部分框支剪力墙结构高层住宅设计.pdf

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1、2012年5月■啊目麓揸规划与设计部分框支剪力墙结构高层住宅设计黄造勇(惠州市建筑设计院有限公司)摘要：转换层楼板按照弹性膜假定，采用SATWE和PMSAP结构设计软件进行了内力的对比分析。按照甲方及施工单位的要求转换大梁仍采用钢筋混凝土粱．通过加强转换层楼板的配筋和抗扭腰筋的方法解决转换粱的受扭问题，构造措施满足相关规范的要求。关键词：框支剪力墙结构：转换层：刚度比；住宅1工程概况惠州某住宅小区规划用地位于惠州市惠城区，总规划用地面积107047．42m2。其中A栋地上部分共31层，为一梯四户住宅；顶部局部为水箱和机房层；地下1层，主要为车库

2、和设备用房。本文只就其A栋进行结构分析。这个工程在设计上存在两个难点，一是考虑转换层设在三层的不利影响，另一个就是转换大粱的设计。抗震设防烈度为Ⅵ度，建筑场地类别为二类，场地土的特征周期为O．35s,对应于设计基本加速度值为0．059，设计地震分组为第一组。根据建筑使用功能的重要性分类，工程建筑抗震设防类别为丙类。2设计特点2．1建筑设计特点本工程建筑平面为典型的一梯四户，平面为品字形，单轴对称。这样的平面对于结构抗扭转来说是不利的。标准层单层建筑面积约为510多平方米。楼电梯集中设置在品形中部，尽可能的减少公共面积．提高建筑使用率。这样的平面

3、特点使楼电梯处成了结构设计的薄弱部位。2．2结构设计特点由于建筑平面的特点，形成三块联系相对薄弱的大楼板，造成了事实上的平面布置不均匀，不对称，属于平面不规则结构(如图1)。由于上下功能的不同和立面的需要，竖向构件不连续，在三层设置结构转换层(如图2)。虽不属于严格意义上的高位转换，但在设计上还是考虑了转换层设在三层对结构整体的影响。结构整体刚度较差，扭转刚度较弱。计算出来的位移比各工况下均大于1．2，属于扭转不规则。综合分析此结构属于严重不规则结构。计算时采用了两种计算软件进行对比分析。图l3结构设计3．1结构设计的要点圉2的变更而忽略该问题

4、，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。4．6嵌固端的设置问题由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板。也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上。结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设雹、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题．而忽略其中任何一个方面都有计算分析采用了壳元理论为基础的构

5、造墙元模型的SATWE多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件，采用广义协调墙元模型的PMSAP特殊多、高层建筑结构分析与设计软件进行较核。结构平面布置力求简化，传力合理。剪力墙在建筑平面周边均匀布置，在楼电梯处形成芯筒，在建筑飘窗处形成反梁，加大梁的高度，力求减少结构在水平力作用下的扭转效应，并使结构在两个主轴方向具有相当、合理的抗扭刚度，使计算位移比在规范要求的范围内。对楼板也采取了加强措施。在三层转换层处楼板厚度采用180nun，配筋率为0．25％，配筋双向双层拉通：二层楼板采用150mm，板筋也采用双向双层拉通；四层楼板按普通楼板配筋

6、，只是适当加厚了板厚，均为120mm。在标准层楼电梯处的楼板加厚至150mm，配筋也是按0．25％的配筋率双向双层拉通，有效的提高了此处楼板平面内外的刚度．计算时按弹性楼板计算。适当提高了关键构件的抗震等级。由框支柱和转换梁组成的框支框架的抗震等级按高规表提高一级采用，实际抗震等级为一级。底部加强部位框架为三级，剪力培为三级；其他部位框架采用四级。剪力墙采用四级。严格控制竖向构件的轴压比。底部剪力墙轴压比均不超过0．6，楼电梯间芯筒剪力墙轴压比控制在O．35以内。依容柏生院士有关论文，芯简剪力墙轴压比小于0．35可以大大提高整体结构在罕遇地震下

7、的抗倒塌性能，结构三水准设计可以有效的保证。3．2结构整体电算结果工程采用SATWE软件进行主要设计。采用进行PMSAP软件进行校核，将两种软件的计算结果进行对比分析，根据分析优化结构设计。在结构电算过程中，注意选用合理的计算简图和计算参数。结构阻尼比采用0．05，多遇水平地震作用影响系数最大值为0．04．罕遇水平地震作用影响系数最大值为O．28，基本风压为0．45(50年)、0．5(100年)，由于建筑高度大于60m，构件截面承载力设计时按100年一遇采用，地面粗糙度为B类。在计算小震作用下结构的弹性水平位移(位移比)时，采用了全楼刚性楼板假

8、定，并分别计算了偶然偏心和双向地震作用两种情况，按两者最不利采用。由于楼电梯的集中布置，造成了中部楼板的大面积开洞，设计时补充了弹性楼板的计算模型，并