西寧某高層框支剪力墻結構設計總結

1、<p>　　西寧某高層框支剪力墻結構設計總結</p><p>　　【摘要】：本文總結了西寧某高層框支剪力墻結構商住樓在工程設計過程中所采取的對上部剪力墻、轉換層和框支層優(yōu)化調(diào)整的措施。 </p><p>　　【關鍵詞】： 框支剪力墻結構優(yōu)化調(diào)整措施 </p><p>　　中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號： </p><p&g

2、t;　　本工程為框支剪力墻結構，標準層面積為625m2，平面布置基本呈矩形較為規(guī)則，地下一層（6m），地上28層（88m），三層頂板為轉換層，7度抗震，地上框支框架及底部加強部位的墻抗震等級為特一級抗震，其余為二級抗震。在本工程設計過程中采取了改善結構抗震性能，減輕結構自重，調(diào)整內(nèi)力解決連梁超筋等一系列措施并取得了較好的效果。以下為本工程設計過程中所采取的具體措施。 </p><p>　　1 轉換層上部剪力墻結構

3、的設計 </p><p>　　1.1 減輕上部結構自重 </p><p>　　在安全可靠的前提下，建筑結構的自重最好能減到最小，一方面，高層結構中，樓層很多，水平構件總數(shù)大量增加，而豎向構件也是特別長，這樣，結構自重就非常大了，因此產(chǎn)生的地震作用尤其明顯；另一方面，從開發(fā)商的投資角度來考慮，降低耗材也是理所當然。 </p><p><b>　　樓板 <

4、;/b></p><p>　　核心筒內(nèi)為電梯井和消防樓梯，屬于大開洞，為了傳遞內(nèi)筒與外墻的側向剛度，對筒周邊的樓板作了適當加強，取120mm厚。其它樓板覆蓋大部分結構面積，減小樓板厚度可以減小每平方米結構面積的混凝土重量。把樓板厚度控制在計算跨度的要求之內(nèi)，并滿 </p><p>　　防火和預埋管線要求的較小值，即100mm，以取得最低的混凝土用量。在PKPM計算分析中，考慮到構件的

5、裝修荷載及結構類 </p><p>　　型，混凝土重度采用28KN/m2。本建筑為商住樓，上面全部為民宅，其裝修荷載主要為30mm厚的雙層抹面，即只有1.2KN/m2。為此，樓板沒有采用“自動計算自重”，而是手動輸入面載，如100mm厚的板為3.8KN/m2，更精確地體現(xiàn)了樓板的重力。 </p><p><b>　　剪力墻 </b></p><p&

6、gt;　　按開間擴大剪力墻的間距，將部分開間的墻體用輕質隔墻取代，能有效地減小結構自重。為了不增加板的跨度（使樓板厚度100mm得以實現(xiàn)），在隔墻處設置梁。由于居住建筑開間和進深一般都不大，選取的梁寬要與隔墻的厚度相等，防止露梁而影響使用時的感觀。剪力墻厚度分別為180mm、200mm及250mm三種，同一片墻 </p><p><b>　　沿高度變化三次。 </b></p>

7、<p>　　1.2 調(diào)整結構剛度 </p><p>　　《高規(guī)》對轉換層上下的側移剛度有比較嚴格的要求。本建筑為框支－剪力墻結構，其上部剪力墻剛度偏大，應減小其剛度，使上下剛度盡量接近， 以改善結構的抗震性能。 </p><p>　　（1）改善剪力墻，剪力墻是主要的抗側移構件。合理地擴大剪力墻間距，不但可以減小剛度（在滿足位移角限值的前提下），還能減少混凝土用量。較長的墻體可以留

8、設結構洞，洞中用輕質墻體填充，可以有效地減小剪力墻結構的重量和剛度；所有墻都采用非“一”字墻體，包括“L”、“T”和“十”形狀三種，各分肢的高厚比都不小于3；在外邊角處，兩個方向的墻肢都采用較大的高厚 </p><p>　　比，以增強抗扭性能。 </p><p>　?。?）改變層高，層高能夠有效地改變結構的側移剛度。增大轉換層以上樓層的高度，能直接改善側移剛度比。本工程底部兩層層高分別為4

9、.8m和4.5m，三層頂板為轉換層，下部為層高6m,凈高4.2m的大空間，層高較高；轉換層以上是層高3m的住宅，層高較低，側移剛度相對較大。本工程將第四層層高由3m調(diào)為3.3m，以減小上、下層側移剛度的差距對高出建筑層高部分采用水泥焦渣填充。 </p><p>　　1.3 處理梁，墻超筋問題 </p><p>　　1.3.1對剪壓比超限的連梁處理 </p><p>

10、　　剪壓比超限問題在剪力墻中是很常見的,尤其是在高烈度區(qū),或轉換結構中，經(jīng)常是計算完后多處洞口上連梁超限。處理方法是一般先減連梁高度，以減少連梁吸收的地震力，如果仍然超筋，說明該連梁兩側的墻肢過強或者是吸收的地震力太大。此時，想通過調(diào)整使計算結果不超筋是困難的，也沒有必要。從連梁的作用來說，首先它是在兩個墻肢之間傳遞內(nèi)力，對墻肢起到約束作用；其次，它是在地震來臨時充當?shù)谝坏婪谰€，起到耗能作用。因此，對于減少連梁的高度仍然超筋連梁（指抗剪

11、超筋）的設計，應按《高規(guī)》該連梁截面能承受的最大剪力計算連梁抗剪箍筋，再根據(jù)該剪力值計算出連梁端部彎矩（為簡化起見，假設反彎點在中點），并作適當折扣（例如；一級乘以0.8），然后根據(jù)該彎矩值計算連梁縱筋。這樣做的目的是為了保證連梁的強剪弱彎，故意讓連梁先出現(xiàn)塑性鉸。當多遇地震來臨時，連梁端部彎矩很快達到極限抗彎承載力，出現(xiàn)塑性鉸，端部彎矩不再增加。由于彎矩與剪力之間的導數(shù)關系，連梁中的剪力也不再增加。而在設計時，已經(jīng)保證了在端部彎矩達到

12、極限抗彎承載力，抗剪能力是有富余的，此時抗剪不會破壞。在這種情況下，連梁仍能保證對豎向荷載的承載能力，同時對墻肢有一定的約束</p><p>　　1.3.2轉換層上部剪力墻超筋的處理 </p><p>　　框支剪力墻結構由于轉換層上下構件不連續(xù)、剛度突變以及轉換梁豎向變形等因素，設計者在計算過程中往往會出現(xiàn)轉換層上部一層或者兩層剪力墻超筋現(xiàn)象。 </p><p>　

13、　當出現(xiàn)剪力墻邊緣構件超筋警告時設計根據(jù)具體情況調(diào)整剪力墻截面、改變結構布置或者手工復核配筋率是否超出規(guī)范的控制要求。 </p><p>　　當剪力墻水平筋超筋時，這種情況多數(shù)是結構布置不合理，必須調(diào)整剪力墻結構布置 </p><p><b>　　2 轉換層的設計 </b></p><p>　　本工程為轉換結構，平面布置較為規(guī)整，全部采用橫平豎

14、直的剪力墻。由于一至三層為商業(yè)需要較大空間因此必須在三層頂板處設置轉換層，用以承受上面25層剪力墻傳下來的荷載。 </p><p>　　2.1轉換梁截面尺寸取b×h=900×1700和b×h=1200X1700兩種。 </p><p>　　2.2 框支梁的抗剪強度計算結果顯示：有兩根梁的端部剪力太大，承載力不足。如果增大截面，在跨中會造成浪費，轉換梁的地震分力

15、也會增大，截面承載力還可能不足；如果減小截面，抗彎承載力可能不足。經(jīng)過試算和對比，最后采取了如下方案：在梁端局部加腋至2.3m高，效果良好。 </p><p>　　2.3 加強轉換梁與核心筒墻體的連接轉換梁與核心筒連接處負彎矩太大，鋼筋錨固構造也存在問題，且轉換梁斷面與筒體壁厚350mm顯得不協(xié)調(diào)；另外，結果表明連接處的該片墻的軸壓比無法通過。如果把該墻厚加到500mm厚，浪費會很大。經(jīng)對比各種方案后，在該處增加

16、一根1800 x 1200的壁柱，很好地通過了計算，也沒有影響前廳的使用。 </p><p><b>　　3 框支層設計 </b></p><p>　　框支層是框支剪力墻結構的薄弱部位，設計時應當加強框支層的延性，以提高抗震性能。 </p><p>　　3.1 設置長扁柱本工程一層的前半部分為空曠的入口前廳，中間不能設置柱子和剪力墻，故在不影響

17、功能的情況下，在大堂門口的邊上設置4根1800×1200的長扁柱，并采用C50高強混凝土。長扁柱頂住了上面的轉換梁，分散了上面邊墻的軸壓力，減小了軸壓比，增加了空曠部分的剛度，并有效減弱了前后部分的扭轉效應。 </p><p>　　3.2 加強剪力墻為提高框支層抗震性能，提高其延性，還要加強剪力墻。框支層的剪力墻采用C50高強混凝土，大堂兩側各做一片厚350mm的連續(xù)剪力墻，核心筒面向大堂的另一側加厚為

18、350mm，并且不開洞（入口設在兩側邊）。計算結果表明，剛心和質心向中心移動，角點扭轉變小，位移角明顯改善。 </p><p><b>　　4 結語 </b></p><p>　　本工程采用了框支剪力墻結構，不但滿足了現(xiàn)代建筑不同功能組合的需要，而且改善了抗震性能，減少了材料消耗，降低了工程造價 </p><p><b>　　參考文獻

19、 </b></p><p>　　[1] G B 50010-2010，混凝土結構設計規(guī)范{S} </p><p>　　[2] G B 50011-2010 ，建筑抗震設計規(guī)范{S} </p><p>　　[3] JG J3-2010，高層建筑混凝土結構技術規(guī)程[S] </p><p>　　[4] 黃小坤. 高層建筑混凝土結構技術規(guī)