设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析
转角窗洞口对高层剪力墙住宅结构的影响与设计建议
T a b. 2 I n t e r n a l f o r c e s o f a r t i a l w a l l o n t h e p f i r s t f l o o r o f r o r a mm e s 1、 2 p g
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( ) 中图分类号 : TU 3 5 5 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 6 7 9 3 0 2 0 1 2 0 2 0 2 1 0 0 7 - - -
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近几年 , 随着国民经济的增长和工程技术的提高 , 人们对住宅的各方面要求越来越高 , 布局合理 , 视 野开阔 , 采光通风好的户型备受人们所喜爱 , 转角窗的设置则较为突出 , 这样抗震很重要的角部墙肢 , 由 因此在地震作用时转角窗处的构件受力便特别复杂 , 对于结构的抗震更为不 于转角窗的设置而被减掉 , 利. 本文结合实际工程 , 通过改变一些参数进行结构对比分析 , 给出相关的看法和解决措施 .
X 方向弯矩 / k N·m
-1 8 6. 3 -2 2 9. 7 -8 8. 1 -5 6. 1 9. 8 2 6. 3 3 1. 6 1 1. 4 -4 3 9. 1 -1 5 6. 7 3 2. 9
F 3 2 7 2. 7 -3 3. 1 3 8. 9 从表 2 中可看 出 , 方案1中腹板墙肢轴力和弯矩 : 注 表 表 中数据皆是在 方向地震作用下所得 2~ 7 X . 表 3 方案 1、 2 底层部分墙体弯矩比较
2 1 2
自然科学版 ) 4卷 第 4 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报 (
转角连梁的跨度 、 截面高度对整个结构的动力特性影响也较大 , 如角部同样开洞 , 但洞口大小不同 , 结构的整体效应相差是较明显的 , 如 方 案 2、 其 它条 件 均 相 同, 仅 洞 口 的 宽 度 不 同, 分别为1 6、 7, . 8 m、 它们在 X 向第一自振周期 、 顶点最大位移逐渐增大 ; 而基底剪力依次减小 . 2 . 1m、 2 . 4m, 如方案 2、 其他条件均相同 , 仅连梁的 截 面 高 度 分 别 是 0. 它们在 X 向第一 3、 4、 5, 4、 0. 6、 0. 9、 1. 2, 顶点最大位移逐渐减小 ; 而基底剪力依次增大 . 自振周期 、 2. 2 局部分析 ( ) 角部墙体开洞与否的影响 1 在高层结 构 分 析 中 , 为 了 方 便 说 明 问 题, 当在 X 方向地震作用下 , 将整个结构看做由若干榀开洞剪力 墙组成 . 如轴线 1、 2 所在的外墙称为翼缘开洞剪力墙 , 轴线 A 所在的外墙 称 为 腹 板 开 洞 剪 力 墙 , 除此之外的 墙肢 均 为 其 余 剪 力 墙 . 由 于 该 结 构 轴 线 A~B 的 结 构 基本上关于结构平面中心 Y 轴对称 , 内 平面布置特点 ( , 力亦呈现轴对称关系 ) 故取结构 轴 线 A~B 的 左 半 部 、 、 、 如方案 1 中 , 墙肢I 分为研究对象 , J K、 L 和连梁 h、 i , 沿Y 方 向) 墙 肢 A、 B、 j构成了一榀翼缘开洞剪力 墙 ( 、 沿X C、 D 和连梁a b、 c构 成 了 一 榀 腹 板 开 洞 剪 力 墙 ( 轴方向 ) 在 X 方向地震 作 用 下 , 方 案 1、 . 2的底层部分 墙肢 、 连梁内力如表 2、 表 4 所示 , 方案 1、 2 底层部分墙 肢的弯矩比较如表 3 所示 . 中间小的现象 , 而翼缘墙肢轴力较腹板处 呈现两端大 ,
开设转角窗的高层剪力墙结构分析
90 6 0 0 0 0. 6 2 7 5 0 0 9 0 9 2 8 2 3 9 9 l 0 3 3 0 6 3 81 1 0 1 1 9 1 0 3 32 3 5 l t5 1 6 1 41 1 6 9 0 0 3 8 3 1 7 1 4 1 o 0 9 2 0 12 0 0.6 2 9 5 4 3 4 . 8 . 4 昕 4 6.3 2 1 . 3 77 3l 4 4 1 9 1 l 99 5 5
1 角窗在 计算 模型 里的输 入
角窗在 P P 结构计 算 中如何 输入 , 计算 结果 有较 大影 K M 对 响 。一般有 两种方法 : 一种是 直接开 洞法 , 是在剪力 墙拐角处 就 在两个方 向直接开窗洞 ; 另一种方法是按 普通框架梁输入 。第二
10 0rn, 0 五 种 力 学 模 型 。3 不 开 角 窗 的板 楼 结 构 。 0 312 0mm n. )
关 键 词 : 力墙 , 角 窗 , 转 周 期 剪 转 扭 中 图分 类 号 : U9 3 1 T 7 .6 文献标识码 : A
0 引言
跨度为 15 0m, 0 层高分别 为 1 ,4 1 ,8 2 2 1 ,6 1 ,0和 2 2层六种力 学
) 0 l l 0 m, n 近几年来 , 多剪力墙结构为满足建筑功能和通风采光 的要 模型。4 转角连梁高度为 13 0mi。跨度为 15 0r 连梁标 很 高分别 为 70Hr,0 I 9 0I n三种力学模 型。5 不 开角 0 l 8 0I n和 0 l n n n ) 求, 在其拐 角处做一 凸出 的阳台或凸窗 , 我们称之 为转角 窗。在 北京 、 深圳等城市 , 这种在 高层住宅 结构 中开设转 角窗 的做法 已 窗的塔 楼结 构。
0 n 150m 1 0 n 24 0mi n n t ) 求, 但在抗震 区, 由于转角 窗取代 了具有较 大扭转 刚度且抗 震性 12 0rr, 0 m , 8 0rt , 0 T 五 种 力 学 模 型 。2 转 角连梁跨度 均 为 15 0mm, 度为 4 01I,0 m. 0 f 0 高 0 I160 r , 0mr, TI a 8 l 能较好的转角墙而使 高层住宅结构 的扭转刚度大为削弱。
论述高层剪力墙住宅转角窗处的结构设计
但 由于转 角窗设计会影 响剪力墙 结构的抗震性 能,因此如 何降低转 角窗设计对剪力墙 结构稳定性的影 响尤为重要。 本文 首先 探讨 了高 层剪 力墙 建筑转 角窗 的应用 优势和 意 义,并分析 了转角窗设计对高层 建筑整体结构 的影 响,最 后对 高层 剪力墙 住 宅转角 窗处 的结构 设计 要点 进行 了探 究,为高层建筑转角窗设计提供了资料参考
技术发 展的关键 。高层剪力墙建 筑采用转角窗 ,能 够极大 地提 高室 内通风和采光 效果,但 由于高层建 筑对结 构设 计要求高 ,如何在合 理设计转角窗的 同 时 ,保证建 筑整体结构稳定性 ,则成为高层剪力墙
结构转角窗设计 的重点和难 点。
一
刚度 、自振周期 、地震 作用和位移都有显著 差异。 由于转角窗 替代 了结构更加稳定 的墙体 ,使 楼板在
城市建筑 l 结构・ 抗震 I U R B A N I S M AN O A R C H I T E C T U R E l S T R U C T U R E ・ A S E I S M A T I C
论述高层剪力墙住宅转角窗处的结构设计
● 黄兴全
【 摘 要】现如今, 转角 窗在 高层建筑设计 中应用 比较广泛 。
何对采 光和通风进行优化 ,更是成为现代建筑领域 的结构稳 定性。因此在高层建筑 转角 窗设计 中,要 求保证 A极建筑位移 比不超过 1 . 5 , B级建筑位移 比 不超过 1 . 4 。 周期比则要求 A级高度建筑大于 0 . 8 5 , B级 高 度 建 筑 大 于 O . 9 。 2 . 转角 窗在应力作用下容 易脱落造成危险 设计有转角 窗结构的高层剪力墙住 宅建 筑,其 结构抗侧力 与不 设计转角窗的建筑相 比,其 抗侧力
设有转角窗的高层剪力墙结构内力分析
设计参数大致相 同的情况下对板楼分别建立如下几种结构模型 :
由表 1可以得知 : 楼转角连 梁高度均 为 90mm, 度变化 板 0 跨
底 每 1 转 角 连 梁 高 度 均 为 9 0 m 但 是 跨 度 分 别 为 6 0 h 时 , 层 剪 力 墙 剪 力 随 着转 角 连 梁 跨 度 的 增 大 , 片 剪 力 墙 剪 力 的 ) 0 m, 0 i m, 最 0m 2 1 0 n, 5 0m 18 0m 240 ml五 种 力 学 模 型 。2 转 角 变化趋势均为先增大再 减小 , 大剪力都 出现在跨 度为 1 0 m 0m l1 0 m, 0 m, 0 i 2 l ) 跨 0 m 其 3剪 力 最 大 。 连 梁跨 度 均 为 1 0 i, 为 40ma60mn80ml1 0 n, 时 , 度 为 24 0m 时 剪 力 最 小 , 中 Q 0rn 高度 5 a O r, l, l, 00m q 0 0 l 由表 2可 以得 知 : 板楼转角 连梁 高度均为 90 m 跨度 不 同 0 m, 1 0 m五种力学模型 。3 不 开角 窗的塔楼结构 。 0m 2 )
但 是转 角 部 位 开 设 角 窗 之 后 便 会 大 为 削 弱 结 构 的 扭 转 刚 度 , 而 从 使 角部附近的构件受力更加 复杂 , 结构抗 震更 加不利 。现行设 对 计 规 范 中 没 有 关 于 转 角 窗 的设 - 法 , 计 人 员 对 于 这 种 设 置 转 t 方 设 角 窗 的 高 层 住 宅 剪 力 墙 结 构 很 大 程 度 按 偏 保 守 的方 法进 行 计 算 。
2 P A MS P软件 对 结构 进行 计算
时, 中间层剪力墙剪 力都 随着 转角 连梁跨 度 的增大 而减 小 , 也就
设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析
设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析在现代高层住宅建筑设计中,为了追求更好的采光和视野效果,转角窗的设置逐渐成为一种常见的设计手法。
然而,这种设计在给居民带来舒适居住体验的同时,也给剪力墙结构的安全性和稳定性带来了一定的挑战。
本文将对设置转角窗的高层住宅剪力墙结构进行深入分析。
一、转角窗对剪力墙结构的影响1、削弱结构刚度转角窗的开设会导致剪力墙在转角部位的连续性被打断,从而削弱了结构在该部位的抗侧刚度。
这意味着在水平地震作用或风荷载作用下,结构的变形可能会增大,影响结构的整体稳定性。
2、产生应力集中由于转角窗的存在,剪力墙在转角处的应力分布变得更加复杂,容易产生应力集中现象。
这种应力集中可能会导致混凝土开裂,降低结构的承载能力和耐久性。
3、改变内力传递路径正常情况下,剪力墙能够有效地传递水平和竖向荷载。
但转角窗的设置改变了内力的传递路径,使得荷载在传递过程中出现突变,增加了结构设计的难度。
二、剪力墙结构设计中的应对策略1、加强转角部位的构造措施为了弥补转角窗对结构刚度的削弱,可以在转角部位增加暗柱、暗梁等加强构件。
这些构件能够提高转角处的承载能力和抗变形能力,增强结构的整体性。
2、合理调整剪力墙布置通过优化剪力墙的布置,在保证结构整体稳定性的前提下,尽量减少转角窗对结构性能的不利影响。
例如,可以增加周边剪力墙的数量和厚度,以提高结构的抗侧刚度。
3、采用有限元分析方法借助先进的有限元分析软件,对设置转角窗的剪力墙结构进行精确的模拟分析。
通过分析结果,可以更准确地了解结构的受力情况,为设计提供可靠的依据。
三、施工过程中的注意事项1、保证施工质量在施工过程中,要严格按照设计要求进行施工,确保加强构件的钢筋布置和混凝土浇筑质量。
特别是转角部位的施工,更要精细操作,避免出现质量缺陷。
2、加强监测在施工过程中,对结构的变形和应力进行实时监测。
一旦发现异常情况,及时采取措施进行处理,确保施工安全和结构质量。
四、案例分析以某高层住宅项目为例,该项目在部分楼层设置了转角窗。
转角窗剪力墙的处理
对于剪力墙结构此做法在6度区这个窗绝对可以做,在7。8度地区采取措施后也可以做。做这个窗并没有违返高层建筑设计理论。
高层建筑的两道剪力墙之间并非一定要有连梁连接。只要结构的周期、层间位移、层间刚度比满足规范要求,完全可以只靠楼板连接。只是,此时结构楼板要采取措施。如局部楼板加厚、板配筋采用双向双面设置并且保证钢锚固长度,等...
2)洞口附近应避免采用短肢剪力墙和单片剪力墙,宜采用“T”、
“L”、槽型等截面形状的墙体,且墙厚宜适当加大,角窗洞边的暗柱宜按约束边缘构件设计,其截面尺寸宜适当加大,配筋宜适当加强;
3)转角处楼板宜局部加厚,配筋宜适当加大,并宜配置双向双层的直通受力钢筋。必要时可于转角处板内设置连接两侧墙体的暗梁或角部附加斜向钢筋。
或许有人问板厚多少为宜,配筋多少为好。首先板厚随便选,但不宜大于、等于墙厚。其次可以设置一定宽度的板带作为扁梁代替连梁输入程序计算便得配筋。
再来交代一下窗下墙的处理。此时不宜再用砖墙作窗间墙,把悬挑梁翻高,以梁代墙,同时也加强了梁对板的约束,一举两得
4)若内角墙体开洞,楼板凹进尺寸不应过深,否则应在角部设置拉梁。
5)结构电算时,转角梁的负弯矩调幅系数、扭矩折减系数应取1.0。
2 设置转角窗的高层住宅剪力墙结构不宜再设置跃层单元。
3 B级高度和9°抗震设计的A级高度高层建筑在角部剪力墙体上开设转角窗应慎重,要进行专门研究。
工程住宅较多的采用了拐角阳台,这对剪力墙结构抗震及为不利,为此采取以下加墙措施:a.在两墙间设折线连梁(应按双悬挑梁复算);b.加强墙端暗柱配筋,特别是箍筋;c.加厚此房间的板厚,并采用双层双向配筋;d.在板内配置斜向暗梁;在下认为:板加厚、双层双向、设置暗梁几个措施选择其一即可。
高层剪力墙结构开设角窗后底层内力分析
l0 0 1 0 6 . 9 3 9 8 . 4 . 7 3 0 — 9 . —1 6 . — . 0 0 丝 8 0 . 16 o 9 l 26 — 1. 9 8 2 5 O 82 9 3 5
12 0 1 0 6 8 5 9 1 O 踞 . 4 . 7 6 9 一l04 4 0 0 5 1 . 2 . l6 1 l 4 0 — 0 . l. 一l 7 . ~ . 0 73 5 9 5
高度 跨度 Q l
Q 2
Q 3
Q 4
Q 5
Q 6
Q ’
口 8
4 0 l 0 6 0 7 8 9 9 0 . O o 7 — 4 . — 3 . 一l 8 . — 9 . 0 0 5 . 3 . 17 1 3 l { . 7 19 5 9 33 95 9 0 5 S
90 0 90 0 60 0 l2 0 0
表 6 连梁高度变化时的底层底端弯矩
转 角连 梁
万 尺 寸/ m m 案
剪 力 墙 底层 底 端 弯矩 / N ・a k l l
高度 跨度 Q 1
Q 2
Q 3
口 4
Q 5
Q 6
Q 7
Q |
Q2
翦 力墙氛层甍力/ N k Q 3 Q Q 4 5 Q 6
・
Hale Waihona Puke 36 ・ 第3 7卷 第 7期 20 I1年 3月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
V0 _ 7 No 7 l3 . M a . 20l r 1
文章 编 号 :09 6 2 (0 ) 70 3 —2 10 —8 5 2 1 0 —0 60 1
l2 0 l5 0 — 4 . — 6 . — 3 . — 3 . —6 4 5 2 0 6 5 . - 1 . 0 0 626 2 15 6 4 3 5 12 5 . 6 . 醴 8 571
设置转角窗的高层住宅剪力墙分析
我们对表1所⽰的七种结构模型⽤建研院TAT版程序进⾏了分析计算,其所受荷载完全相同,层数、层⾼、平⾯形状及⼤部分构件截⾯尺⼨等⼏何参数也完全相同,仅转⾓处有的设置了“L”型剪⼒墙,有些则仅有交叉相交的连梁。
各个⽅案的结构平⾯布置见图1。
各个⽅案的结构⼒学模型、底层部分构件截⾯尺⼨见表1,上述各种结构模型电算。
表1:各个⽅案的结构⼒学模型⽅案号层数⾓部开洞情况外⾓(洞宽m)内⾓(洞宽m)连梁⾼度(m)⽅案⼀ 18 开(2.4)开(2.1) 0.6⽅案⼆ 18 开(2.4)开(2.1) 0.9⽅案三 18 开(2.4)开(2.1) 1.2⽅案四 28 开(2.4)开(2.1) 0.9⽅案五 18 开(1.5)开(1.5) 0.9⽅案六 18 不开(⾓墙2.5x2.5)不开(⾓墙2.1x2.1) 0.9⽅案七 28 不开(⾓墙2.5x2.5)不开(⾓墙2.1x2.1) 0.9由计算可以看出在⾓部墙体开洞和不开洞,结构的整体效应变化是显⽽易见的。
⽅案⼀、⼆、三、四、五均开洞,⽅案六、七不开洞,虽然它们的平⾯布置、荷载等基本相同,构件⼏何尺⼨也差异不⼤,但结构⾃振周期、地震作⽤下位移、基底剪⼒、弯矩等差异明显。
⾓部墙体开洞的结构其⾃振周期⽐⾓部墙体不开洞或仅局部开洞的结构⾃振周期⼤,地震作⽤下的位移也⼤,⽽基底剪⼒、弯矩则减⼩。
如⽅案四、七,在其他条件相同时,X⽅向第⼀⾃振周期分别为2.0976s、1.9775s,相对误差达6.1%。
⼜如⽅案⼆、六,在其他条件相同时,Y⽅向地震作⽤下基底剪⼒分别为7434.3kN和10520.87kN,相对误差达20%。
综上所述,⾓部墙体开洞和不开洞,在结构整体效应和构件的内⼒和配筋上⼤致有以下⼀些影响:在⾓部墙体开洞,与⾓部墙体不开洞的剪⼒墙结构相⽐,结构整体效应影响颇⼤,结构的抗侧⼒刚度、⾃振周期、地震作⽤等均有不同程度的差异。
⾓部墙体开洞的剪⼒墙结构,其外墙内⼒明显増⼤,配筋也相应加⼤。
设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析
设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析摘要:本文首先介绍了设置转角窗的高层住宅剪力墙结构的分析和设计,然后结合具体的事例探讨了详细的分析设计内容。
关键词:转角窗;高层住宅;剪力墙结构;分析设计随着我国经济的发展,在建筑行业中高层建筑的施工屡见不鲜,众所周知,高层建筑的施工相对于其他普通的建筑施工来说具备着很大的难度,尤其是在设置了转角窗的高层住宅内进行剪力墙的相关分析设计时尤其需要我们注意分析设计的质量和科学性。
1设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析设计结构分析一般采用目前国内流行的建科院编制的TAT、SATWE、TBSA计算软件。
对不落地窗结构,如按普通剪力墙开洞方法,即先在平面周边布墙,然后在拐角处开洞,将过梁按连梁对待。
这种方法看起来似乎严格按实际情况输入程序进行计算,但由于程序本身的缺陷,使拐角处自动产生一个小于150mm的短肢剪力墙,平面模型上反映不出来,要观察立面模型才可以发现,容易疏忽。
这个小墙肢作为角窗挑梁自由端一个支点,这与实际情况不符,加上由于该构件太小,是一个超筋构件,结构一受力,即产生破坏给整体计算带来混乱,因而是不可取的。
所以对转角窗上连梁应按普通框架梁考虑,梁高按实际输入,如不落地窗处为1400左右,落地窗处为500左右。
这种计算模型与实际受力情况吻合。
该过梁两个方向均为悬挑构件,梁断面尺寸相同。
当两个方向悬挑长度不相同时,应将长跨作为次梁,短跨作为主梁,有主次关系。
两个方向悬挑长度相差不多时,长跨仍然有悬臂受力可能,在端部也可以认为互为铰接关系。
角窗上连梁参与空间协同计算,其结果应进行复核。
对该处连梁上筋应按悬挑梁进行配筋;同时由于该处连梁又互为支座,梁下部应配置一定数量的底筋。
因为该处连梁在整体作用时,内力可能存在调幅,使梁弯矩按塑性调幅连续梁边跨跨中弯矩,加大悬臂梁下筋时结构刚度有利。
下筋一般不应小于2Φ20。
角窗上连梁在构造上可采取如下措施:①.连梁上筋在墙体内要有一定的延伸长度,一般其应向内延伸不小于1.2~1.5倍转角窗的长度,即在相邻墙体形成暗拖梁,若为短肢剪力墙时,则应延伸至内跨梁。
高层住宅大尺度转角窗结构受力分析和设计要点
高层住宅大尺度转角窗结构受力分析和设计要点摘要:本文主要讨论了房地产行业高层住宅剪力墙结构中大跨度转角飘窗的设计问题。
为了满足住宅户内空间通透性和景观资源利用率的高标准要求,高层豪宅项目普遍设置大尺度的转角飘窗。
设计人员在对大部分设置了转角飘窗的项目进行结构分析时,更多关注整体指标的情况。
然而,随着转角飘窗的悬挑跨度进一步加大,悬挑梁高度进一步降低,悬挑梁内外跨梁面存在较大高差导致支座钢筋无法拉通直锚等情况的出现。
需要设计人员对大尺度转角窗的局部受力情况进行全面分析,以确保结构安全和居住品质。
本文以下两个方面阐述高层住宅剪力墙结构中大跨度转角飘窗位置局部受力情况的分析及设计注意事项:1)悬挑梁柱内弯锚情况。
2)较小梁高下的大跨度转角飘窗舒适度情况。
关键词:高层剪力墙结构;大尺度转角窗;悬挑梁柱内弯锚;结构舒适度验算随着社会经济水平的不断提升,房地产行业已步入新的发展阶段。
在一二线城市的房地产市场中,改善型住宅逐渐成为主流,客户对产品品质的要求也日益提高,这主要体现在对建筑平面和立面的多样化、实用化方面。
为了满足人们对住宅户内空间通透性和景观资源利用率的高标准要求,高层豪宅项目普遍选择在主卧或客厅等位置设置大尺度的转角飘窗。
然而,在结构设计过程中,高层建筑四角的剪力墙作为重要构件,其角部竖向构件远离刚心,离刚心越远的抗侧力构件对整体扭转刚度的贡献越大。
因此,开设转角窗即在剪力墙角部开洞,对结构的整体效应产生一定程度的不利影响,削弱了建筑物角部的刚度,导致角部扭转效应增大,结构的周期和位移也随之增大,同时使角部附近的构件受力更加复杂。
目前,设计人员在对大部分设置了转角飘窗的项目进行结构分析时,更多关注整体指标的情况。
经过多个项目的论证,结构工程师在建筑方案阶段就介入设计,按照规程规定进行设防烈度下地震作用内力分析,并对转角飘窗对结构的削弱情况进行评估。
同时,采取相应的加强措施,通过对相应单体的多遇地震下墙肢偏拉、设防地震下墙肢拉应力、罕遇地震弹塑性分析表明,结构的整体指标是可以满足规程要求的。
高层剪力墙开设角窗的抗震和加强措施
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2 .开 设 角 窗 剪 力 墙 结 构 的 抗 震 加 强 措 施
2 1洞 口两侧墙体 厚度在底部加 强部位不小 于层 高的 1 1 , 它部 . /2其
位 不 小 于层 高 的 1 1 , 不 小 于 2 0 /5且 0 mm, 体 水 平 及 竖 向分 布筋 配 筋 率 墙
高层 剪力墙 结构开设 角窗的抗震分析和加强措施
姜 明 松
( 东 东 营 垦 利 县建 设 局 山 东 山 东营 2 70 5 50)
中 图分 类 号 :U 文献 标 识 码 : 文 章 编 号 :0 9—94 2 0 5 b 0 3 T5 A 10 1 X(0 9) ( )一 13—0 l 轴 线 处 ) 肢 加 长 , 口 由 1O 高 的挑 梁 连 接 , 向 抗 侧 刚 度 随 角 窗 数 墙 洞 .m x
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32 8 . 、 度地震 区增设 角窗对结构 局部有一定影 响 , 仅加 强局部构 件
高层剪力墙结构转角窗处墙体剪力论文
高层剪力墙结构转角窗处墙体剪力分析摘要:用PMSAP软件分析并计算转角连梁在不同高度和不同跨度下,转角部位墙体开洞后,墙体的剪力变化情况。
关键词:剪力墙;转角窗;连梁前言近几年来,很多剪力墙结构为满足建筑功能和通风采光的要求,在其拐角处做一凸出的阳台或凸窗,我们称之为转角窗。
虽然转角窗取代了抗震性能较好的转角墙使高层住宅结构的扭转刚度大为弱,但是开设转角窗的高层住宅,可使用户充分享受室外绿化景观和满足室内采光要求削,得到了越来越多开发商的青睐。
1角窗在计算模型里的建立高层剪力墙结构最需要计算和分析的就是剪力墙的剪力,所以本文重点研究开洞与否对结构角部墙体剪力的影响情况。
模型基于已建立的18层剪力墙塔楼结构,四个转角部位均开洞,转角连梁按按普通框架梁输入,梁截面尺寸为:梁宽同墙厚,梁高同窗间墙高。
本文应用PMSAP软件进行内力计算,提取受力最大的角部墙体的剪力数据,绘制开洞大小不同时,墙体在地震方向与X轴夹角不同时的剪力变化图。
其中底层、中间层、顶层剪力分别指模型中的首层、十层、十八层的转角墙体剪力值;还有转角连梁跨度为0mm时是指不开设角窗的剪力墙结构,跨度不同时,转角连梁高度均为900mm;转角连梁高度为0mm时也是指不开设角窗的剪力墙结构,高度不同时,转角连梁跨度均为1500mm。
2 PMSAP计算结果分析2.1塔楼转角连梁跨度不同、高度不同时的剪力变化图2.2 不同模型的剪力图分析由图1得:塔楼不开设转角窗时,地震方向与X轴夹角越大,结构底层剪力墙剪力越大;开设转角窗后,随着转角连梁跨度的增大,底层不同地震角所对应的剪力墙剪力总体趋势是先增大然后再减小,并且开始时增大的幅度很大,其中在转角连梁跨度为1200mm时,各片剪力墙剪力达到最大,接着随着转角连梁跨度的增大剪力墙剪力下降的趋势逐渐增大。
还有地震方向与X轴夹角小于30o时,开洞后的塔楼剪力大于不开洞的塔楼,大于30o时开洞后的塔楼剪力小于不开洞的塔楼。
转角窗洞口对高层剪力墙住宅结构的影响与设计建议
对称 时 , 板会 因水平 向偏 心而受 扭 , 楼 此时转 角处 的扭转 应力 集 中 , 变形 较大 , 甚至会 被挤 坏塌 落. 剪力墙 施工 _ 一般 采用 大模板 , 3 ] 转角 处模板 支护 难度 较大 . 且该处 转 角梁截 面小 , 配筋 多 , 利 于混 不
凝土 的浇 筑和振 捣. 由于转 角梁一 般高 于楼 板兼做 窗下 墙 , 施工 时混凝 土 浇 筑大 多 分两 次 进行 , 板 以 楼
1 转角 窗 的设 置对 结 构 的影 响
就墙肢 平面 布置 而言 , 由于角 部外墙 远离 结构 刚心 , 在结 构 X、 故 y两 பைடு நூலகம்方 向上 均具 有 很 大 的抗 扭
刚度 , 时还是协 调纵横 墙共 同工 作 的的重要 部位 , 到 了调整 整个 结 构设 计 指 标 的关 键作 用 , 角 部 同 起 而
结构 转角处 墙体 开洞后 , 转角 梁处 于受 力性能 不佳 的悬臂 状态 , 承受较 大 的剪 力 、 矩 , 结构 中 其 扭 在 部楼层 尤 为显著 . 由于在转 角处无 有效 的竖 向构件 约束 , 只能靠 转 角窗 上 梁 的水 平 约束 , 因该 梁 的受 又
力本 质为悬 挑梁 , 故转 角处 的楼板 所受 约束较 弱 , 当结 构 的核心 筒 稍有 偏 置 , 或者 结 构 总体 布 置 明显 不
采用 结 构计 算 软 件 S ATWE对表 1所 示 的八 个结 构 模 型进 行 计 算 , 八 个模 型所 受 荷 载基 本 相 这 同 , 面 布置 、 层数 、 平 楼 层高 以及 大部分 构件 几何参 数基 本相 同. 在 转角 处 有 的模 型设 置 了“ ” 剪力 仅 L型
墙 , 的模 型设 置 了交 叉 的转角梁 , 种方 案 的 底 层结 构 平 面 布 置 图和 部 分构 件 尺 寸 如 图 1和 表 1所 有 八
浅谈高层建筑转角窗结构设计
浅谈高层建筑转角窗结构设计摘要:随着近年房地产行业的迅猛发展以及人们对住房功能要求的逐年提高,建筑在追求更好视野的同时也给结构设计带来了不少挑战,本文研究了高层建筑转角窗结构对结构整体的影响、设计的方法及构造措施,仅供参考。
关键词:高层建筑;结构;转角窗从建筑物整体抗震概念来说,建筑物角部是保证结构整体性的重要关键部位,在地震作用下,建筑物发生平动、扭转和弯曲变形,位于建筑物角部的结构构件受力较为复杂,其安全性又直接影响建筑物角部甚至整体建筑的抗倒塌能力,近年来在更多的建筑中,为了取得最佳景观,不惜在建筑的四角通过设置转角窗把角部墙体取消,代之以角部交叉连梁连接,这将使角部附近的构件受力更加复杂并削弱了结构的整体性,尤其是对高层结构抗震更是不利。
1.建筑外墙设置转角窗的不利因素1.1转角窗的设置对剪力墙结构高层住宅抗震总体不利,建筑物角部是结构抗震的薄弱部位,地震时,角部构件内力较大,应力集中,受力复杂。
1.2外墙角部墙体取消后,相邻外墙墙肢的剪力、弯矩也都将明显增大,若内外墙等厚,则此时外墙的地震力要大得多。
1.3转角部位墙体取消后,其梁处于悬臂状态,悬臂梁受到较大剪力,且梁的扭转效应明显。
1.4由于转角窗的设置,楼板在转角部位无竖向构件的有力约束,只能靠角窗上梁的横向约束,又由于该梁实为悬挑梁,故对角部楼板的约束相对较弱。
当高层建筑核心筒稍有偏置,或建筑总体布置明显不对称时,楼板会因水平力偏心而受扭,此时转角部位的楼板扭转应力集中,变形会很大,严重时会挤坏脱落。
1.5转角梁大多高于楼板兼做窗下墙,施工时一般分两次,楼板以下部分随同下层墙体混凝土浇筑,楼板以上部分随本层墙体混凝土浇筑,施工缝处若处理不好,梁支撑强度不够或过早拆除,或过早承受较大荷载,会使两部分梁不能同时工作,严重时会开裂,破坏结构。
2. 抗震设计时,高层建筑设置转角窗的限制条件抗震设防烈度为9度的剪力墙结构和B级高度的高层剪力墙结构不应在外墙开设角窗。
安宁庭院高层住宅剪力墙转角窗的结构设计
安宁庭院高层住宅剪力墙转角窗的结构设计提要:针对高层住宅剪力墙转角窗的设置,从工程实例出发,结合工程实际经验,就转角梁的配筋构造、转角窗处墙肢设计、楼板的构造进行设计,提示重视转角窗设计的安全性和重要性。
关键词:高层住宅剪力墙、转角窗、转角窗处结构设计要点及加强措施Abstract: In view of high rise shear wall corner window settings, the paper, combining with the practical engineering experience, on the angle beam reinforcement structure, corner windows office wall design, floor structure design, prompt attention corner window design of the security and the importance of.Keywords: high-rise shear wall, corner windows, corner window structure design key points and measures to strengthen.随着土地的减少,高层住宅建筑越来越多,城市的发展进程与规模,也使建筑平面布局,立面设计更加新颖、美观、实用。
在高层住宅中建筑师在建筑平面外墙转角处常常设置转角窗,以使用户充分享用室外绿化美景和满足室内采光,丰富室外立面造型。
以上这些优点使转角窗的设置应用成为高层建筑住宅的一种普遍趋势。
但对结构设计角度而言,转角窗的设置导致很多结构设计方面的不利因素,同时也给后期施工质量增加一定难度。
具体体现在以下几点:(1)转角窗的设置对剪力墙结构高层住宅抗震总体不利,建筑物角部是结构抗震的薄弱部位。
地震时,角部构件内力较大,应力集中,受力复杂。
设有转角窗的高层剪力墙结构内力分析
设有转角窗的高层剪力墙结构内力分析费永强;丁秀静;张景坤【摘要】对开设转角窗的高层剪力墙结构建立不同的力学模型,应用PMSAP软件分析并计算结构开洞后对角部构件内力的影响,计算结果表明高层剪力墙结构开设转角窗后角部墙体剪力变化较大,尤其是转角连梁跨高比不同时剪力变化也不同.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)006【总页数】2页(P41-42)【关键词】剪力墙;转角窗;剪力【作者】费永强;丁秀静;张景坤【作者单位】天津海盛石化建筑安装工程有限公司,天津,300270;北京兰博雅工程信息咨询有限公司,北京,102200;河北理工大学建筑工程学院,河北,唐山,063000【正文语种】中文【中图分类】TU973.160 引言改革开放以来,随着我国经济的快速增长以及人们生活水平的日益提高,人们对居住环境的要求也越来越高。
为了满足住户的这种需求,开设转角窗的高层住宅拥有独特的转角外形、较好的视觉效果和良好的通风采光条件,得到了越来越多人的青睐。
但是转角部位开设角窗之后便会大为削弱结构的扭转刚度,从而使角部附近的构件受力更加复杂,对结构抗震更加不利。
现行设计规范中没有关于转角窗的设计方法,设计人员对于这种设置转角窗的高层住宅剪力墙结构很大程度按偏保守的方法进行计算。
1 PMCAD模型的建立首先应用PMCAD建立一座地下1层,地上18层,在转角部位开设角窗的高层剪力墙结构。
在平面位置、荷载情况、构件尺寸和设计参数大致相同的情况下对板楼分别建立如下几种结构模型:1)转角连梁高度均为 900 mm,但是跨度分别为 600 mm,1 200mm,1500mm,1 800mm,2 400mm五种力学模型。
2)转角连梁跨度均为1 500mm,高度为400mm,600mm,800mm,1 000mm,1 200mm五种力学模型。
3)不开角窗的塔楼结构。
2 PMSAP软件对结构进行计算对PMCAD中的模型分别进行计算,得出角部墙体的剪力大小。
高层建筑中如何优化转角窗结构设计的分析
高层建筑中如何优化转角窗结构设计的分析社会经济的快速发展带来了建筑行业的繁荣,城市的高层建筑越来越多,人们对建筑的造型要求也越来越高。
为了满足人们个性化的需求,越来越多的建筑设计师开始在转角窗上下功夫,设计出满足人们需求的新颖独特的转角窗。
本文简要分析转角窗结构设计对整体建筑结构的影响,并提出优化高层建筑转角窗结构设计的措施。
标签:转角窗;高层建筑;设计;影响因素;措施随着人们生活水平的提高,人们对住宅的功能要求越来越高,尤其是建筑的立面效果和采光通风条件的要求,而转角窗就是顺应这种潮流而产生的。
目前在高层建筑中常见的转角窗有两种,即:落地转角窗和有窗台的非落地转角窗。
转角窗具有视野广阔、采光条件良好的优点,但是,其设计又给建筑结构设计带来了一定的难度,尤其不利于高层建筑抗震性能的提高。
1 转角窗设计对整体建筑结构的影响建筑的角部是施工的关键点,也是质量控制的关键部位,一般设置了“L”形剪力墙。
而设置转角窗之后,建筑的角部结构设计就发生了一定程度的变化,角部附近的构件受力情况更加复杂,不利于提高建筑物的抗震性能。
在高层建筑设计中,设置转角窗之后,也就是说在建筑结构的角部墙体开洞,这样就会使建筑的抗震性能和抗扭刚度受到严重影响,出现一丁点差错都有可能给建筑结构带来严重不良影响,甚至有可能出现挤压坍落的情况。
转角窗上的梁为挑梁,楼板在转角窗处没有竖向构件的可靠约束,只有角部挑梁的横向约束,且约束力较小。
当发生地震时,由于转角窗部位的楼板扭转应力集中,所以极容易发生变形现象,严重时就会出现挤压坍塌的情况。
而且,设置转角窗之后,同一个房间的楼板约束力也是不一致的,这样就会对建筑的整体结构抗震性能产生一定的影响。
总而言之,转角窗的设计虽然给高层建筑物带来了新颖独特的造型结构,带来了良好的通风采光条件,但是却不利于建筑结构抗震性能的提高。
而高层建筑的质量和安全性往往又关乎众多老百姓的正常生活和生命财产安全。
高层剪力墙住宅转角窗处结构设计与分析
高层剪力墙住宅转角窗处结构设计与分析发表时间:2016-03-22T10:15:03.187Z 来源:《基层建设》2015年26期供稿作者:房先强[导读] 江苏东都建筑设计研究院有限公司在现今高层建筑建设中,剪力墙住宅转角窗可以说是一种重要的结构形式,如果没有对该结构进行科学的设计,就会对整个建筑的整体设计效果产生影响。
江苏东都建筑设计研究院有限公司 223600摘要:在现今高层建筑建设中,剪力墙住宅转角窗可以说是一种重要的结构形式,如果没有对该结构进行科学的设计,就会对整个建筑的整体设计效果产生影响。
在本文中,将就高层剪力墙住宅转角窗处结构设计进行一定的研究与分析。
关键词:高层剪力墙;转角窗处;结构设计;1 引言随着我国城市化建设的发展,人们生活水平的提升,人们对于住宅也具有了更高的要求。
除了需要建筑住宅具有舒适、安全的特点之外,还需要其能够具有良好的采光条件以及通风条件。
其中,建筑中转角窗的设计不仅能够对人们对于视野的需求进行满足,还能够对建筑较为复杂的角部墙肢进行去除。
对此,就需要能够做好该位置的结构设计工作。
2 转角窗设置对剪力墙结构的影响对于剪力墙结构来说,转角窗对其具有着较为深远的影响:从墙肢平面布置情况分析,脚步外墙同刚心的间距较大,在X、Y两个方向也会具有较大的抗扭刚度,且该部分在对纵横墙协同作业进行联系时也会扮演着非常重要的角色。
在角部墙体开洞之后,整个建筑的抗扭刚度以及抗震性都会受到非常严重的影响,如果在此时没有对其进行有效的控制,则很可能因此形成一种不规则、具有一定扭转性的平面类型,并因此对我国相关条文以及规范产生了违反情况。
而在转角处墙体开洞之后,在竖向构建上则不再具有约束,所存在唯一的约束就是水平方向的约束。
在这种情况下,如果建筑整体结构对称性没有满足要求、或者核心筒位置出现偏移情况,则非常容易使建筑脆弱转角梁板位置出现变形问题,甚至会因此出现挤坏塌落的情况,需要设计人员能够对转角窗设计引起充分的重视。
有转角窗高层住宅短肢剪力墙结构设计
4 剪力 墙宜上下连续布置 , ) 避免刚度突变 。 5 一般 情况 下应 避免剪力墙墙肢平 面外 有单 向楼 面梁 , ) 在不
收 稿 日期 Βιβλιοθήκη 0 10 -8 2 1 —9 1
图 1 模型 一结构布置图
模 型说明 : 假设建 筑地 上 1 层 , 下室 , 高 3 0 m, 0 无地 层 0m 混 0
有转 角窗高层住 宅短肢 剪力墙 结构设 计
许 剑锋
摘
王
辉
要: 对短肢 剪力墙 结构设 计过程 中遇到 的问题进行 了总结, 着重探讨 了短肢 剪力墙 结构的截 面形状 、 面布 置等 , 平 通
过建立计算模型提 出了设计转 角窗剪力墙的加强方案 , 以保证 结构安全可靠。
关键 词 : 短肢剪 力墙 , 一般剪力墙 , 连梁 , 延性 , 扭转 , 角窗 转 中图分 类号 :U 9 . T 38 2 文献标识码 : A
第3 7卷 第 3 3期 2011年 11月
山 西 建 筑
S HANX ARCHIEC URE I T I
Vo . 7 N . 3 13 o 3
N v 2 1 o. 0 1
・5 1・
文章编号 :0 9 6 2 2 1 )3 0 5 —2 10 -8 5(0 1 3 -0 10
大 , 中地震作用 的方 向增大 8 % , 明地震作 用 时建筑 物 的变 其 0 说
形及扭转较 大 , 对结构很不利 。采取加 强措施 的模 型三 和模型 四 则能大大改善结 构的受力性能 。
量 1 Q 寸量 丁
— —
通过对 以上模型计算 结果 分析并 结合 其他 设计 院 的研 究 成
普 通剪力墙结 构 中露 梁 露柱 和 对建 筑 空 间的 限制 越来 越 不满 。 等 , 不宜采用延性及平 面外稳定性 均不利 的“ ” 一 字形 。原先设 计
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设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析摘要:本文首先介绍了设置转角窗的高层住宅剪力墙结构的分析和设计,然后结合具体的事例探讨了详细的分析设计内容。
关键词:转角窗;高层住宅;剪力墙结构;分析设计
中图分类号: tu241.8 文献标识码: a 文章编号:
随着我国经济的发展,在建筑行业中高层建筑的施工屡见不鲜,众所周知,高层建筑的施工相对于其他普通的建筑施工来说具备着很大的难度,尤其是在设置了转角窗的高层住宅内进行剪力墙的相关分析设计时尤其需要我们注意分析设计的质量和科学性。
1设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析设计
结构分析一般采用目前国内流行的建科院编制的tat、satwe、tbsa计算软件。
对不落地窗结构,如按普通剪力墙开洞方法,即先在平面周边布墙,然后在拐角处开洞,将过梁按连梁对待。
这种方法看起来似乎严格按实际情况输入程序进行计算,但由于程序本身的缺陷,使拐角处自动产生一个小于150mm的短肢剪力墙,平面模型上反映不出来,要观察立面模型才可以发现,容易疏忽。
这个小墙肢作为角窗挑梁自由端一个支点,这与实际情况不符,加上由于该构件太小,是一个超筋构件,结构一受力,即产生破坏给整体计算带来混乱,因而是不可取的。
所以对转角窗上连梁应按普通框架梁考虑,梁高按实际输入,如不落地窗处为1400左右,落地窗处为500左右。
这种计算模型与实际受力情况吻合。
该过梁两个方向均为悬挑构件,梁断面尺寸相同。
当两个方向悬挑长度不相同时,应将长跨作为次
梁,短跨作为主梁,有主次关系。
两个方向悬挑长度相差不多时,长跨仍然有悬臂受力可能,在端部也可以认为互为铰接关系。
角窗上连梁参与空间协同计算,其结果应进行复核。
对该处连梁上筋应按悬挑梁进行配筋;同时由于该处连梁又互为支座,梁下部
应配置一定数量的底筋。
因为该处连梁在整体作用时,内力可能存在调幅,使梁弯矩按塑性调幅连续梁边跨跨中弯矩,加大悬臂梁下
筋时结构刚度有利。
下筋一般不应小于2φ20。
角窗上连梁在构造上可采取如下措施:①.连梁上筋在墙体内要有一定的延伸长度,一般其应向内延伸不小于1.2~1.5倍转角窗的长度,即在相邻墙体形成暗拖梁,若为短肢剪力墙时,则应延伸至内跨梁。
②.可在连梁梁肋两侧配置足够数量的抗扭腰筋,其规格宜同墙体水平筋。
该钢筋可起三方面作用:一是抵抗因交叉对本梁产生的扭矩;二是抵抗因结构平面周边扭转应力对过梁产生的侧向弯矩,三是防止过梁因对室外温度感应而产生侧向裂缝。
角窗所在处楼板在构造上可采取如下措施:①.板加厚:由于转
角处板没有坚向约束,仅有悬挑梁弱约束,故应将楼板至少加厚为150mm,配置双层双向钢筋。
②.配筋加强:在板内剪力墙端约束构件之间设置一道斜向拉结暗梁,一方面可以加强板边约束,另一方面
可使由于偏心产生扭转应力通过暗梁直接传至剪力墙,而非通过挑梁与挑梁之间传递,减小角部板内扭转应力。
拉结暗梁宽一般可取500,设置上下各4φ16加强筋,均需锚入两侧墙约束构件一定长度,箍筋宜配φ10@100.当加强筋遇板筋时,板筋设在上排,使暗梁成为
板的支座。
除采取上述措施外还应加强与角窗相连的墙肢边缘构件的构造。
如有条件则应尽可能加大窗边墙长度不小于2m,加大边缘构件
长度,至少600。
对短肢剪力墙,则应按柱配置;对角窗处墙体应在满足计算结果前提下再适当加大配筋。
根据摸索总结,笔者认为,对于这类转角窗计算设计时,有以下
几点可供借鉴:①.角窗洞口上下应对齐,洞口宽度不宜过大,洞口
高度也应在满足功能前提下尽可能小;②.洞口附近应避免采用短
肢剪力墙或单片剪力墙,宜采用“t”、“l”、“[”型等截面形状的墙体,墙长尽量不小于2000mm,且墙厚宜适当加大。
洞边暗柱宜按约束边缘构件设计,其截面尺寸宜适当加大,应扩大至600mm范围,配筋宜适当加强;③.角窗过梁计算模型输入时,不应按剪力墙壁开洞法,应按框架梁输入;④.角窗连梁上下钢筋配筋应予加强,沿两侧应配置足够的抗扭钢筋;⑤.角窗处楼板处加厚至少150mm,配筋适当加大,板内配置双向双层钢筋,并设置斜向拉梁来加强约束。
2结合具体实例探讨设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析设
计
1)在两个主轴方向应各布置一定数量的剪力墙,所有剪力墙形成的刚心宜与建筑物形心尽量重合,以减少地震作用时扭转变形的不利影响。
2)设计时一般利用电梯井及楼梯间形成刚度较大的筒体,另外还要布置一定数量的一般剪力墙,避免短肢剪力墙过多,以弥补短
肢剪力墙抗震性能较差,地震区应用经验不多的不安全因素。
《高规》中7.1.8条规定:抗震设计时,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力
矩的50%。
另外《高规》中对短肢剪力墙的抗震等级、轴压比、配筋率等都有较高要求和严格限制。
3)东西山墙及端部开间的外纵墙及刚度中心附近应布置一般剪力墙。
4)剪力墙宜上下连续布置,避免刚度突变。
5)一般情况下应避免剪力墙墙肢平面外有单向楼面梁,在不可避免时,结合住宅实际情况,应在墙梁相交处设置暗柱,并按计算配筋,或在剪力墙内设置型钢。
不过正常情况下设置暗柱能满足设计要求。
1)短肢剪力墙的形状应采用“l”形、“t”形、“十”字形、槽形等,不宜采用延性及平面外稳定性均不利的“一”字形。
原先设计多层住宅时门垛宽度一般设计为120mm,但在短肢剪力墙结构的高层住宅中,若门垛处布置短肢剪力墙,门垛宽度仍设计为120mm,那么根据《高规》中7.2.15和7.2.16条之规定,此处短肢剪力墙虽然带有门垛,但仍为“一”字形剪力墙,因为此处门垛的尺寸不能形成有效的约束边缘构件或构造边缘构件。
以抗震7度设防地区,抗震等级为二级为例:短肢剪力墙厚度取200mm时,按《高规》中的规定,门垛宽度至少设计为300mm较适合。
2)一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的剪力
墙墙肢端部的边缘构件称为约束边缘构件,设计应符合《高规》中7.2.15条之规定;一、二级抗震设计的剪力墙其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部的边缘构件称为构造边缘构件,设计应符合《高规》中7.2.16条之规定,这里不再赘述。
3)现在住宅设计中,有不少住宅将东西两个端开间的房间窗设计成转角窗,在房间内观赏室外景色视野开阔且采光通风良好,开发商将此作为卖点,也赢得了购房者的认可。
但对于结构来说,剪力墙在端开间角部得不到连续,而且开口较大,对于抗震设计很不利,那么怎么解决这个问题,现建立四个计算模型以供分析比较。
模型说明:假设建筑地上10层,无地下室,层高3000mm,混凝土强度等级c25,墙厚200mm。
模型一:不设置转角窗;模型二:设置转角窗,对剪力墙边缘不作处理;模型三:设置转角窗,在剪力墙边缘设置端柱;模型四:端开间板厚比其他模型增加20%,上下层窗间部分作为连梁设计。
具体布置如图1~图4所示。
注:1)图1~图4中阴影部分为剪力墙,其中,q1~q7均为一般剪力墙,其余为短肢剪力墙;2)结构左右对称。
采用建研院的pkpm 系列工程软件中tat模块计算,现对一些计算结果进行列表比较,如表1所示。
由表1可看出,模型二的自震周期、位移、地震作用的方向最大,其中地震作用的方向增大80%,说明地震作用时建筑物的变形及扭转较大,对结构很不利。
采取加强措施的模型三和模型四则能
大大改善结构的受力性能。
通过对以上模型计算结果分析并结合其他设计院的研究成果,高层住宅设置转角窗时,为减少开洞部位各构件的扭转变形,提高建筑物整体抗震性能有两种途径:1)加强剪力墙本身,提高剪力墙延性和平面外的稳定性。
a.在剪力墙端部设置端柱,该端柱各层宜均按约束边缘构件设计;b.应采用一般剪力墙,形状不应用“一”字形,墙厚、配筋宜适当加大,配筋宜设计成双层双向;2)加强连接剪力墙的结构构件,提高整体性。
a.连梁高度适当加大。
现在住宅的窗户面积较大,窗下墙高度低,有的只有400mm,建议窗下墙不要砖砌或浇筑构造配筋的混凝土,而宜将两层窗间部分整体当连梁设计。
b.转角处的楼板加厚,配筋适当加大。
以上分析仅限于非抗震设计和6,7,8度抗震设计的a级高度高层建筑,其他高层应作相应专门研究。
结语
总之,剪力墙结构是新兴的结构形式,有着其他结构形式无可比及的优点和广阔的市场前景。
设计中应根据其受力特点和破坏机理,选择合理的方案布局,选择正确的计算软件,严格遵守规范规定的各条款进行设计,保证结构的安全可靠。
参考文献:
[1]jgj3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[s].
[2]张景坤,马立杰.开设转角窗的高层剪力墙结构分析[j].山
西建筑,2010,36(29):42-43。