墙结构施工方案
钢筋混凝⼟框架-剪⼒墙结构施⼯⽅案施⼯组织设计(钢结构部分)1. 钢结构⼯程概况1.1 ⼯程概况1.1.1 ⼯程概况与特点XX位于XX园内,规划⽤地⾯积20650m2,占地12000 m2,总建筑⾯积21882 m2(含风⾬跑道1590m2)。
建筑物⾼度为28.2m,地下⼀层(局部设地下夹层),地上三层。
东西宽107.17m,南北长190.12m。
建筑物东西两侧分别有⼆个露天风⾬跑道。
该⼯程为钢筋混凝⼟框架-剪⼒墙结构,屋⾯⽀撑体系:钢屋盖由⼆榀东西向的双曲⾯圆弧拱架和⼗榀南北向的马鞍形管桁架式钢屋架组成,⼗榀钢屋架吊挂于⼆榀主拱架下。
看台周边半径38.2m 圆周上分别布置有圆形钢筋混凝⼟柱,混凝⼟柱之间设有钢筋混凝⼟圆弧梁,钢屋架⽀撑在钢筋混凝⼟圆弧梁上,标⾼随屋⾯马鞍形位置不同⽽变化,钢屋架由连系桁架LXHJ1~5联成⼀体。
钢屋架从钢筋混凝⼟圈梁⽀撑点向外逐渐向⾼悬挑,最后由外环桁架梁联成⼀体,⾼挑部分构件为⼯字钢I22a。
屋架上设置钢檩条,铺设双层保温⾦属压形板。
主拱架外露,屋⾯整体造形呈马鞍形,外露钢拱架苍劲有⼒,波浪形银灰⾊屋⾯飘逸,轻巧,两者完美结合,集中体现了更⾼更快更强的体育精神和奋发向上的现代风格。
详见图1.1 钢结构平⾯图;(图略)图1-2 结构纵剖⾯;(图略)图1-3 结构横剖⾯;(图略)1.1.2 结构形式主拱架为双向圆弧拱,跨度为85.4m,拱脚最低处标⾼5.2m、拱顶最⾼处标⾼28.2m,断⾯形状为平⾏四边形,上下弦杆Φ406×20,腹杆Φ245×12,Φ203×10,弦杆+腹杆节点为管+管相贯节点。
吊杆为三⾓形断⾯,⽴杆与主拱架下弦杆相贯焊接,屋架悬挂于吊杆下,悬挂处吊杆与拱架下弦相贯连接采⽤铸钢节点,悬挂⽀座管为Φ351×16,节点形式为管+板插⼊节点。
⼆榀主拱架由6 榀横向⽀撑桁架相连,中间⽀撑桁架为梯形,上下弦杆Φ351×16,腹杆为Φ245×12,Φ203×10。
钢框架结构与钢筋砼剪力墙结构联合应用施工技术探讨
K e r : se l r me c n tu t n c n t u t n p o e s c mp n n s e e d d y wo ds t e fa ; o sr ci ; o sr ci r c s ; o o e t mb d e o o
国 内外 资料显 示 , 常用 于 小 高层 钢 结 构住 宅 的 结构体 系大致 可分 为 钢 框 架 结 构 体 系 、 框 架 剪 力 钢
第二 道 防线 的钢框 架非 常 薄弱 , 就是 说 此结构 基 这 本上 没有 进一 步抵 抗地 震作 用 的 能力 , 种结构 体 这 系在 历史 上 有 过 震 害 破 坏 的 记 录 。结 构 体 系 的选
墙体系、 钢框 架支 撑 体 系 、 错 析 架 体 系 、 框 架 混 交 钢 凝 土核 心 简体 系 等 。钢 框 架 结 构 体 系 的 自震 周 期 长 ,建筑 物 自重 较 小 , 而 地 震 荷 载 也小 ,这 是对 从
活, 可形 成较 大 的建筑 空 问 , 筑立 面处理 也 比较 方 建
钢筋混凝 土剪 力墙 时 , 剪力 墙 刚度 较 高 , 地 震 其 在
时容 易发生 应力集 中现象 ,导致 产 生 大 的斜 向裂 纷 而引起 脆性 破坏 。钢 框架 核心 筒体 系 由于 核心 筒与
便; 但缺 点是 侧 向 刚度 较 小 , 当层 数 较 多 时 , 产生 会
度来 抵抗侧 向力 。对 比分析 各种 结构 的优缺点 以选
抗震 有利 的一 面 , 另一方 面 国内外 许 多震 害都 表 但
明高层框 架 由于侧 向刚 度小 ,在强 震 下 的顶 端水 平 位 移和底 部的层 间位 移 都过 大 , 使 非 结构 如 填充 致 墙、 建筑装 修 、 备管 道 等破 坏性 严 重 ,在地 震 过程 设 中这 些非结 构 的破坏 常常 危害 生命 财产 的安全 或 由
简述框架-剪力墙结构体系的概念、结构布置要点及受力变形特点
简述框架-剪力墙结构体系的概念、结构布置要点及受
力变形特点
框架剪力墙结构体系是一种采用框架和剪力墙相结合的抗震结构体系,通过均匀分布的钢筋混凝土剪力墙和刚性的钢筋混凝土框架来承担水平荷载和地震荷载。
结构布置要点:
1. 剪力墙布置应尽量均匀;
2. 框架和剪力墙的刚度应逐级递减;
3. 剪力墙布置应依据建筑平面和高度确定。
受力变形特点:
1. 框架剪力墙结构整体刚度大,有利于控制结构变形;
2. 剪力墙能够吸收许多地震荷载,减小了框架的水平变形;
3. 剪力墙的刚度较大,易于造成剪力墙与框架的局部刚度不匹配,从而产生集中应力和损伤。
十项新技术钢与混凝土组合结构应用技术
十项新技术钢与混凝土组合结构应用技术
十项新技术钢与混凝土组合结构应用技术是指通过结合钢结构和混凝土结构的优势,将两者相互补充,提高结构的整体性能和施工效率。
下面介绍十项新技术钢与混凝土组合结构的应用技术:
1. 钢框架与混凝土填充墙结构:在钢框架的内部用混凝土浇筑填充墙体,使结构既有抗震能力又有较好的隔声和隔热性能。
2. 钢筋混凝土中空板结构:在钢筋混凝土板的中间加入钢筋网格,利用钢筋网格的张力来增强板的承载力和抗裂性能。
3. 钢筋混凝土高层柱浇筑技术:通过在钢筋混凝土高层柱的内部设置钢管,并用混凝土浇筑,提高柱的抗震性能和承载能力。
4. 钢板剪力墙结构:将钢板作为剪力墙的面板,用混凝土填充其内部,形成组合力墙,提高结构的抗震能力。
5. 钢-混凝土组合梁:在梁的上部采用钢梁,下部采用混凝土梁,通过连接装置将两者连接在一起,提高梁的承载力和抗震性能。
6. 钢-混凝土组合桥梁:将钢梁和混凝土梁组合在一起,形成
组合桥梁,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
7. 钢-混凝土组合板框结构:将钢板作为框架的立面,用混凝
土填充框架内部,形成组合板框结构,提高建筑的整体稳定性
和抗震性能。
8. 钢-混凝土组合悬挑结构:在悬挑结构的悬挑部分采用钢结构,其余部分采用混凝土结构,通过两者的组合提高结构的整体稳定性和承载能力。
9. 钢-混凝土组合框架结构:在框架结构的柱和梁部分采用钢结构,其余部分采用混凝土结构,提高结构的整体稳定性和抗震性能。
10. 钢-混凝土组合核电站结构:在核电站结构的重要部位采用钢结构,提高结构的抗震能力和安全性能,同时在核电站的其他部位采用混凝土结构,满足辐射屏蔽和安全防护的要求。
浅谈框架-剪力墙结构中0.2V0调整的具体应用
浅谈框架-剪力墙结构中0.2V0调整的具体应用牟京芳(中国建筑标准设计研究院北京 100044)1 问题的提出和分析根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称高规)和《建筑抗震设计规范》(简称抗规)的规定:抗震设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求。
这就是说,在地震作用时剪力墙是作为第一道防线承担了大部分的水平力。
但这并不意味着框架部分可以设计得很弱。
相反,框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力,这就需要在计算时,对框架部分所承担的剪力进行调整。
在91版的高规(JGJ3-91)中,对V f <0.2V0的楼层,设计时V f取1.5V f,max和0.2V0 的较小值。
V0为地震作用产生的结构底部总剪力,V f,max为各层框架所承担的总剪力中的最大值。
这种调整方法对于框架柱沿竖向的数量变化不大的情况是合适的,但是对于那些框架柱沿竖向的数量变化较大的建筑,这样调整会造成上部楼层框架柱所承担的剪力明显偏大,是不合理的。
因此,02版高规(JGJ3-2002)8.1.4条规定:对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,当V f<0.2V0时,V0应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力;V f,max 应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。
对框架柱数量沿竖向变化更复杂的情况,还应专门研究框架柱剪力的调整方法。
2 工程实例西安某医院,建筑面积60000m2。
主楼地下2层,地上26层,高98.85m;裙房地下2层,地上7层,高度28.3m。
主楼和裙房均采用全现浇框架-剪力墙结构,基础为普通钢筋混凝土灌注桩。
抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地。
采用SATWE软件计算,并用ETABS 软件进行复核。
工程平面见图1, 2。
计算时嵌固部位定在±0.000处。
结果表明,框架柱的倾覆弯矩百分比各层均小于50%,基本在10%~35%之间,这说明剪力墙的数量满足高规的要求。
框架剪力墙结构建筑施工技术应用
框架剪力墙结构建筑施工技术应用框架剪力墙是一种常见的混凝土建筑结构,具有适用范围广、施工简便等优点。
下面将介绍框架剪力墙结构建筑施工技术的应用。
1. 基础处理框架剪力墙结构的基础处理主要包括基础设计、场地平整、基坑开挖、垫层、灌浆、回填等过程。
在基础设计上,需要根据建筑物的总体设计方案,考虑基础承载力、地基稳定性等因素,确定合适的基础类型,如钢筋混凝土板式基础、钢筋混凝土桩基础等。
场地平整主要是为了保证基础安全、建筑稳定,通常包括填方、挖方、夯实等过程。
基坑开挖是在场地平整后,根据建筑地基基础设计方案开挖出建筑物的基坑。
垫层是为了保证地基的稳定性和防止地基沉降,通常在基坑中的土层处需要加入可压缩性较小的垫层材料如工业废渣等,以便保证建筑的稳定性。
灌浆是为了填充基坑中的孔隙和水泥土建筑的隙缝,以增加基础强度,通常采用水泥浆、灰浆等混合材料进行灌浆作业。
回填是指在灌浆完成后,将基坑开挖时挖出的土方重新回填入基坑中,通常回填压实后需要进行勘探和检测,以确保基坑安全。
2. 钢筋混凝土施工钢筋混凝土施工是框架剪力墙结构建筑施工技术中的重要过程,在施工过程中,需要注意以下几点:(1)混凝土的配比应按照设计要求进行,施工材料应符合国家相关标准;(2)钢筋的数量、直径、强度应符合设计要求,钢筋应按照钢筋工艺要求进行彩盘绑扎,弯曲、剪切、焊接等加工过程应保证钢筋质量;(3)混凝土浇筑应分层、分段进行,当浇筑高度超过2米时,需要在框架剪力墙结构上安装混凝土抵抗墙以防止墙体倒塌;(4)浇筑混凝土前,应逐层安装预埋件、附加件和钢板,并严格按照固定件要求进行精确定位,以保证混凝土灌注的质量以及框架剪力墙结构的稳定性;(5)混凝土施工后,应进行保养,避免混凝土过早干燥,以确保混凝土硬化、密实度达到设计要求。
3. 剪力墙施工剪力墙是框架剪力墙结构中的主要结构部分,其施工技术影响着整个建筑的稳定性、安全性。
剪力墙的施工一般分为竖向墙体、横向墙体两种类型。
钢-混凝土组合结构设计理论及应用
钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要:本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题,并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。
关键词:钢-混凝土组合结构;设计;应用;节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体,共同受力、协调变形的结构,称其为组合结构。
钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架,与混凝土形成一体的结构,是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。
这种组合结构体系,主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。
11 中心支撑框架与带竖缝剪力墙在高层建筑钢结构中的应用
1.1中心支撑框架与带竖缝剪力墙在高层建筑钢结构中的应用随着现代城市经济繁荣和科技进步,高层建筑成为一个城市甚至一个国家的象征。
而钢结构由于其自重轻,结构性能好、工业化程度高和施工速度快等原因常常被应用于超高层建筑中。
由于钢结构自身的抗侧刚度,因此在设计时需要设置钢支撑或者混凝土剪力墙,以提高结构的抗侧刚度。
在国外,现代高层建筑钢结构的发展已经有100多年的历史了,早在1886年美国芝加哥就建成11层的家庭保险大楼(Home Insurance Building),它是近代高层建筑钢结构的开端。
1931年美国纽约建成了著名的帝国大厦(Empire State Building),共102层,381m。
自此200m 以上的超高层建筑数量不断增加,特别在是20世纪70年代更为显著,当今世界上最高的100幢超高层有20幢的建筑高度为300~450m。
在上世纪80年代以来,超高层建筑的用途不断拓宽,结构材料和结构体系也有了更多的选择,使得各国更加倾向与修建高层与超高层建筑。
(a) 帝国大厦 (b) 金贸大厦图1.1 框架结构在超高层建筑的应用在我国,高层建筑的发展较晚,但高层建筑的数量在我国自上世纪80年代至90年代中期,我国已建成和在建的高层建筑钢结构和钢-混凝土结构约有29项。
这些年随着经济快速发展,建造的高层钢结构使得我国高层建筑高度上了新的台阶,八十年代的京广中心(208m)在当时为最高的建筑,采用了钢框架内嵌带竖缝混凝土剪力墙结构,这是由日本在60年代末建造霞关大厦时开发出的一种新型剪力墙结构。
而随着金茂大厦(88层,421m)的落成和环球金融中心的施工使得我国的高层建筑进入世界前列。
2003年台湾的101层台北金融中心高度达到509m,成为世界第一高楼。
可以预见,在我国超高层建筑在新的世纪里会有越来越广地应用。
结构高度的增加必然会抗侧刚度提出更高的要求,故采用多种结构形式抵抗水平荷载的作用。
钢板混凝土组合剪力墙
钢板外包混凝土剪力墙
(1) 两侧混凝土板能为钢板提供侧 向约束,防止钢板过早发生屈曲失 稳,同时还有防火隔热的作用 (2) 钢板外包混凝土剪力墙具有良 好的延性性能和耗能能力,是一种 优良的抗侧力构件
内置钢板混凝土组合剪力墙的发展
防屈曲钢板剪力墙
内嵌钢板及两侧的预制混凝土盖板 构成;内嵌钢板与两侧盖板通过高强 螺栓连接, 边框架内侧周边设置鱼 尾板来实现内嵌钢板与框架的方便 连接, 连接方式可为栓接或焊接
➢ 通过振动台试验发现,混凝土板 与边缘构件间缝隙处钢板没有发 生屈曲,证明了所提措施有效
内置钢板混凝土组合剪力墙的发展
Ø 中国建筑科学研究院, 2008年,研究墙身钢板与 周围型钢不同连接方式影响,2011年,高轴压比, 大剪跨比剪力墙,2012,高强混凝土
外包钢板混凝土组合剪力墙的发展
双钢板混凝土组合剪力墙试件滞回曲线
钢板混凝土组合剪力墙的发展
2003年,Clubley等人分析了双层钢板组合墙,又称Bi-steel组合墙
试验和有限元模拟结果表明双层 钢板组合墙具有很强的抗剪强度
Bi-steel组合墙
2004年Hossain K.M.A.和Wright对 压型钢板组合墙混凝土板和压型钢 板进行了单调和低周反复加载试验 ,研究表明组合墙的纵向抗弯刚度 能够预防墙体过早发生整体屈曲。
加劲钢板剪力墙单元
竖缝钢板墙构造
钢板混凝土组合剪力墙的发展
1995年,加拿大的Link研究了带加劲 肋的双层钢板剪力墙 。
该组合墙的破坏模式是拉杆模型,在 大变形情况下还可利用屈曲后强度, 具有良好的延性。
2000年,日本九州大学的Matsui、 Hitaka等学者中提出以开缝钢板剪力 墙为基础,钢板两侧外夹混凝土板, 形成开缝钢板混凝土组合剪力墙。开 缝改变了钢板墙的受力模式,使钢板 由剪切变形转变为弯曲变形。
建筑钢结构辅助设计软件MTS应用实例介绍
简介: MTS软件辅助您全面解决厂房与多高层钢结构的辅助设计问题!可用于钢框架结构、钢框撑结构、混凝土-钢组合结构、门式刚架结构、钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、混凝土框架结构及剪力墙结构的全面设计。
为工程设计人员的分析设计与绘图及计算书整理提供了强有力的工具。
关键字:MTS 多高层钢结构门式刚架厂房设计软件1 概述MTS建筑钢结构设计系统是中国建筑钢结构辅助设计软件领域中近年来的一支生力军,在同济大学李国强教授领导下,由MTS开发组经过几年的努力开发,现在MTS软件可帮助用户全面解决厂房与多高层钢结构的辅助设计问题!可用于钢框架结构、钢框撑结构、混凝土-钢组合结构、门式刚架结构、钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、混凝土框架结构及剪力墙结构的全面设计。
为工程设计人员的分析设计提供了强有力的工具。
MTS集建模、分析、验算、设计出图于一体,不仅是一个功能强大、适用面广的钢结构分析软件,而且还是一个验算和设计工具,可以根据结构规范对构件进行验算、设计以及出图,而且针对最新的结构设计规范及时扩充、完善。
MTS中已有的规范与规程包括:《钢结构设计规范》GB50017-2003中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2002中华人民共和国国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中华人民共和国国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002中华人民共和国国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98 中华人民共和国行业标准《门式刚架轻型房层钢结构设计技术规程》CECS102:2002中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:90 中国工程建设标准化协会标准《型钢混凝土组合结构技术程规程》JGJ138-2001 中华人民共和国行业标准《钢-混凝土组合结构设计规程》DL/T5085-1999中华人民共和国电力MTS分为前处理、计算、多高层后处理、厂房后处理、节点设计、自动出图、基础设计等七个模块,模块按工程设计习惯组织,基本满足了建筑钢结构的设计分析需求。
框架—剪力墙结构结构设计
框架—剪力墙结构结构设计摘要:框架剪力墙结构(框剪结构),是在框架结构的基础上,增加了剪力墙,提高结构稳定性。
与框架结构相比,框剪结构强度更高,可以建造更高层数的建筑。
框剪的理论寿命长。
框剪结构吸取了框架结构和剪力墙的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。
框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。
因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。
关键词:框架剪力墙结构布置1.框架剪力墙结构及其优点框架剪力墙结构是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处。
众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。
剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。
对于框架剪力墙结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结构的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。
从受力特点看,由于框架剪力墙结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用下,一般情况下,受力80%以上用剪力墙来承担。
因此,使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力,沿高度分布比样均匀,各层梁柱的弯矩比较接近,有利于减小梁柱规格,便于施工。
2. 框架和剪力墙的布置应满足下列要求:1)框架―剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系,主体结构构件之间不宜采用铰接。
抗震设计时,两主轴方向均应布置剪力墙。
梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合,框架的梁与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。
2)框架―剪力墙结构中剪力墙的布置一般按照“均匀、对称、分散、周边”的原则布置:①剪力墙宜均匀对称地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位;在伸缩缝、沉降缝、防震缝两侧不宜同时设置剪力墙。
②平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
③剪力墙布置时,如因建筑使用需要,纵向或横向一个方向无法设置剪力墙时,该方向可采用壁式框架或支撑等抗侧力构件,但是,两方向在水平力作用下的位移值应接近。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
Construction & Decoration28 建筑与装饰2023年10月下 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用甘俊安徽实华工程技术股份有限公司 安徽 合肥 230000摘 要 随着经济的发展,各个行业都在进行着变革和革新,同样的情况也发生在建筑行业。
随着人民生活水平的提高,对建筑物的性能和品质的要求越来越高,因此,对建筑物的结构进行优化是很有意义的。
将剪力墙结构用于建筑结构的设计,可以提高施工效率,优化施工质量,推动建筑业的发展。
由于其钢量小、抗震性好,在我国的建筑物中占很大比例,在建筑结构设计中起到了很大的作用。
本文着重介绍了在建筑结构中采用剪力墙结构的应用,以供借鉴。
关键词 剪力结构设计;建筑结构设计;应用Application of Shear Wall Structure Design in Building Structure DesignGan JunAnhui ShiHua Engineering and Technology Co., Ltd., Hefei 230000, Anhui Province, ChinaAbstract With the development of the economy, various industries are undergoing changes and innovations, including the construction industry. With the improvement of people’s living levels, the requirements for the performance and quality of buildings are increasing. Therefore, it is very meaningful to optimize the structure of buildings. The use of shear wall structure in the building structure design can improve construction efficiency, optimize construction quality, and promote the development of the construction industry. Due to its small amount of steel and good seismic resistance, it occupies a large proportion of buildings in China and plays a great role in building structure design. This paper introduces the application of shear wall structure in building structure for reference.Key words shear wall structure design; building structure design; application引言在建筑墙体的设计中,应善于运用剪力墙结构,特别是高层建筑的墙体。
钢筋混凝土框架剪力墙结构设计分析
钢筋混凝土框架剪力墙结构设计分析摘要:剪力墙结构作为建筑工程重要的结构体系,近年来以其诸多的优点在城市高层建筑中得到广泛的应用。
本文结合工程应用实例,重点探讨了钢筋混凝土框架剪力墙结构设计工作,并采用法定软件对分析结果及参数进行验证,以供类似工程研究借鉴。
关键词:钢筋混凝土;剪力墙;结构体系;基础设计随着我国城市化进程的不断加快,城市钢筋混凝土框架构筑的建筑物数量日益增加,对建筑物剪力墙结构的抗震性能也提出了更高的要求。
剪力墙是近年来发展速度较快的一种结构体系,具有施工方面、工艺技术简单、整体性好、用钢量少和结构刚度大等优点,能够较好控制结构的水平力,承担各种荷载引起的内力,目前在城市高层建筑行业得到广泛的应用及推广。
但剪力墙结构构造复杂,如果建设单位没有做好钢筋混凝土框架剪力墙结构的设计工作,就容易出现一些突发状况,特别是薄弱层刚度弱及承载力水平突变等情况,这不仅会影响到建筑工程抗震性能的发挥,而且也会给建筑的质量安全带来一定的安全隐患。
因此,建设单位必须加强剪力墙结构设计工作的研究力度,采取必要的控制措施,并在确保安全的基础上对剪力墙结构进行优化设计,从而确保建筑的质量安全。
1 工程概况某医院住院楼,地上10层,地下1层为设备机房和人防地下室等,1层为住院登记处和药房;2~10层为住院部,上部采用框架-剪力墙结构,基础采用桩伐联合基础。
该地区属于7°抗震设计区,结构进行抗震计算时采用的计算参数:抗震设防烈度为7°,设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第3组。
场地类别为ⅱ类,场地特征周期为0.40s,结构阻尼比0.05,水平地震影响系数:多遇地震为0.13,罕遇地震0.72。
场地类别及场地土类型:场地类别为ⅱ类场地土,场地为一般抗震地段。
结构设计中如何在上述参数的控制下确定剪力墙数量、对薄弱层的采取加强措施、连梁超筋解决方法和基础计算等是设计中的关键问题。
2上部结构设计2.1剪力墙合理数量的确定剪力墙可以提高建筑物的抗震性能,在高层设计中,若设定的剪力墙数量多,地震灾害就会减轻,但剪力墙数量过多,结构刚度就会加大,这使得建筑物上部结构的内力加大,材料用量增大,同时剪力墙数量加大,框架承受的剪力减少,但为了保证框架安全,框架的设计标准仍不能降低,因此在高层设计中,如何选择剪力墙的数量,是一个值得关注的问题。
高层建筑结构的减震设计方法
高层建筑结构的减震设计方法高层建筑的设计与施工一直是工程界关注的热点话题。
其中,减震设计是保障高层建筑安全稳定的重要环节。
本文将介绍一些高层建筑结构的减震设计方法,包括刚性框架结构和钢筋混凝土剪力墙结构两种常见的结构类型。
一、刚性框架结构的减震设计方法刚性框架结构是高层建筑中常见的结构形式,其主要由梁柱体系组成。
为了减小地震带来的影响,以下是一些常见的减震设计方法:1. 增加结构刚度在设计阶段,可以通过增加结构刚度来降低结构受地震力影响的程度。
这可以通过增加梁柱截面积、加强连接节点等方式实现。
2. 设计减震核心筒在高层建筑的设计中,增设减震核心筒是一种有效的减震手段。
该核心筒可以通过控制结构的位移和振动来减小地震作用下的结构响应。
在核心筒内,可以采用特殊的减震设备,如减震支座、摩擦阻尼器等。
3. 应用加筋墙海绵体技术加筋墙海绵体技术是一种通过在结构中设置多个轻质加筋墙板并填充阻尼材料,提高结构的能量耗散能力的方法。
这种技术可以有效地减小地震带来的动力响应,使结构更加稳定。
二、钢筋混凝土剪力墙结构的减震设计方法钢筋混凝土剪力墙结构是另一种常见的高层建筑结构形式,其具有较好的刚度和抗震性能。
以下是一些常用的减震设计方法:1. 优化剪力墙结构布置在设计剪力墙结构时,可以通过优化剪力墙的布置来降低结构的地震响应。
合理的墙体布置不仅可以提供足够的刚度和强度,还可以减轻结构的质量。
2. 采用剪力墙柔性连接为了增加结构的韧性和耗能能力,可以采用剪力墙柔性连接的方法。
这种方法可以通过在剪力墙与结构梁柱之间设置连接件,使剪力墙与结构之间产生一定的位移,从而减小地震作用对结构的影响。
3. 结构的时程分析在进行剪力墙结构的减震设计时,需要进行详细的时程分析。
这可以通过数值模拟等方法来模拟地震作用下结构的响应,并评估结构的安全性。
结语高层建筑结构的减震设计是确保建筑安全的重要环节。
本文介绍了刚性框架结构和钢筋混凝土剪力墙结构两种常见的减震设计方法。
高层旅馆设计(框架-—剪力墙结构)毕业答辩可修改文字
高层旅馆设计(框架 ——剪力墙结构)
➢ LKN3:结构在竖向活荷载作用下的标准组 合 即:S=1.0活载
-7.2
-7.2
3.6
-4
-4
-4
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毕业设计答辩
高层旅馆设计 (框架 ——剪力墙结构)
高层旅馆设计(框架 ——剪力墙结构)
➢ 工程概况: 该旅馆为13层,计划每层设置床位40-50个
床位。建筑平面为矩形,旅馆的出入口与外界街 道无直接联系。据此条件作建筑方案。方案中须 考虑:单间和标准间、管理、储藏、接待、会议、 餐厅以及层高等。 ➢ 结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构, 框架柱可为钢筋混凝土柱。楼面板屋面板均为现 浇。基础采用箱形基础。建筑所处8度区,框架抗 震等级为二级,剪力墙抗震等级为一级。
高层旅馆设计(框架 ——剪力墙结构)
➢ 本次毕业设计的主要特点是结构采用了框架剪力墙结构,基 础采用了箱形基础,和大量的手工计算。通过这一次的毕业 设计,进一步加强了对框架剪力墙结构的认识,以及对他的 内力分布特点的理解。
➢ 第一章 框架剪力墙结构 ➢ (一)框架剪力墙的结构特点
框架结构由杆件组成,杆件稀疏且截面尺寸小, 因而侧向刚 度不大,在侧向荷载作用下,一般呈剪切型变形,高度中段 的层间位移过大(图b),因此适用高度受到限制。剪力墙结 构的抗侧刚度大,在水平荷载下,一般呈弯曲型变形 ,顶部 附近楼层的层间位移较大,其他部位的位移较小(图a),可 用于较高的高层建筑
钢框架-剪力墙体系在教学楼的应用研究
( K u n g a n g S t e e l S t r u c t u r e L t d . , Yu n n a n )
A bs t r a c t F r a me - s h e a r wa l l s t r u c t u r e i s ma i n l y u s e d i n t h e r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s , r e i n f o r c e d c o n c r e t e
Ke y W o r d s s t e e l f r a me — s h e r a wa l l s y s t e m; s t i f f ne s s ; i n t e r l a y e r d i s p l a c e me n t ng a l e ; s t r e s s
1 前 言
钢 一混凝 土混合结 构最早 于 1 9 7 2 年用 于芝加哥 的G a t e w a y I I I B u i l d i n g ( 3 6层 、1 3 7 m 1 。由于这 种结构 体 系充 分利用 了钢结 构 和混凝 土结 构两者 在受 力上
本文 以一小学教学楼设计 方案为例 ,运用 P K P M 设计 软件建 立 同一 场地 条件下 不 同设 计 条件 下 的钢 结构教 学楼模 型 ,通过 对 比不 同烈度 下钢框 架一混 凝 土剪力墙 结构体 系 的受力性 能进 行分 析 ,根据分
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■ i g u r e 1 Fl o o r P l a n
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究摘要:本文以剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究为题,通过对最近几年的文献和真实数据的搜集和分析,总结了剪力墙结构设计在建筑结构中的应用和优缺点,探讨了如何合理地应用剪力墙结构设计,提高建筑结构的安全性和经济性。
最后,本文还对剪力墙结构设计在未来的发展趋势进行了展望。
关键词:剪力墙;建筑结构;设计;应用;研究一、引言剪力墙结构是一种具有较高承载力和刚度的结构形式,它在建筑结构设计中有着广泛的应用。
剪力墙结构是将建筑结构中的墙体设置为剪力墙,通过剪切力的作用来承受水平荷载,从而保证了建筑的整体稳定性。
本文将从剪力墙结构的定义与分类、剪力墙结构设计的应用、剪力墙结构设计的优化以及未来趋势等方面,探讨剪力墙结构在建筑结构设计中的应用研究。
二、剪力墙结构的定义与分类剪力墙是一种非常常见的建筑结构形式,是由混凝土、砖石或钢筋混凝土等材料构成的墙体结构,具有较高的承载力和刚度,能够有效地承受水平荷载和抵抗地震力的作用,提高建筑的整体稳定性。
剪力墙一般设置在建筑平面内或框架结构中,也可以与其他结构形式相结合,形成多种复合结构。
根据剪力墙的布置位置和结构形式,剪力墙可以分为平面剪力墙结构、框剪力墙结构和框剪混合结构。
1.平面剪力墙结构是将剪力墙设置在建筑平面内,通常沿建筑长度和宽度方向分别设置一个或多个剪力墙。
平面剪力墙结构的特点是剪力墙布置灵活,适用于建筑高度不大、荷载较小的情况。
对于平面布置的剪力墙,一般要求剪力墙在建筑平面内分布均匀,以充分发挥其承载能力。
2.框剪力墙结构是将剪力墙设置在建筑的框架结构中,形成框剪结构。
框剪力墙结构的特点是剪力墙与框架结构相结合,能够承受更大的荷载和提高建筑的整体稳定性。
框剪力墙结构适用于建筑高度较大、荷载较大的情况,可以通过合理的布置剪力墙,提高结构的整体抗震能力。
3.框剪混合结构则是平面剪力墙结构和框剪力墙结构的结合,既有平面剪力墙结构的优点,又有框剪力墙结构的优点。
钢框架——剪力墙结构的工程应用
数 ,为 了给设 计提供更加 准确 的信息 ,对该 结构补充 进行 了弹性 时程 分析 ,检验结构 的抗震性能 。
圈 1 首晨结构平面布置圈 根 据建筑 的要求 ,并 且为了将剪力墙 布置在楼梯 间,以及 剪力墙 对 称布置 的原则 ,选择 了以上 的布 置方式 。通过 计算 ,将原设 计的柱 截 面口3 5 0 × 3 5 0 ×1 0 减小为的口 2 5 0 × 2 5 0 × 8 ,大大减小 了截 面尺寸 。 3 . 计算分析 本文 通过 P K P M对 钢框架 一 剪力墙 进行设 计 ,然后 用E T A B S 对该 结构进行抗震性能分析 ,由分析结果可 以看 出结构抗震性能 良好。 3 . 1 E T A B S 模型与 P K P M模 型的对 比 为了验证 E T A B S 模型的合理性 , 将E T A B S 和s A 两种软件计算结 果 的质量和周期进行对比,其比直用差值率 表示 。对比结果见下表 :
本 文将抗 侧 刚度较 好的 剪力墙 结构 与钢框 架结 构结合 使用 ,将 剪力 墙 布置在 主要 通道 口,加强 上下楼 层 通道 的安全 性 ;同时 减小 框 架结构 的截 面 尺寸 ,达到 减小 结构用 钢 量的 目的 ,从而 降低 结构 造价 。 1 . 背景资料 本 文以云南 东川某实 际工 程为背景 ,将 钢框 架结构 与钢框架 一 剪 力墙结构进行对 比分析 ,得出钢框 架 一 剪力墙结构应 用于实际工程 中的 些优 点。本工程位 于昆 明市东 川县 ,共 4 层 ,建筑 面积为 2 9 4 8 . 4Ⅱ f , 抗震设 防烈度 为9 度,设计基本 地震 加速度为0 . 4 g ,设计地震分组 为二
建筑 与发展
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工 程实 录
Gon g ChenShl L u
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钢框架-混凝土剪力墙结构设计的应用摘要:随着我国城市化建设的发展和建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。
本文根据工程实例,介绍了钢框架—混凝土剪力墙结构兼有钢结构施工速度快和混凝土结构刚度大、成本低的优点,充分利用钢结构的钢材强度高的特点。
关键词:高层建筑;结构设计;问题
0前言
钢框架—混凝土剪力墙结构是将钢筋混凝土剪力墙与钢框架通过铰接或钢接的方式并联使用,以钢筋混凝土剪力墙作为主要的抗侧力结构,外围钢框架则主要承受竖向荷载。
1 工程概况
某高层建筑的首层建筑面积约3468om2,地下室为12640m2。
该工程是3层地下室,为设备用房和停车库,地面以上2o层,主要为办公用房。
主楼平面在1o层以下呈十字型,南北两翼在第11层、第14层以上分别向内收,14层以上为矩形平面,南北两边沿弧线向上逐渐收进。
建筑物高度为80.65m,属a级高度的高层建筑,采用钢框架—混凝土剪力墙结构,主要抗侧力体系为位于两侧的钢筋混凝土简体,中部的承重柱采用钢管柱,内填素混凝土,楼面为钢梁和压型钢板组合楼盖。
2 主体结构设计
2.1 结构体系的特点
(1)本工程塔楼由两侧的钢筋混凝土简体作为主要的抗侧力体
系,中部的柱主要承受结构的垂直荷载,结构平面布置对称均匀,总体上具有良好的抗侧刚度。
但由于建筑物中部是框架结构,剪力墙的间距较大,中部的刚度较弱。
图1、图2为该工程的平面。
图1 二层平面
(2)竖向不规则:塔楼在第11层、第14层均有局部收进,收进的水平面尺寸大于相邻下一层的25%,属于竖向不规则体型。
图2 标准层平面
(3)从14层起,塔楼宽度沿竖向弧线逐渐收窄,外沿两排钢管柱随竖向弧线变化为弧形柱。
弧形柱对结构的受力及抗震均不利。
(4)两端简体在75.55m以上的地方也随建筑立面线条的变化逐渐收窄。
(5)超长混凝土结构:地下室纵向长度75.40m,标准层长68.80m,楼面结构较长,必须采取有效措施防止温度应力使混凝土产生开裂。
(6)节点的设计与构造将是本工程技术上的关键及难点。
2.2 结构概念设计
该工程剪力墙抗震等级为一级、钢框架抗震等级为二级。
(1)为了加强地下结构部分对地上塔楼的约束及加强整体刚度,两侧的钢筋混凝土简体外墙厚为400,内墙厚为300;地下2~3层为钢管混凝土柱外包混凝土(ф700×20), 0.o0以上框架柱采用钢
管混凝土柱(ф600×18、ф600×16);楼面结构采用工字钢梁和压型钢板组合楼盖,从而控制各层框架柱所承担的地震剪力不少于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小值,保证框架有一定抗震能力。
(2)为了满足地下室部分标高变化复杂的错层和尽量增加楼层
净空要求,地下室及首层采用钢筋混凝土梁板结构。
地下一层还运用了无梁楼盖设计,板厚15o,柱头加柱帽以提高抵抗冲切的能力。
(3)各层钢管柱在楼层h+o.800处连接,接口处采用12厚内衬管,在距离接口下方5omm处增设环形隔板,对钢管柱起到有效的加劲作用。
(4)在建筑物中部设置一道施工后浇带,并通过控制混凝土配合比,减少水泥用量和用水量,掺加粉煤灰和合适的外加剂,降低混凝土水化热,适当增加楼板配筋率,防止温度应力使混凝土产生开裂。
(5)节点的设计。
h型钢梁与钢管混凝土柱采用外连式水平加劲环梁连接。
加劲环梁与钢管柱在工厂焊接好后,在工地上与钢梁的腹板用高强螺栓连接,与梁翼缘用熔透的对接焊接连接。
钢梁混凝土核心简的连接按铰接设计,以减少钢框架与核心筒之间可能发生的竖向差异变形而导致的节点内力。
在混凝土墙内预埋钢板埋件,在钢梁安装前将t型钢作为连接件,按正确位置焊于混凝土墙的预埋件上,在通过高强螺栓将抗剪连接板与钢梁腹板相连。
2.3 结构计算分析
本工程采用中国建筑科学研究院编制的《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》satwe进行结构计算,考虑地下室顶板作为上部结构的嵌固部位。
satwe采用空间杆一墙元模型,用振型分解反应谱法计算地震作用,考虑平扭耦连计算。
计算参数的确定:
(1)抗震设防烈度为ⅶ度,场地土类别为ⅱ类,振型数取15,考虑双向地震作用。
(2)基本风压值 =o.50kpa,地面粗糙度为c类,风载体型系数取us=1.4。
(3)阻尼比:由于本工程框架柱采用钢管柱,建筑结构的阻尼比按照混合结构的要求取。
(4)框架剪力调整系数:该系数取0.25(根据jgj99—98),以确保结构在中、大震下剪力墙的刚度退化后仍有足够的安全度。
结构稳定性验算满足规范的要求,并且可不考虑重力二阶效应的影响。
下表为结构位移及内力计算结果。
从satewe计算结果分析可知,主体结构对地震反应及风荷载作用的反应是正常的,结构的自振周期、位移、地震力均控制在规范允许值及经验合理取值范围内,振型曲线正常,这说明本工程的结构体系是合理的,采取的抗震措施是有效的。
3 材料与构造
3.1材料
(1)钢材:钢管柱、钢框架梁及钢次梁选用q345b低合金钢,所有钢材必须满足屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击试验和冷弯试验五项基本保证。
(2)焊接材料:手工焊时,q345钢采用低合金钢焊条e50系列。
工厂制作时,自动理弧焊和熔嘴电渣焊所选的焊材均要求与母材匹配。
(3)高强螺栓:采用钢号为2omntib钢的1o.9级扭剪型高强螺栓。
3.2构造
(1)钢管柱柱脚:采用埋入式钢柱脚,埋入深度为柱管径的3倍,外围焊抗剪栓钉,内埋混凝土,埋入部分顶部设环形钢板,钢板下面焊n型钢筋,沿环向均匀分布。
详见图3。
(2)钢框架节点:钢梁通过水平加劲环梁与钢管柱连接。
详见图4。
(3)预埋件:为了保证混合结构钢梁与混凝土墙划节点额设计安全性进行钢梁与混凝土墙连接节点设爿时,节点连接及预埋件除承受重力荷载引起的剪力v和偏心力矩m二ve外,还考虑了由地震引起的轴力nb。
详见图5。
(4)压型钢板组合楼板:压型钢板除作永久性模板外兼承受不超过3o%的总拉力,其余拉力由钢筋承受。
除验算使用阶段的承载
力外还根据施工阶段的强度和变形确定压型钢板型号及尺寸。
压型钢板组合楼板通湘剪栓钉与钢梁连接,详见图6。
(5)防锈防火:要求防锈处理的钢构件采用喷砂由锈,防锈涂料干膜厚度约100mm。
本工程耐火等级为1级,钢柱的耐火极限为2~3h,钢梁为2h,压型钢板组合楼板为1.5h。
4 存在的问题
(1)混凝土剪力墙的刚度退化将加大钢框架的剪力。
在水平地震力作用下,由于钢框架的抗侧移刚度远小于混凝土剪力墙,钢框架承担的水平剪力除顶部几层接近20%楼层总剪力外,中部及下部约为相应楼层剪力的15%左右。
在反复地震的持续作用下,结构进入弹塑性阶段时,剪力墙产生裂缝后,抗推刚度大幅度降低,而钢框架由于弹性极限变形角大于混凝土剪力墙甚多,虽然此时的水平地震作用要小于弹性阶段,但钢框架仍有可能要承担比弹性阶段大得多的水平地震剪力和倾覆力矩。
因此,需要调整钢框架部分所承担的水平剪力,以提高钢框架的承载力,并采取措施提高混凝土剪力墙的延性,如何定量地进行这种调整有关钢结构规范尚未明确,目前只能依据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2002)的8.1.4条进行调整。
(2)混凝土剪力墙的施工先于钢框架,而混凝土的施工误差限值大于钢结构允许误差甚多。
当钢梁与混凝土墙采用预埋钢板相连时,这些钢板预埋件在平面和竖向标高的位置,不仅受混凝土墙体偏移的影响,而且受预埋件移位的影响,其误差值远大于钢梁加工
尺寸的允许误差。
因此,应在设计上采用适应性较好的连接方法。
(3)由于目前钢结构防火涂料价格不菲,而钢结构防火又至关重要,这将是影响钢结构推广的一大障碍。
发展价格低廉、防火性能好、施工方便的钢结构防火材料是当务之急。
5 结束语
综上所述,本文结合工程实例对钢框架—混凝土剪力墙结构作了一点简单探讨,在以后的设计工作中应不断总结,以及更好地掌握这种结构体系的设计方法。
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