高层剪力墙住宅转角窗处结构设计与分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第38卷第6期38SichuanBuildingScience2012年l2月高层剪力墙住宅转角窗处结构设计与分析周文凯，王泽军，贺志坚(1．中国建筑上海设计研究院有限公司，上海200063；2．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：高层剪力墙住宅设置转角窗是当前结构设计经常遇到的情况，为了了解转角窗的设置对结构的影响，本文通过实例分析了角部墙体开洞前后，整体结构和角部构件的内力变化，然后针对该种结构的薄弱部位给出一些加强措施。关键词：高层住宅；剪力墙结构；转角窗；结构设计中图分类号：TU318文献标识码：B

2、文章编号：1008—1933(2012)06—038—050引言2实例的电算结果与分析近几年，随着国民经济的不断增长和城市化进对表1所示的8个结构模型，采用结构计算软程的推进，人们对住宅的要求越来越高，布局合理，件SATWE对模型进行计算，这几个模型所受荷载采光通风好，视野开阔的户型备受人们青睐，转角窗基本相同，层数、平面布置、层高及大部分构件几何的设置则尤为突出，这样受力复杂的角部墙肢，由于参数基本相同。仅在有的模型转角处设置了“L”型转角窗的设置而被去掉，因此地震时转角窗处的构剪力墙，有的模型设置了交叉的转角连梁，各种方案的结构模型、底层结

3、构平面布置和部分构件尺寸分件受力便更加复杂，致使结构的抗震性能有所降低，别见表1和图1。本文结合实际工程的几种方案进行结构分析，给出表1各种方案的力学模型及构件尺寸相关的看法和解决措施。1转角窗的设置对结构的影响就墙肢平面布置来讲，由于角部外墙远离刚心，在、l，两个方向上都具有很大的抗扭刚度，同时还注：方案1角部房间墙肢开洞位置在该房间外墙中部，宽度为1．8是联系纵横墙协同工作的有利部位，在对调整整个m，连梁高度为0．4m，且各方案均是33层。结构设计指标方面起到重要作用，而角部墙体开洞2．1整体分析后，结构抗震性能会减弱，尤其是对结构抗扭刚度

4、的计算结果见图2～4。根据《建筑结构荷载规影响，极易形成“扭转不规则”的平面类型。很可能范》附录E．2剪力墙周期经验公式，验算可知上超过《建筑抗震设计规范》第3．4．3条和《高层建述模型基本符合要求。但结构角部开洞与否，对结筑混凝土结构技术规程》第4．3．5条的位移比与构整体效应的变化较明显。虽然它们的平面布置、周期比限值。荷载等基本相同，构件尺寸也相差不大，但结构的自转角处墙体开洞后，由于在角部无竖向构件的振周期、位移、基底剪力和弯矩变化较明显。角部墙有效约束，只能靠角窗上转角梁的水平向约束，又因体不开}同比角部墙体开洞的结构自振周期、位移小

5、，该梁本质上为悬挑梁，故转角处楼板约束较弱，当高基底剪力和弯矩则增大。层结构核心筒稍有偏置，或结构总体明显布置不对连梁跨度与截面高度对整个结构动力特性影响称时，楼板会因水平向偏心而受扭，此时转角处的扭也较大，如角部同样开洞，但洞口大小不同，结构的转应力集中，变形增大，甚至会挤坏塌落。整体效应相差也是明显的，如方案2、6、7，仅洞口的宽度依次增大，自振周期和位移依次增大，而基底剪力逐渐减小。收稿日期：2011-07-05方案2、3、4、5，其它条件相同，仅连梁的高度依作者简介：周文凯(1984一)，男，湖北成宁人，硕士，主要从事高层结构抗震研究。

6、次增大，自振周期和位移依次减小，而基底剪力逐渐E—mail：zhouwenkail984@sina．tom增大。周文凯，等：高层剪力墙住宅转角窗处结构设计与分析39图1各种方案结构平面布置其余剪力墙。由于该结构下半部分的结构特点(基本上是关于结构平面中心y轴对称，内力也呈现轴对称关系)，故取左半部分为研究对象，例如方案1中，墙肢A、B、C、D和连梁a、b、c构成了一榀腹板开洞剪力墙(沿方向)，墙肢I、J、K、L和连梁h、i、j构成了一榀翼缘开洞剪力墙(沿y方向)。在方向地震作用下，两种方案的底层部分墙肢、连梁内力依次见表2、表4，两种方案底层部

7、分墙体的底部弯图2自振周期矩比较见表3。表2方案1、2底层部分墙体内力案萼案萼轴／k力N注：表2～7中数据皆是在X方向地震作用F所得。从表2中可以看出，方案1中腹板墙肢轴力和图3顶点最大位移弯矩两头大，中间小，且翼缘墙肢轴力较腹板处大，如方案1中1轴线上4个墙肢轴力之和为6346．3kN，而腹板左半部分4个墙肢轴力之和仅为872．3蚤kN，两者比值高达7．28；剪力基本上是按其刚度大长躲小分配，翼缘和腹板的剪力相差不大；翼缘处弯矩较避蝴腹板处小，腹板左半部分4个墙肢弯矩之和为一560．2kN·m，而左翼缘处4个墙肢之和为79．1kN·1TI，两

8、者比值为7．08。表3方案1、2底层部分墙体弯矩比较图4基底剪力墙肢腹板墙肢翼缘墙肢方结构自重基底弯矩总弯矩总弯矩总弯矩B／AC／A案／kN／(kN·