新型钢板剪力墙结构设计

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1、规划设计PlanandDesign新型钢板剪力墙结构设计□文/赵彤孟然摘要：钢板剪力墙结构具有刚度大、塑性好、抗震性强等特点，作为一种新型的抗侧力结构形式，在高地震烈度地区和重要性建筑中表现出了良好的技术经济性。文章针对天津国际金融会议酒店工程中带门洞钢板剪力墙设计进行了介绍。关键词：钢板剪力墙；抗震性能；超限结构；有限元模拟钢板剪力墙是由实体钢板、水平及竖向边缘构件80.0m，属软弱土、IV类场地。组合而成的，钢板上一般加有竖向或横向加劲肋，利用2结构设计钢板平面内刚度大的优势抵抗侧向力，其特点包括较2.1结构体系大

2、的弹性刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的根据建筑造型及使用功能，两个塔楼在10层与屋[1]滞回特性等。由于国内对钢板剪力墙结构的设计理论顶层连接为一个整体，属于复杂超限结构。设计时采用尚不完善，因而实际工程应用较少。目前已建成的工程多层大跨度结构体系，主体结构由8个筒体+大跨度中，天津津塔是国内最高的钢板剪力墙结构，钢板墙应桁架梁与周边的钢管混凝土柱+H型钢梁框架构成，见用于该工程的核心筒区域，沿结构的两个主方向布置，图1。其中短向7道，长向1道，钢板厚度20mm，采用圆钢管混凝土柱作为竖向边缘构件，水平向采用宽

3、翼缘工字[2]钢。然而，目前国内钢板剪力墙的设计理论尚未完全建立，规范还不完善，开洞钢板剪力墙的设计尚属空白，给本工程的结构设计工作带来了很大挑战。1工程概况图1结构整体模型结构筒体内部作为楼梯、电梯使用空间，是主要竖1.1建筑方案向承重与抗侧力构件。结构筒体之间的最大距离为45天津国际金融会议酒店建筑造型独特，平面呈m，采用两层通高的桁架形成大跨度楼盖结构。结构的“∞”形，建筑功能复杂，主要包括五星级酒店、服务式竖向构件均直接延伸至地下室底板，尽量避免结构转公寓、宴会厅、会议厅、金融交易等；总建筑面积约为换，结构传力

4、直接，可大大降低结构造价。由于钢结构216.2万m，主体地下2层，地上12层，总高度约60m，构件可以在工厂加工制作，有效避免了混凝土斜柱支地下室基础底板顶标高-16.500m。位于首层中间通高模困难的问题。屋顶大跨度结构平面呈“∞”形，采用的中庭将建筑分为2个塔楼。酒店客房和公寓沿环向双向交叉桁架体系，将两个塔楼连接为一整体。分别布置在塔楼的外侧，会议室、汇报厅、宴会厅和博利用8个筒体和内环框架柱作为竖向支撑。在建物馆布置在建筑中央，内部形成大跨度空间；建筑顶部筑的东西立面设有大面积弧形整体玻璃幕墙，高度达为大跨度钢

5、结构屋盖，周边悬挑长度达20m，形成独特56m，采用竖向抗风柱支撑，幕墙抗风柱下端支承在首的建筑造型。由于在不同标高楼层均需要较大空间，建层楼面标高，上端与屋盖悬挑端相连。楼板采用压型钢筑中产生多处越层大空间。围绕中庭的超大面积玻璃板+现浇钢筋混凝土楼板。在±0.000标高和地下1层幕墙，形成东西通透的建筑效果。嵌固部位、10层连体等部位，对楼板厚度与配筋进1.2场地条件行加强。项目所处的于家堡地区抗震设防烈度为7度，设2.2结构布置与构件尺寸天计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，南北两个塔楼的主要建筑

6、功能分别为酒店和公津建按地基土实测剪切波速资料计算，埋深20.0m范围内寓。±0.000标高外环圆弧半径为40.0m，内环半径为设场地土等效剪切波速值均＜140m/s，覆盖层厚度＞26.5m，径向柱距为13.5m；端部外环柱±0.000标高科技542011NO.5PlanandDesign规划设计开始，每增高3.9m，柱向外倾斜0.9m，最大倾斜角度3.2筒体钢板剪力墙计算分析为13°，基本轴网尺寸为9m。筒体角柱采用矩形钢管筒体中钢管混凝土柱截面尺寸为900mm×900mm，混凝土柱，矩形钢管截面尺寸为900mm×9

7、00mm～钢梁截面规格为H700mm×300mm×16mm×25mm，钢板1800mm×900mm，中柱截面尺寸为900mm×900mm，混剪力墙厚度为20mm，纵向加劲肋为200mm×80mm×10凝土强度等级为C40。钢板剪力墙镶嵌于钢管混凝土柱mm槽钢。构件设计计算时采用ANSYS有限元软件，钢管与水平H型钢梁形成的边框之中。大跨度桁架的上下混凝土柱混凝土和钢材分别采用solid65和solid45弦杆与腹杆均采用焊接箱形截面。在地下室部单元模拟，钢梁、钢板剪力墙、加劲肋用壳单元shell63分，筒体改为型钢混凝

8、土构件，见图2。模拟。筒体有限元模型见图3。YOX框架梁主桁架次梁次桁架柱核心筒图3筒体钢板剪力墙有限元模型楼板1）应力分析。选择地面以上筒体一个侧面中的底图2结构平面布置部4层墙体，由ETABS模型提取该位置墙体在地震作内环和外环的框架柱均采用圆钢管混凝土柱，钢用下的内力，见表1。管截面尺寸为准900mm，混凝土强度等级为C50