南宁市锦绣花园高层商住楼框支剪力墙结构设计

1、 摘 要:介绍了南宁某高层商住楼框支剪力墙结构的设计 抗震等级确定 重点探讨了梁式转 换结构设计的特点和应注意的一些问题 制定合理的方案 予以加强为 了适应社会对建筑功能多样化的要求 下部布置大空间 建筑功能的要求与正常合理的结 构布置产生了矛盾 转换层可改变轴线和柱网布置 从而为建筑提供下层室内大空间和宽 广的出入口 桁架式 其中 梁式转换层具有传力直接 受力性能好 施工方便的优点 2. 工程概况 南宁市纬武路锦绣花园高层商住 楼 由于城市规划及场地限制 地上26层 布置设备用房 及公共机动车泊位地上1层 高4.5m 层高5.7m;4层以上 为剪墙结构住宅 均为3.0m层高 室外地坪以上主体

2、高度为 98.70m 至机房顶 由 西南向东北倾斜 场地地层构造及地形 稳定地震 基本加速度值为0.05g 属稳定建筑场地 基本风压为0.35kN/m 23. 结构方案及布置 按有关单位要求 每户户型及面积均不相 同 经多方 论证 为满足大空间建筑 功能要求 不利于抗震的结构 缩短传力途径第一应设法争取尽可能多的上下贯通构件 消防楼梯间及电梯厅又根据塔楼四角剪力墙分布情况第二 1有针对性的对结构薄弱层然后借 助于工程设计软件进行正确建模 最后制定完善的结构方 案2防止底部位移突变3外伸 裙楼远离平面质心的角部宜布置L型抗 扭剪力墙会产生应力集中4转换梁可以为全跨偏 心受压高层建筑混凝土 结构技

3、术规程S.2朱波自 然科学版 8 2 2 3南宁 530011 南宁市锦绣花园高层商住楼框支剪力墙结构设计作者:叶海英作者单位:广西建筑科学研究设计院,南宁,530011刊名:广西城镇建设英文刊名:CITIES AND TOWNS CONSTRUCTION IN GUANGXI年,卷(期:2006,(9引用次数:0次参考文献(5条1. JGJ 3-2002.高层建筑混凝土结构技术规程2. 朱波 . 侯建国 . 黄璜 高层建筑梁式转换层结构设计探讨 期刊论文-三峡大学学报(自然科学版 2005(43. 傅学怡 带转换层高层建筑设计建议 1999(24. 章斌全 框支剪力墙转换层结构设计探索 期刊

4、论文-工程建设与设计 2003(25. 高雪峰 转换层结构设计的改进建议 期刊论文-建筑技术开发 2002(3相似文献(10条1.期刊论文 曾波 . 杜咏 . ZENG Bo. DU Yong南京市某高层商住楼框支剪力墙结构设计 -建筑科学 2000,16(5介绍了某高层商住楼框支剪力墙结构的设计,包括结构概念设计、结构三维整体分析、弹性动力时程分析、转换层有限元分析.指出这类结构体系的设计应从概念设计出发,制定 合理的方案,通过正确的模型计算,找出结构薄弱部位,予以加强.文中同时指出,框支剪力墙转换梁不一定是偏心受拉构件.2.会议论文 马镇炎 . 郭凌 . 和雪峰 . 曹现好 . 甘尚琼 复

5、杂高层建筑结构的正交梁格转换设计分析 2008针对上下结构平面轴线分布差异较大的框支剪力墙复杂高层结构,本文结合工程实例提出并采用了正交梁格体系带局部小跨度厚板承托斜布剪力墙的转换层设计方案.该方案具有 传力明确、易于工程实现的特点,且在结构抗震性能和经济性指标等方面优于同等工程条件下可行的厚板转换设计方案.文中基于专业结构分析软件的计算结果,对这一转换层设计方 案的抗震性能进行了比较分析,并结合转换层的实体有限元分析对设计中的要点问题进行了初步总结.3.学位论文 孙红虎 带有梁式转换复杂高层结构的设计方法研究 2005带有转换层的高层建筑结构是一种非常规的复杂高层结构形式,其显著特点是主要抗

6、侧力构件沿结构竖向分布不连续,结构竖向刚度分布不均匀。在强烈地震作用下结构易产生 薄弱层,是一种不利于工程抗震的结构形式,在高烈度地区采用时要注意采取合理的结构措施以保证工程结构的抗震性能要求。基于性能设计的核心思想是:设计师对结构在遭遇地 震作用时的破坏形态是可预见的,地震灾害是可控制的,性能设计是实现被动抗震到主动抗震的一个巨大进步,其关键是控制结构在罕遇地震作用时的非线性变形。本文将基于性能 设计的思想与设计方法应用于实际的复杂高层建筑结构的设计中,并对这种带有梁式转换的复杂高层结构的设计方法进行了研究。本文比较系统地介绍了转换层结构的类型、特点以 及带有梁式转换框支剪力墙结构的设计要点

7、;论述了概念设计、基于性能的结构设计在工程结构的抗震设计中的重要性;分析了高位转换对结构性能的不利影响。结合工程实例采用 了两种不同力学分析模型进行了计算分析和对比,并采用弹性时程分析对结构在多遇地震作用下的弹性内力和变形结果进行了复核;在该工程的结构设计中引入了性能设计(Per-formance-BasedDesign的概念,对转换层结构采用基于性能设计的设计思想进行了尝试;最后本文系统地论述了结构弹塑性分析的过程和影响因素、重点分析了结构分析的力学模 型的选取和地震波的合理选择;对结构在大震作用下的变形性能进行了直观的描述,通过对结构变形结果的分析,表明本文应用概念设计以及性能设计的思想是

8、成功的。本文通过详 细的分析研究,提出了具有梁式转换复杂高层结构抗震设计时的参考意见,说明概念设计和基于结构性能的设计思想对工程抗震的重要性,为今后此类结构的设计提供了一个具体的 可参考方法。4.期刊论文 宣伟 . 朱杰江 上海市某超限高层商住楼框支剪力墙结构设计 -工程建设与设计 2003(11介绍了某高层商住楼框支剪力墙结构的设计,包括结构概念设计、结构三维整体分析、弹性动力时程分析、转换层有限元分析,指出这类结构体系的设计应从概念设计出发,制定 合理的方案,通过正确的模型计算,找出结构薄弱部位,予以加强.5.学位论文 田小霞 带转换层的框支剪力墙结构楼层侧向刚度控制准则的研究 2007随

9、着我国经济及人口城市化的快速发展,高层建筑转换层结构已成为一种普遍的结构形式。然而,历次重大地震灾难及振动台模型试验均表明转换层结构底部刚度过弱以及质量 过大,将导致严重的震害。转换层上下楼层侧向刚度和质量的突变所引起的结构变形和地震力的集中,是引起结构在地震作用下发生破坏的主要原因。因此,国内外诸多抗震规范都 对转换层结构楼层的侧向刚度进行了相应的限制规定。但是通过专家学者的研究和工程设计人员的应用表明,现有规范中的转换层侧向刚度控制准则并不能十分合理地对转换层楼层 侧向刚度进行控制,均存在着各自不合理或不方便使用之处。因此,分析和研究高层建筑转换层结构楼层侧向刚度的变化对结构在地震作用下性

10、能的影响,寻求合理的楼层侧向刚度 控制准则,具有迫切的现实意义。 本论文首先总结了国内外规范、规程中的楼层侧向刚度控制准则,对不同结构变形参数与楼层侧向刚度的相关性进行了分析比较,提出本文 所采用有害位移角的定义及计算方法。指出采用有害位移角这一变形参数对转换层结构侧向刚度进行控制的可行性。 通过采用结构分析软件SAP2000对结构布置、剪力墙厚度 不同的转换层结构进行计算,对大量算例在弹性阶段的计算分析,提出采用楼层有害位移角比<,>0.9作为转换层结构楼层侧向刚度比的控制准则。并采用IDARC这一非线性 分析程序对结构进行弹塑性分析,验证了采用本文提出的有害位移角比值法在弹性状

11、态下对结构的侧向刚度比进行控制,能够反映出结构在地震作用下的抗震性能,从而保证结构达 到一个经济合理的楼层侧向刚度。 最后本论文基于转换层结构中转换大梁的受力和变形特征,分析了转换层上、下部剪力墙刚度、转换梁刚度、转换层层高等因素对结构有害 位移角的影响系数<,u>、<,u>、<,u>,对杆系模型的有害位移和转换层计算高度进行修正,归纳得到转换层有害位移和计算高度的修正公式K<,u>=<,u><,u><,u>k<,u>、K<,h>=<,u><,u><,u&g

12、t;k<,u>。并将K<,u>=<,u><,u><,u>k<,u>这一修正公式应用于文中提出的有害位移角比值法,得到本文提出的转 换层结构楼层侧向刚度控制准则修正的有害位移角比值法K<,u><,>0.9。采用该控制准则在实际工程设计中对转换层结构楼层侧向刚度进行控制,能够更好地控制结构 的楼层侧向刚度,使转换层结构具有一个更为经济合理的抗震性能。6.期刊论文 庞俊韬 南宁市怡景西湖新天地高层商住楼框支剪力墙结构设计 -广西城镇建设 2006(9介绍了南宁怡景西湖新天地高层商住楼的结构,探讨了其结构转

13、换层的结构选型、结构布置、结构分析与构造处理,并提出在转换层结构设计中应该注意的问题.7.学位论文 魏彪 框支剪力墙耗能减震结构的地震反应分析和试验研究 2008为了适应对建筑使用功能的需求,底部大开间框支剪力墙的高层建筑结构被广泛应用于现代的临街建筑中。这种结构形式在建筑底部设计为大开间的框架结构,只布置少量落地 剪力墙,从而形成大开间场所作为商业、餐饮、银行、邮局等服务用途,而上部结构采用剪力墙结构,形成的小开间房屋可以用于宾馆、住宅或办公等用房,以满足建筑的使用功能 。但是从结构受力的观点看,高层建筑结构由于下部楼层受力较大,上部楼层受力较小,因此要求其刚度下大上小,而且要求结构刚度在竖

14、向变化均匀。而底部大空间框支剪力墙结 构的布置形式恰恰相反,底部刚度小,上部刚度大,结构侧移刚度在转换层处发生突变。在水平地震力作用下,框支剪力墙结构由于底部刚度太弱,经常会发生过大侧移而引起破坏 甚至倒塌。因此,如何解决框支剪力墙的抗震性能不足这一问题,以及对这种结构动力特性的研究,成为建筑和结构设计领域都非常关心的问题。 本文提出了采用耗能减震技 术解决框支剪力墙结构抗震性能不足的问题,即在框支剪力墙的底部框架部分安装一定数量的耗能阻尼器形成耗能减震结构,研究框支剪力墙耗能减震结构在多遇地震和罕遇地震作 用下的反应,主要内容包括: (1在现有耗能减震结构分析和设计研究成果的基础上,研究了底

15、部大开间框支剪力墙耗能减震结构的分析与设计方法,包括耗能结构在多遇地 震下的弹性分析和罕遇地震下的弹塑性分析; (2在有限元分析软件SAP2000中建立典型的框支剪力墙结构三维模型,并进行多遇地震作用下的弹性时程分析,比较结构位移反 应、加速度反应以及耗能阻尼器的滞回特性; (3简化框支剪力墙耗能减震结构为二维模型,并用SAP2000程序进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性反应分析,分析结构本身及 耗能阻尼器的非线性特性; (4设计并制作框支剪力墙结构模型,对原结构和安装阻尼器的结构分别进行扫频振动台实验,比较分析结构的耗能的减震效果。 理论分析 和试验结果表明,耗能阻尼器能够有效地降低整个结构的

16、地震反应,通过合理的设计,耗能减震结构能够达到结构在地震时,输入结构的大部分能量由安装于结构的阻尼器耗散,保 护主体结构,提高了其安全度的目的。框支剪力墙8.期刊论文 张骥 . 张仲先 . ZHANG Ji. ZHANG Zhong-xian部分框支剪力墙高层建筑结构设计 -华中科技大学学报(城市科学版 2008,25(4带有转换层的剪力墙结构高层建筑在我国应用较广泛.本文结合某超限高层商住楼的结构设计,探讨部分框支剪力墙高层结构的分析方法.该工程由一道防震缝分为两个结构单元 ,东座为长矩形平面,西座平面严重不对称,两座都附有偏置裙房,结构高宽比很大.介绍了结构总体布局的调整,分析计算模型的建

17、立,设计软件的力学模型和驾驭手段,针对高宽比过大的特点展开分析并提出应对措施,克服了扭转和转换等困难,使不规则的复杂高层建筑结构的整体设计满足规范要求,取得良好的效果.9.学位论文 肖常健 底部大空间框支剪力墙结构体系静、动力分析 2004结合工程实例,采用中国建筑科学研究院研制的SATWE软件分别对平面不规则带转换层的高层建筑结构、带转换层的大底盘不对称双塔结构作了分析研究.采用大型通用有限元软 件ANSYS对落地核心筒墙体与筏板、桩在竖向荷载作用下协同工作的应力特点作了分析研究.提出了一些值得注意的设计建议.讨论了平面不规则带转换层的高层建筑结构剪力墙的合 理布置原则、双向水平地震作用下的

18、扭转影响、楼板的不规则性影响.揭示了建筑结构应避免以扭转为主要成分的主振型结构,当这种情况出现时应调整结构刚度,即提高抗扭刚度,降 低侧向刚度或同时调整结构质量分布.采用弹性时程分析方法对该类结构的地震反应作了补充计算,计算结果表明,在6度地震区,按扭转耦联振型分解法(CQC法计算的结构底部剪力大 于多条时程曲线计算的结构底部剪力的平均值.指出了带转换层的大底盘不对称双塔结构的振动属于空间的扭转耦联振动,各阶振型对基底剪力的贡献并不是随振型序递增而单调递减 的,应该选取足够的振型数计算地震作用效应;揭示了当结构质心和刚心偏离较大时,增设附加抗剪筒的方式是使质、刚心接近,体系抗侧效应合理分布的有效手段.揭示了墙体下部参 加了筏板的整体抗弯、抗剪工作,墙下的筏板处于偏心受拉状态;揭示了墙体的内拱作用导致桩项部位的挤压应力集中,桩身混凝土强度等级过低容易造成桩顶的局部受压破坏,设计时 应该加强桩顶的配筋构造.并对不考虑墙体与