部分框支剪力墙结构设计分析与抗震措施研究3400字

1、局部框支剪力墙构造设计分析与抗震措施研究3400字 摘要: 局部框支剪力墙构造在高层建筑中应用及其设计方法。以某高层建筑为例，详细阐述了构造选型，重点分析了框支剪力墙构造分析，并针对框支剪力墙构造的特点给出了设计应采取的抗震措施。 毕业关键词:高层建筑；局部框支剪力墙；构造分析；梁式转换；抗震措施由于使用功能的需要，在建筑设计中，设计人员往往将建筑的底层或裙房屋顶花园设计成大空间的架空层、大堂或者会所等。而为了满足这种建筑使用功能的要求，通常在底部采用局部框支剪力墙构造。虽然近些年来这种构造体系应用广泛、技术也已经比拟成熟，本文仅表达一些设计经历及体会。本文现以工程为例，对高层建筑带转换层的框

2、支剪力墙构造设计进展讨论。1工程概况某高层建筑含1#楼、2#楼两栋住宅,总建筑面积53441m2，住宅层数分别为19和30层，地下一层，裙房两层商业，架空层一层,两栋转换层均设置在四层。住宅层高3m,2#建筑总高为96.95m,构造长宽比2.074.9,高宽比3.78.8。由于建筑上部构造体系为剪力墙构造,由于上部的墙体与底层商业布置冲突,为了进步商业层的使用率,优化架空绿化层的使用效果,局部剪力墙不落地,形成局部框支剪力墙构造。2构造选型本工程高宽比拟大,最大高宽比8.8,超过标准高宽比不大于6的建议值,造成上部墙体较密。假如上部墙体全部落地,势必对底层店面的布置造成较大的影响,因此局部剪力

3、墙无法落地,为满足上述要求,必须采用带转换层的建筑构造。常见的转换构造有梁式转换、箱式转换、厚板转换、桁架式转换层,各种转换型式优缺点比拟详表1:表1不同转换层型式优缺点比拟表结合工程实际建筑布局情况,并考虑经济指标及施工难易程度,经过技术经济比拟,决定采用梁式转换层构造型式,也可称为梁式框支剪力墙构造。重点阐述框支剪力墙构造的设计方法。3构造分析的主要结果汇总及分析比拟3.1构造计算模型及程序根据?高层建筑混凝土构造技术规程?5.1.13条,对带转换层的高层建筑构造应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进展整体内力位移计算,本工程构造整体分析采用的软件:(1)PKPM-SATWE系列；

4、(2)PKPM-PMSAP系列；3.2主要计算结果及比拟与分析3.2.1程序使用的考前须知(1)在程序的前处理输入“构造体系中选取“复杂高层体系,那么指明为底部带转换层高层建筑构造,同时定义转换梁所在楼层为“转换层。(2)程序特殊构件输入时应注意人工特别指定框支柱、框支梁。确保程序计算时能按相关标准规定,对转换构件在程度地震作用下的计算内力进展放大,对框支柱的程度地震剪力进展调整等。(3)定义转换层及上下各一层楼板为“弹性膜。由于托墙梁上部剪力墙的墙拱作用,会使下部托墙梁产生轴向拉力,假如楼板为刚性楼板假定,梁的轴力将被忽略。(4)定义转换层及其上三层为同一模拟施工次序。通常转换层及其上几层同

5、时施工、同时撤除模板，形成整体的构造刚度。(5)?高层规程?10.2.7条规定了带转换层的高层构造,当每层框支柱的数目少于或多于10根时,框支柱承受的地震剪力应相应调整。因此程序前处理应对框支柱进展0.2Q调整。(6)转换梁上墙体偏置者，为减少转换梁的扭矩尽量将该转换梁相邻板块板厚适当加厚。本工程将板厚局部板厚加到250300mm厚。3.2.2构造分析的主要结果(1)地震及风荷载作用下计算结果如表2所示:表22号楼构造分析主要结果比照表SATWE和PMSAP的振型反响谱计算程度地震作用,结果根本吻合,指标根本满足标准要求。最大层间位移角均不超过1/1000,满足标准要求。(2)采用弹性时程分析

6、进展多遇地震下的补充计算:每条时程曲线计算所得的构造底部剪力大于振型分解反响谱法的结果的65%；多条时程曲线计算所得的构造底部剪力平均值大于振型分解反响谱法结果的80%；构造地震作用效应振型反响谱法计算的结果大于多条时程曲线计算结果的平均值。(3)转换层上下楼层构造侧向刚度比计算。设计中控制转换层上下构造的侧向刚度比宜接近1,不大于2。按?高层规程?附录E方法计算的高位转换时本层侧向刚度不小于相邻上部楼层侧向刚度的60%，构造等效剪切刚度比为x=0.74,y=0.80；满足标准要求。(4)框支剪力墙有限元分析。运用框支剪力墙有限元分析程序FEQ对框支梁,框支柱及相邻墙体进展有限元分析,结果见图

7、1。图1转换梁等应力图从图1可见,框支梁偏心受拉特性明显,截面大局部应力为拉应力,框支梁跨中截面顶部区域虽然处于压应力状态,但数值不大。框支梁、框支柱配筋取整体计算和FEQ计算二者包络。4抗震措施4.1框支柱设计本工程框支柱抗震等级为特一级,轴压比限值为0.6。框支柱主要截面取10001200,计算结果说明,所有框支柱的受力较为均匀,轴压比从0.350.40,因此,框支柱的变形一致性较好。框支柱的剪压比控制在0.12以内。柱内全部纵向钢筋的配筋率不小于1.2%,箍筋沿柱全高采用不小于12100井字复合箍,体积配箍率均不小于1.5%,使柱具有一定的延性,实现强剪弱弯。框支柱在上部墙体范围内的纵向

8、钢筋伸入上部墙体内一层,其余柱筋锚入转换层梁或板内锚固长度要求LaE。4.2剪力墙设计尽可能多的剪力墙落地,必要时甚至可在底部增设局部剪力墙(不伸上去)。除核心筒局部剪力墙在底部必须设置外,还与建筑专业协商后,侧面和南面剪力墙尽量落地,增强了底部刚度。为改善混凝土的受压性能,增大延性,设计中控制墙肢的轴压比不大于0.5。落地剪力墙底部弯矩乘1.8放大系数,加大落地剪力墙的配筋率,墙体的程度和竖向分布筋除满足计算要求外,同时也满足0.3%的最小配筋率的限值。底部加强区的剪力墙中按标准要求设置约束边缘构件,约束边缘构件的纵筋配筋率控制1.2%,箍筋采用HRB400热轧钢筋,体积配箍率控制1.1%,

9、经上述构造处理,确保了剪力墙的塑性铰出如今转换层以上。4.3框支梁的设计框支梁受力宏大且受力情况复杂,它不但是上下层荷载的传输枢纽,也是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位,是一个复杂而重要的受力构件,因此在设计时应留有较多的平安储藏,特一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于0.60%。框支梁一般为偏心受拉构件,梁中有轴力存在,因此应配置足够数量的腰筋。腰筋采用16,沿梁高间距不大于200mm,并且应可靠锚入支座内。框支梁受剪很大,而且对于这样的抗震重要部位,更应强调“强剪弱弯原那么,在纵筋已有一定充裕的情况下,箍筋更应加强。箍筋不小于12100四肢箍全长加密,配箍率0.65%,满足高规框支梁面积

10、含箍率不小于1.3ft/fyv的要求。4.4转换层楼板的设计框支剪力墙构造以转换层为分界,上下两局部的内力分布规律是不同的。在上部楼层,外荷载产生的程度力大体上按各片剪力墙的等效刚度比例分配；而在下部楼层,由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异,程度剪力主要集中在落地剪力墙上,即在转换层处荷载分配产生突变。转换层楼板承当着完成上下局部剪力重分配的任务；并且由于转换层楼板自身平面内受力很大,而变形也很大,所以转换层楼板必须有足够的刚度作保证。转换层楼板采用C40混凝土,厚度180mm，10150钢筋双层双向整板拉通,配筋率0.29%。局部转换梁上不剪力墙偏置的相邻板跨为了减少转换梁的扭矩将板厚适当加厚，本工程将板厚局部板厚加到250300mm厚。另外,为了协助转换层楼板完成剪力重分配,将转换层上层楼板也适当加强,取厚度150mm。5完毕语由于框支剪力墙构造属于不利于抗震的构造，设计重点应放在