平面布置凹凸不规则剪力墙结构计算分析及处理

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1、平面布置凹凸不删奠力墙结构计算分析及处理建筑所南薇摘要在平面布置凹凸不规则剪力墙结构的设计中，应如何采取措施，减小结构由于地震作用引起的的扭转效应，增加结构的抗扭刚度，改善结构的扭转性能，使控制结构扭转的参数，如周期比，位移比等满足要求。本文以中国原子能科学研究院单身职工公寓结构设计为例作一论述。关键字：高层剪力墙结构扭转效应抗扭刚度周期比位移比墙体间距为7．5m或9米，所有剪力墙全部落1工程概况地；墙支之间采用弱连梁连接，卫生间部分由于降板，可通过设边梁实现；在纵、横墙间无建筑中国原子能科学研究院单身职工公寓地下洞口的地方开结构洞，基础为筏板基

2、础。部分2层，地上部分13层，檐口高35m，设计使剪力墙厚度初步确定为(单位：inln)用年限为5O年。外墙内墙电梯间该建筑抗震设防烈度为8度(地震分组为地下1层30o25020o第一组)，属丙类建筑，建筑安全等级为二级，结地下2层30o20o20o构重要性系数为1．O，场地土类别为I类，剪力地上13层20o20o20o墙抗震等级为二级，基础设计等级为乙级；地上4～13层16O16o20o根据《岩土工程勘察报告》，地基基础位于基岩上，地基承载力特征值fka=400Kpa。本工程结构平面由伸缩缝分为左右两部’分，左部分为“L”型，L／B为2-3，l

3、／Bmax为；’^'O．4，l／b为O．68；右部分为“一”型，L／B为3．1。端B塔、左右两部分L侣和的值均满足《高层建筑混一—，—F，‘I1—F一凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)中L／L一B≤5．O，l／b≤1．5的要求；而1／Bmax的值不满I：霉i}：足《高规》中l／Bmax≤O_3的要求，所以该结构为平面凹凸不规则结构。标准层结构模板图2方案确定3结构计算与调整分析本建筑物房屋间距为3m，走廊间距1．8m，按照建筑设计师要求，在房屋(尤其在卧室房下面以A塔为例，说明计算分析和调整的间)范围内尽量不出现突出的梁，所有建筑门窗过程。洞

4、口、墙体都能够上下对齐，没有退台等特殊建3．1结构分析程序的基本假定和模型选取筑造型。3．1．1在进行高层建筑结构(特别是剪力墙结构)根据以上对建筑特点初步分析并结合北京设计时．大都采用三维空间有限元软件进行计地区抗震要求，结构形式采用全现浇落地剪力算。无论是在竖向荷载作用下。还是在风荷载或墙结构。沿纵横向每6米设置一道剪力墙。部分多遇水平地震作用下。均假定结构及构件处于理·46·核工程研究与设计2007年7月想弹性状态。故此可以采用线弹性方法计算高心与刚度中心在x方向、Y方向均稍有差别，存层混凝土结构在正常使用极限状态和承载能在偏心，但偏心不是

5、很大。力极限状态时的变形和内力。(2)结构整体稳定验算结果3．1．2本工程采用中国建筑科学研究院PKPMX向刚重比EJd／GH=55．81系列软件进行结构的整体力学计算。通过PMY向刚重比EJd／GH=55．93程序输入模型，导算荷载，用SATWE程序进行该结构刚重比EJd／GHz大于1．4，能够通整体空间计算。SATWE程序是三维空间分析过整体稳定验算该结构刚重比EJd／GH大于法，它以壳元理论为基础，构造了一种通用墙元2．7，可以不考虑重力二阶效应(重力P—A效应)来模拟剪力墙，这种墙元对剪力墙的洞口(仅限(3)周期输出文件(前三个振型，侧刚

6、分析于矩形洞)的尺寸和位置无限制，具有较好的适方法，地震力与振型输出结果略)用性。墙元不仅具有平面内刚度，也具有平面外考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、刚度，可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受X。Y方向的平动系数、扭转系数力状态。而且墙元的每个节点都具有空间全部6个自由度，可以方便地与任意空间梁、柱单元连地震作用最大的方向=一84．343(度)接，而无需任何附加约束。因楼板上没有较大开振型号周期转角平动系数(X+Y)扭转系数洞或缺口，楼面的整体性较好，所以假定楼板在其自身平面内刚度无限大，平面内只有刚体位10．491779．790．40(0．02+

7、0．38)0．6o移。包括两个方向的平移和楼板的整体转动。20．4641155．460．96(0．79+0．17)0．043．2结构计算总信息中几个重要参数30．421056．500．66(0．20+0．46)0．34(1)地下室层数：地下室层数的取值可确定上部结构的嵌固部位。本工程室内外地面高差x方向的有效质量系数：99．30％为0．60m，且地下室四周无临空墙，周围的土体Y方向的有效质量系数：99．37％对地下室形成一定约束。经计算验证地下室结(4)地震力作用下的各楼层水平位移(WDISP．构的楼层侧向刚度不小于相邻上部楼层侧向刚OUT)度的

8、2倍。故地下室一层顶板可以作为上部结构的嵌固部位。地下室层数为2层。水平位移比层间位移比楼层号层高最大／平均最大／平均(2)双向地震扭转