某高层框剪结构设计优化措施分析.pdf

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1、城市建筑┃结构•抗震┃URBANISMANDARCHITECTURE┃STRUCTURE•ASEISMATIC某高层框剪结构设计优化措施分析■程建亮[摘要]框剪结构结合了框架结构与剪力墙结构的各自优建筑结构高度为76.8m，地下室层高为5.85m，首的偏心，从而产生一定的扭转不规则。但从整个结点，并以其良好的抗震性能被广泛应用于高层结构设计中。层层高为5.1m，标准层为4.5m，总建筑面积约19构构件布置的平面和竖向规则性、楼板的开洞面积、22本文对在电梯井楼梯间设置剪力墙由于偏心造成结构扭转000m。各层活荷载取值：商业取3.5kN/m，办公平面

2、的凹凸、竖向构件的连续性等可以看出，结构22不规则、结构位移的控制、剪力墙的布置是否均匀、框梁楼取值2.0kN/m，机房取7.0kN/m。甲方考虑到后又较为规则。2的过大集中应力等情况加以分析与探讨，通过现有工程实期业主的分隔布置灵活，要求活荷载增加1.0kN/m。该工程主要设计计算参数如下：抗震设防烈度例的精心计算，不断调整设计思路优化设计方案，阐明了考虑到甲方对楼层净高和使用空间要求，结构为7度，地震加速度为0.1g，结构安全等级为丙类。这些设计的难题。类型选择框剪结构。二层结构平面布置如图1，标场地类别为Ⅳ类，场地土无液化，地面粗糙度为B2准

3、层结构平面布置如图2。因甲方对建筑外立面以类，特征周期0.9S，基本风压为0.60kN/m。初步[关键词]高层框剪结构结构设计计算结构优化设计及室内使用空间的要求，南北立面东西向的墙体不计算下，剪力墙承担抗倾覆力矩＞50%，因此按框剪允许设置过长，过长会影响到开窗面积和地下室车结构来确定抗震等级，框架及剪力墙的抗震等级均一、工程概况位的数量。故剪力墙的位置主要设置在西南角的电为二级。抗震设计时，楼层的框架总剪力按高规考本工程位于上海市嘉定区，主体结构为地上十梯间和东北角的楼梯间处，但由于楼梯和电梯在建虑0.2的调整系数。采用“PKPM系列2010V

4、2.2版七层，地下一层，建筑功能定位为商业和办公。该筑平面中位置不对称，使得结构质心和刚心有一定设计软件-SATWE”进行结构整体分析。图1二层结构平面布置图图2标准层结构平面布置图二、结构设计计算分析心和刚心有一定的偏离，造成一定的结构扭转。初更不利的方向发展。这说明框剪结构的各项计算结根据本工程的工程概况以及现行的规范规定，步试算的基本计算结果如下：果指标相互关联，局部调整往往不能满足结构整体本次主要设计控制指标如下：最大层间位移角：X向1/745，Y向1/825。地的抗力要求。故需对结构进行第二次优化调整设计。1.弹性层间位移角控制上1层最大

5、层间位移角为1/2050，满足上海市《建2.第二次结构优化设计根据《建筑抗震设计规范》表5.5.1要求，弹筑抗震设计规程》顶板作为嵌故端的要求。根据第一次调整的计算结果，位移角不满足采性层间位移角≤1/800。另根据上海市《建筑抗震设地下室层高为5.85m，整体计算时外扩一跨北用增大柱截面和加厚剪力墙的方法。将2轴交A轴计规程》续表5.5.1规定，框剪结构的嵌故端上一侧刚好为地下室外墙，同时该地下室为人防区，人处（最大位移节点）的柱由原800×800改为900×层的弹性位移角≤1/2000。防墙体较多，地下室与一层刚度比在剪切刚度计算900，2轴/

6、C～D轴和A轴/2～4轴处的墙体厚度由2.结构规则性判别及要求方法下控制在1.75以内，已满足上海市《建筑抗震350改为400（建筑要求电梯井道的净宽所允许的最最大层间位移与平均层间位移比≤1.5，宜≤设计规程》第6.1.17.2条不小于1.5的规定。大墙宽）。经过计算，Y向位移角为1/790，虽然有1.2，扭转刚度比不大于0.90。竖向抗侧力构件需X向最大层间位移与平均层间位移比值比最大所改善，但仍不满足要求。在2轴/A～C轴处的连连续，剪力墙开洞的位置宜上下对齐，从而不产生为1.12，Y向最大层间位移与平均层间位移比值最梁的抗剪不满足。并且最大

7、层间位移与平均层间位竖向刚度突变。从建筑平面的布置来看，结构质量大为1.25。虽然属于扭转不规则，但并未超过特别移比值仍然为1.35。通过这次调整可以发现，局部与刚度分布明显不对称，故应考虑双向水平地震下不规则规定的1.4倍的限值。片面的调整方法是不能满足整体结构计算指标要的扭转效应。在3～8层A轴/2～4轴处的一端与剪力墙连接求。3.侧向刚度比要求的框梁出现了剪压比超限，截面为350×800。最大3.第三次结构优化设计采用剪切刚度计算法计算时，地下室侧向刚度剪力为1069kN，超过了抗剪能力Fv=0.24×fc×B前面两次调整后整体观察发现，前两

8、次主要加不应小于地上一层侧向刚度的1.5倍，地下室计算×Ho=1042kN，不满足。强了西侧电梯井剪力墙厚度和柱的截面，导