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關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;高層結(jié)構(gòu)設(shè)計;常見問題
中圖分類號:TU757.5文獻標(biāo)識碼:A
1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及分類
1.1特點
對于高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時,第一,必須對高層建筑物的結(jié)構(gòu)整體的內(nèi)力進行分析,然后根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力來對截面進行優(yōu)化設(shè)計,再對滿足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋量進行計算分析,最終確定設(shè)計結(jié)果。設(shè)計過程中可能會使原結(jié)構(gòu)的荷載特征與幾何特征發(fā)生變化,在現(xiàn)荷載的作用下,結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特征會有所改變,而各控制截面的控制內(nèi)力也會隨之發(fā)生變化,優(yōu)化設(shè)計需要依據(jù)這種變化進行下一步的設(shè)計,因此可以說鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個循序漸進的過程。
1.2分類
在我國,高層建筑以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主,高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)量、高度以及結(jié)構(gòu)體系的多樣化、復(fù)雜性均處于世界前列。在高度較大的高層建筑中,應(yīng)用較多的是框架――筒體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)及多筒結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系。
(1)框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu),并同時承受水平荷載,適用于多層或高度不大的高層建筑??蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置要注意對稱均勻和傳力途徑直接。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置采用主次梁的作法為主,逐步向扁梁或無蓋梁發(fā)展??蚣苤强蚣芙Y(jié)構(gòu)的主要豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件,以受壓應(yīng)力為主。
(2)剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制,一般為3~8米。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑。剪力墻一般采用鋼筋混凝土材料,可分為全部為現(xiàn)澆的剪力墻,全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻,內(nèi)墻為現(xiàn)澆、外墻為預(yù)制墻板的剪力墻。
(3)框架――剪力墻結(jié)構(gòu)體系??蚣塄D―剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架和剪力墻結(jié)合在一起而形成的結(jié)構(gòu)形式。它既有框架結(jié)構(gòu)平面布局靈活、適用性強的優(yōu)點,又有較好的承受水平荷載的能力,是高層建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。
(4)筒體結(jié)構(gòu)。隨著建筑物高度的增加,傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)體系、框架――剪力墻結(jié)構(gòu)體系已不能很好地滿足結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下強度和剛度的要求。筒體體系因其在抵抗水平力方面具有良好的剛度,并能形成較大的使用空間,筒體是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展而成。它是由若干片縱橫交接的框架或剪刀墻所圍成的筒狀封閉骨架。
2高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題
2.1結(jié)構(gòu)平面設(shè)計問題
一般情況下,高層建筑并不適合選擇那些不規(guī)則的平面設(shè)計進行布置。高層建筑的外型應(yīng)該盡量簡單、規(guī)則,以便保證其剛度和承載力的均勻分布。根據(jù)抗震等級不同的建筑,設(shè)計時要考慮到其平面尺寸和突出部位尺寸的比值都在合理范圍內(nèi),另外,盡量不考慮采用角部重疊的平面圖形。
(1)在對結(jié)構(gòu)平面進行布置時,要盡量減少扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生,尤其要考慮到水平地震作用力下的偶然偏心影響問題。對樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移設(shè)計時,應(yīng)該考慮以下原則;對于A級高度的高層建筑,其最大水平位移和層間位移應(yīng)該小于該樓層平均值的1.2倍,不能超過該樓層平均值的1.5倍;對于B級高度的高層建筑或者超過A級高度混合結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜高層建筑,應(yīng)該小于該樓層平均值的1.2倍,不能超過該樓層平均值的1.4倍;
(2)在對高層鋼筋混凝土建筑進行抗震設(shè)計時,應(yīng)該盡量調(diào)整好高層建筑的平面形狀和結(jié)構(gòu)布置,盡量避免設(shè)置防震縫。如果必須設(shè)置防震縫,那么當(dāng)框架結(jié)構(gòu)高度不超過15m時,縫寬應(yīng)該大于100mm,如果高度超過15m時,應(yīng)該根據(jù)烈度和高度的不同,來適當(dāng)進行加寬。在對防震縫寬度進行確定時,如果縫兩側(cè)的建筑高度不同,防震縫的寬度則應(yīng)該依據(jù)較低一側(cè)的高度來確定;
(3)《高規(guī)》中,截面厚度不大于300m,各肢截面高度與厚度比的最大值在4~8之間的剪力墻為短肢剪力墻。在實際的高層建筑中短肢剪力墻設(shè)置會增加許多限制。所以,工程師在進行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該盡量減少或者不采用短肢剪力墻。
2.2豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計非常重要,它對建筑的整體質(zhì)量影響極大。高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量規(guī)則、均勻,避免有較大的外挑和內(nèi)收。高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)該以重心穩(wěn)定為前提,保持上小下大的形狀,并且其變化也應(yīng)該是循序漸進的。如果豎向結(jié)構(gòu)不垂直或者不均勻,就需要外加單獨的構(gòu)造設(shè)計來滿足高層建筑的整個平衡和穩(wěn)定。從抗震的角度來看,豎向內(nèi)收型樓層的側(cè)向剛度不應(yīng)該小于相鄰上一層的70%,也不應(yīng)該小于其相鄰上三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%。A級高度的高層建筑,其樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層問受剪承載力應(yīng)該大于相鄰上一層受剪承載力的80%,一定不能低于相鄰上一層受剪承載力的65%;對于B級高度的高層建筑,其樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力應(yīng)該大于相鄰上一層受剪承載力的75%。樓層的質(zhì)量沿著高度應(yīng)該均勻分布,不能出現(xiàn)樓層間質(zhì)量相差大太的問題。
2.3梁柱受力主筋設(shè)計問題
當(dāng)框架梁的截面寬度與框架柱的邊長相等,或者框架梁的一邊與框架柱重合時,框架柱受力主筋和框架梁的受力主筋位置便會產(chǎn)生矛盾。設(shè)計時應(yīng)該遵循強剪弱彎與強柱弱梁的原則,應(yīng)該首先對框架柱受力主筋的位置加以保證??梢钥紤]將框架梁主筋從框架柱內(nèi)側(cè)通過,考慮在框架梁靠近柱一側(cè)的四角增加4根鋼筋來作為架立鋼筋的方法,來保證框架梁截面的尺寸。這樣的設(shè)計方法不但可以保證框架結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的受力主筋位置,也方便了工程施工。
2.4墻梁節(jié)點鋼筋設(shè)計問題
在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,框架梁或者次梁如果直接設(shè)置在核心簡墻體暗梁或者過梁上,當(dāng)框架梁的截面和暗梁或過梁的截面高度相同時,框架梁主筋和核心筒暗梁或者過梁主筋的位置就會產(chǎn)生矛盾。此時的節(jié)點設(shè)計應(yīng)該盡量保證暗梁或者過梁箍筋的完整性。設(shè)計時,過梁下鐵設(shè)置分兩排布置,框架梁下鐵可布置在過梁下鐵第一與第二排鋼筋之間,框架梁接頭位置應(yīng)該設(shè)置在支座附近,并安一定比例錯開??蚣芰荷翔F可直接擱置在過梁上鐵上,同時框架梁主筋錨固的長度必須符合規(guī)范。另外,在框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中,主梁與次梁的節(jié)點設(shè)計非常重要,所以,主次梁鋼筋位置的設(shè)計也就成為重點。通常情況下,次梁上鐵鋼筋應(yīng)該在主梁鋼筋之上,次梁主筋在板筋之下,如果主次梁節(jié)點的鋼筋設(shè)計不好,就會使板筋或次梁上鐵鋼筋保護層厚度過小,對于結(jié)構(gòu)的抗震能力會有一定影響。
2.5抗震等級設(shè)計問題
高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計必須注意其抗震等級設(shè)計的問題,在對高層建筑進行抗震設(shè)計時,其結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該根據(jù)抗震設(shè)防分類、烈度、結(jié)構(gòu)類型以及建筑高度等不同需要來設(shè)計不同的抗震等級,設(shè)計時應(yīng)該符合相應(yīng)計算和構(gòu)造要求。
3結(jié)構(gòu)計算與分析
隨著房屋建筑結(jié)構(gòu)方面新規(guī)范的陸續(xù)頒布實施,各種計算軟件也都更新版本,但在計算時經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題,這其中既有軟件自身不完善的因素,也有使用人對規(guī)范理解不正確的原因。因此,如何準(zhǔn)確、高效地對工程進行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進行設(shè)計和處理,是決定工程設(shè)計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。
3.1計算模型的選取
對于常規(guī)結(jié)構(gòu),可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型;對于多塔或錯層結(jié)構(gòu),可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型;對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛,并帶彈性連接板帶模型;而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。
3.2抗震等級的確定
對常規(guī)高層建筑,與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級;對于地下室部分,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同,地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。
3.3振型數(shù)目是否足夠
振型數(shù)的多少與結(jié)構(gòu)的層數(shù)有關(guān),文獻中對陣型的取值都有較為明確的規(guī)定。因此,在計算分析階段根據(jù)規(guī)范要求對計算結(jié)果進行判斷,并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。
3.4非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算與設(shè)計
在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進行設(shè)計時,由于高層建筑地震作用和風(fēng)荷載較大,必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理措施進行設(shè)計。
4結(jié)語
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相比,具有整體性強、剛度大、位移小和舒適度好的優(yōu)點。在我國的高層建筑中大多采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),所以鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題也就非常重要。高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個比較復(fù)雜的過程,每個小失誤都有可能導(dǎo)致建筑出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計過程中,應(yīng)該嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定,認(rèn)真分析、科學(xué)計算,確保高層建筑的整體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。
參考文獻:
[1]黃寧峰.結(jié)合實踐對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題的分析[J].四川建材,2009.
關(guān)鍵詞:高層建筑 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計
建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。建筑設(shè)計是一項繁重而又責(zé)任重大的工作,直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性,但在實際設(shè)計工作中,常常發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的種種概念和方法上的差錯,這些差錯的產(chǎn)生,有的是由于設(shè)計人員沒有對一般建筑尤其是多層建筑設(shè)計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設(shè)計的結(jié)果;有的則是由于設(shè)計對設(shè)計規(guī)范和設(shè)計方法缺乏理解;還有的是由于設(shè)計者的力學(xué)概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗,為了避免或減少類似的情況發(fā)生,確保建筑設(shè)計質(zhì)量能上一個臺階,應(yīng)從以下幾個方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題加以改進:
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計
建筑的概念設(shè)計在整個設(shè)計過程了起著舉足輕重的作用,一幢建筑物的設(shè)計,如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計,以后的計算模式再準(zhǔn)確、計算再精確、配筋再合理,也不可能是一個經(jīng)濟、合理的優(yōu)秀設(shè)計工程。所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算,尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。所得方案往往概念清晰、定性正確,避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算,具有較好的的經(jīng)濟可靠性能。同時,也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
二、地基與基礎(chǔ)設(shè)計
預(yù)防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點及環(huán)境情況,并根據(jù)工程設(shè)計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術(shù)指標(biāo),以及各種處理方面的適用性,同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經(jīng)濟合理的處理方案。地基經(jīng)處理后,還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強度和變形要求。
地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進行,同時,也是因為地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素,因此,在這一階段,所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。
在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜,作為國家標(biāo)準(zhǔn),僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細(xì)的描述和規(guī)定,因此,作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確,所以,在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時,一定要對地方規(guī)范進行深入地學(xué)習(xí),以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。
三、結(jié)構(gòu)計算與分析
1.結(jié)構(gòu)整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導(dǎo)致了各軟件的計算結(jié)果有或大或小的不同。所以,在進行工程整體結(jié)構(gòu)計算和分析時必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結(jié)果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計工作中首要的工作。否則,如果選擇了不合適的計算軟件,不但會浪費大量的時間和精力,而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。
2.是否需要地震力放大,考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內(nèi)容實際上在新老規(guī)范中都有提及,只是,在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實測周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計算自振周期折減系數(shù)。
3.振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個振型參與系數(shù)的概念,并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計中,并未提出振型參與系數(shù)的概念,或即使有該概念,該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求,因此,在計算分析階段必須對計算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進行判斷,并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。
【關(guān)鍵詞】高層建筑設(shè)計;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計
引言
設(shè)計是形成高層建筑質(zhì)量,在初始時期控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),要站在為社會和行業(yè)發(fā)展負(fù)責(zé)的高度看待和重視高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作,形成對設(shè)計重點和細(xì)節(jié)的把握,提高高層建筑設(shè)計環(huán)節(jié)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作水平。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)該突出設(shè)計的內(nèi)涵,體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂,對高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進行全面思考,從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制和管理,進而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)的達成起到重點方面和體系方面的支撐作用。
一、高層建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)涵
隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑越來越廣泛,要想保證高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計達到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),就必須遵循一定的原則,加強高層的建筑結(jié)構(gòu)的使用維護、施工及設(shè)計。其原則需求主要表現(xiàn)在:第一,安全性。在設(shè)計的合理使用年限以內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)該可以承擔(dān)各種可能發(fā)生的突況,而且在發(fā)生了偶然事件以后,建筑物的結(jié)構(gòu)必須要保持一定的穩(wěn)定特性。第二,耐久性。在設(shè)計的可以使用的年限以內(nèi),高層建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有一定的耐久性。第三,適用性。在設(shè)計的能夠合理使用的年限以內(nèi),高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)該可以滿足使用的要求,具有較好的抗振、抗裂縫或者抗變形的性能。
二、結(jié)構(gòu)選型中常見的問題
2.1結(jié)構(gòu)規(guī)則性的問題
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,規(guī)范對于結(jié)構(gòu)規(guī)則性的內(nèi)容有很大的變化,在舊的規(guī)范中增加了很多新的規(guī)范條件,比如平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比較的信息以及豎向規(guī)則性信息等,并且在新的規(guī)范中,采用了強制性的規(guī)定。所以在高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該遵循規(guī)范的內(nèi)容,從而可以有效的避免施工中要求對設(shè)計進行改變。
2.2嵌固端的設(shè)計問題
目前很多的高層建筑物都有兩層或者兩層以上的人防地下室,所以嵌固端可能設(shè)置在人防的頂板位置處,也可能設(shè)置在地下室頂板的位置處。在設(shè)置嵌固端時,建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計師很容易忽略嵌固端的設(shè)置帶來的問題,如:嵌固端上下層的剛度、樓板的設(shè)計、上下層抗震等級的統(tǒng)一性和結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固端的位置等一系列的問題,如果在設(shè)計中忽略任何一個問題都可能對高層建筑結(jié)構(gòu)造成安全隱患,所以這就要求建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計師在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時,注意嵌固端設(shè)置的問題。
2.3短肢剪力墻設(shè)計的問題
在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范中,對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用有很多限制,所以在高層建筑設(shè)計中,建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該盡量減少或者避免采用短肢剪力墻,從而可以有效的避免工程設(shè)計中不必要的麻煩。
2.4結(jié)構(gòu)超高問題
在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于高層建筑的總高度在抗震規(guī)范中具有嚴(yán)格的要求,特別是新規(guī)范中,除了將原來限制的高度設(shè)置為A級高度,還增加了B級建筑物的高度,所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)該嚴(yán)格控制建筑物的高度,從而可以減少重新設(shè)計以及不符合要求等問題,減少高層結(jié)構(gòu)設(shè)計對施工工期的影響。
三、地基與基礎(chǔ)設(shè)計問題
地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設(shè)計的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進行,同時,也是因為地基基礎(chǔ)在整個工程造價中起決定性因素,因此,在這一階段出現(xiàn)問題后果可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中,要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜。作為國家標(biāo)準(zhǔn),僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細(xì)的描述和規(guī)定,因此建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)、地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等,一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。
四、結(jié)構(gòu)計算與分析
隨著房屋建筑結(jié)構(gòu)方面新規(guī)范的陸續(xù)頒布實施,各種計算軟件也都更新版本,但在計算時經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題。這其中既有軟件自身不完善的因素,也有使用人對規(guī)范理解不正確的原因。因此,如何準(zhǔn)確、高效地對工程進行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進行設(shè)計和處理,是決定工程設(shè)計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。
4.1計算模型的選取
對于常規(guī)結(jié)構(gòu),可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型;對于多塔或錯層結(jié)構(gòu),可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型;對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等,可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛,并帶彈性連接板帶模型;而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則,可采用彈性樓板模型。
4.2抗震等級的確定
對常規(guī)高層建筑,與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級;對于地下室部分,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同,地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。
4.3振型數(shù)目是否足夠
振型數(shù)的多少與結(jié)構(gòu)的層數(shù)有關(guān),文獻中對振型的取值都有較為明確的規(guī)定。因此,在計算分析階段根據(jù)規(guī)范要求對計算結(jié)果進行判斷,并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。
4.4非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算與設(shè)計
在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進行設(shè)計時,由于高層建筑地震作用和風(fēng)荷載較大,必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理措施進行設(shè)計。
五、提高高層建筑耐久功能
在高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,若以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計為主要目的,則要根據(jù)設(shè)計規(guī)范來處理主要問題,認(rèn)清主次,通過多種目標(biāo)與單一目標(biāo)的優(yōu)化使設(shè)計的效果令人滿意。因此,必須加強房屋耐久性設(shè)計,在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性往往沒有得到設(shè)計人員的充分考慮,其實就是在規(guī)定的使用年限內(nèi)對于用戶的各種正常使用要求均能夠滿足。在實際情況中,許多方案設(shè)計都沒有達到這些要求。出現(xiàn)這種情況的主要原因是設(shè)計時沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響,而導(dǎo)致的建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此,在對一般的高層建筑混凝土進行設(shè)計時,主要都集中在造價、材料上,所以只有造價小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計。如今人們的生活水平不斷地提高,對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高,所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時,就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標(biāo)。
六、結(jié)束語
簡而言之,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑出現(xiàn)的基礎(chǔ),如何科學(xué)地進行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計已經(jīng)成為行業(yè)的重點,應(yīng)該突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性,結(jié)合高層建筑的特點,把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點,充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機械性能上的優(yōu)勢,設(shè)計出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品,在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時,實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。
參考文獻:
【關(guān)鍵詞】小高層住宅;鋼筋混凝土;框架結(jié)構(gòu)
Explore the reinforced concrete frame structure high-rise residential design
Yang Ya-li
(Dujiangyan Municipal Building Survey and Design Co., Ltd Dujiangyan Sichuan 611830)
【Abstract】With the prosperity of society and economy, the rapid development of China's high-rise buildings. Design ideas are constantly updated. Architecture is becoming more diverse. High-rise reinforced concrete frame structure is widely used in building high-rise reinforced concrete frame structure design has a bright prospect. China has not yet formed corresponding norms, but also requires a lot of research work.
【Key words】High-rise residential;Framework;Reinforced concrete
1. 小高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅的基本結(jié)構(gòu)形式
1.1 框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)的特點是開間大、靈活性好、抗震性能較好,造價較低,但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸,影響家具的布置和美觀,有時由于住宅中房間分隔的不規(guī)則性又造成柱網(wǎng)的難以布置。
1.2 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。它是小高層住宅中應(yīng)用比較廣泛的一種主體結(jié)構(gòu)型式。其特點是平面靈活,適用性強,結(jié)構(gòu)合理,能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。
1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu)。隨著時代的發(fā)展和人們生活水平的提高,原來建造的小開間剪力墻體系住宅在建筑功能上的局限性變得日益明顯。從強度方面看,小開間結(jié)構(gòu)中墻體的作用不能得到充分的發(fā)揮,并且過多的剪力墻布置還會導(dǎo)致較大的地震力,增加工程費用,另外,由于結(jié)構(gòu)自重較大,也增加了基礎(chǔ)的投資,因此,大開間剪力墻應(yīng)運而生。承重墻的開間達到4.5m~7.5m,進深達到7.5m~11m,室內(nèi)一般無承重的橫墻和縱墻,可以按照住戶的不同要求靈活分隔,隨著家庭的變化還可重新布置。
1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)短肢剪力墻(墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻)介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間,由于這種結(jié)構(gòu)體系在建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、投資效益、節(jié)能指標(biāo)等多方面效果良好,己成小高層住宅的主要結(jié)構(gòu)形式。
2. 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
2.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素在低層住宅中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;而在小高層住宅中,盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響,但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說,豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視。對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅,框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力,這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時,此種差異軸向變形將會達到很大的數(shù)值,其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷,使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo)。與低層住宅不同,結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加,水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大,結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時,不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度,而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度,使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:
(1)過大的側(cè)移會使人不舒服,影響房屋的正常使用。
(2)過大的側(cè)移會使隔墻、圍護墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞,也會使電梯軌道變形而導(dǎo)致不能正常運行。
(3)過大的側(cè)移會因P一效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力,甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物的倒塌。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)。相對于低層住宅而言,小高層住宅更柔一些,地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀WC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3. 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
3.1 優(yōu)化設(shè)計的方法。當(dāng)前,在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下,主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件,采用人工分析進行調(diào)整,運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進行方案分析比較,以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案,這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的,雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高,但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案,可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物,即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等,這些問題目前計算機是無法完全解決的,都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下,根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行,這便是前面所說的概念設(shè)計。因此,概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進行選擇的過程中。
3.2 性能分析。
3.2.1 抗震性能分析。
(1)對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念,對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進行對比分析,電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力,還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取8邔咏Y(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān),過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角,剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu),但均小于規(guī)范要求,且富裕量較大,說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。
(2)但就使用性能方面,剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多,結(jié)構(gòu)自重大,導(dǎo)致了較大的地震作用,混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資,而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活,適用性強,結(jié)構(gòu)合理,能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下,具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間,容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度,從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力,也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
3.2.2 經(jīng)濟性比較。我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算,發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多,其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大,框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小,其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%,比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%,大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的最小,框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大,三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/m2元。
4. 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平進一步提高,用戶對住宅的功能提出更高的要求,人們希望建筑物在使用過程中具有更大的靈活性,能夠適應(yīng)多功能變換的需求。因此,設(shè)計單位在拿到開發(fā)單位的設(shè)計意圖后,應(yīng)本著經(jīng)濟美觀,安全適用的原則多為社會設(shè)計出更好的產(chǎn)品。
參考文獻
關(guān)鍵詞:高層預(yù)制鋼筋混凝土;剪力墻;住宅結(jié)構(gòu);設(shè)計
中圖分類號:TU208文獻標(biāo)識碼: A
剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中常見的形式,對于高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有多種形式。目前,較為常見的設(shè)計形式包括兩種,通過對這兩種形式的簡化,應(yīng)用計算機軟件對其進行有效的分析、計算,實現(xiàn)了對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計的優(yōu)化。下面就通過具體的工程對其進行詳細(xì)的分析。
1.工程概況
鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在我國高層住宅建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。通過PC技術(shù)實施的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)被稱為預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu),現(xiàn)階段由于沒有完善的設(shè)計規(guī)范以及配套的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),所以PC結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑住宅規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程中具有重要的作用。
某工程為兩棟18層的住宅樓,建筑面積為2.36萬平方米。其中第一層為架空綠化空間;2~15層為標(biāo)準(zhǔn)層;16~18層具有局部退層。該項工程中,PC技術(shù)主要應(yīng)用范圍是3~15層。兩棟樓房中一共有26層標(biāo)準(zhǔn)層。應(yīng)用PCF構(gòu)件,即在建筑外山墻中利用預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻模板;采用PC+PCF混合構(gòu)件,即在建筑前后外墻結(jié)構(gòu)中采用預(yù)制鋼筋混凝土模板。
該工程中,PCF模板在工廠中事先制作好,形成模板與外飾面,并在施工現(xiàn)場進行安裝,將其當(dāng)做現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻外墻模板結(jié)構(gòu),然后在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的鋼筋。然后支設(shè)內(nèi)膜結(jié)構(gòu),并安裝預(yù)制鋼筋混凝土模板,形成疊合剪力墻結(jié)構(gòu)。具體情況如下圖所示:
預(yù)制外墻PC是通過將剪力墻結(jié)構(gòu)外墻的填充墻部分,通過預(yù)制形成外模,在內(nèi)側(cè)可填充輕質(zhì)材料:外模使用鋼筋與現(xiàn)澆筑的墻以及梁連接起來。
2.高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計
該工程建筑抗裂度為Ⅵ度,剪力墻的抗震等級為4級。根據(jù)兩棟樓房建筑結(jié)構(gòu),建筑平面較為規(guī)則,建筑豎向結(jié)構(gòu)較為連續(xù)。因此本工程能夠使用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。在該工程建筑中設(shè)置地下結(jié)構(gòu)一層,其基礎(chǔ)為預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)構(gòu),并以筏板作為輔助結(jié)構(gòu)。PC結(jié)構(gòu)設(shè)計與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較大的去唄,在內(nèi)容上得到了更新與完善。實際設(shè)計中,主要采用以下兩種設(shè)計方式:
方式一:建筑項目中豎向抗側(cè)力構(gòu)建全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)或柱結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計忽略了PC構(gòu)建以及PCF構(gòu)件剛度要求以及其對建筑相關(guān)結(jié)構(gòu)的影響,將PC構(gòu)件以及PCF構(gòu)件當(dāng)做建筑荷載設(shè)計在建筑整體結(jié)構(gòu)體系中。設(shè)計過程中使用現(xiàn)行的軟件與設(shè)計規(guī)范對該結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進行計算與分析。
方式二:建筑結(jié)構(gòu)中添加了PC與PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu),會增加剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。根據(jù)可靠實踐證明,預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻彈性變形范圍內(nèi),現(xiàn)澆墻體結(jié)構(gòu)能夠與預(yù)制模板結(jié)構(gòu)協(xié)同作業(yè)。該設(shè)計形式就是根據(jù)實際的情況,合理設(shè)計預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻的厚度,控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度以及位移。疊合剪力墻墻體的厚度等于現(xiàn)澆剪力墻墻體厚度與預(yù)制鋼筋混凝土模板厚度之和。通過相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)計算與分析,以建筑周期、結(jié)構(gòu)位移、剛度等計算結(jié)果作為設(shè)計的主要依據(jù)。
3.建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
通過相應(yīng)的計算與分析,該工程所采用的設(shè)計方式,能夠通過PC結(jié)構(gòu)進行簡化,并通過現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范與軟件形成相應(yīng)的設(shè)計模型。在實際設(shè)計過程中,需要考慮到PC、PCF構(gòu)件結(jié)構(gòu)對建筑其他結(jié)構(gòu)的影響,包括剛度的影響,并根據(jù)相關(guān)的計算對計算模型相關(guān)參數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。有關(guān)的設(shè)計參數(shù)必須符合設(shè)計規(guī)范要求,同時也應(yīng)該與高工程設(shè)計方案相適應(yīng)。
通過相應(yīng)的計算,并對上述兩種設(shè)計形式計算結(jié)果比較中可知,PC與PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響程度。PC、PCF結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)周期、位移等都具有微小的影響,但是不會對建筑整體結(jié)構(gòu)計算造成影響。在預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,不僅需要考慮PC、PCF結(jié)構(gòu)剛度,還需要綜合考慮其對建筑結(jié)構(gòu)剛度的影響,對建筑結(jié)構(gòu)位移、周期進行有效的控制。
4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題
在高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,不僅需要對PC結(jié)構(gòu)主體進行合理設(shè)計,還需要對相關(guān)構(gòu)件結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計,形成完整的設(shè)計模型、體系。在具體的設(shè)計過程中,常見的設(shè)計問題體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)應(yīng)該重視現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)域疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作,重視PCF構(gòu)件對建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化作用;(2)在PC、PCF構(gòu)件的脫模、運輸存放以及安裝就位和現(xiàn)場澆筑混凝土等施工狀況下的剛度以及強度計算應(yīng)根據(jù)實際工程項目的設(shè)計以及施工開展;(3)Pc構(gòu)件與主體建筑具有多種連接方案,柔性方案與剛性方案的特點不同,各有優(yōu)勢以及缺陷,本工程所使用的是柔性方案;(4)在建筑結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中,有其他部位預(yù)制構(gòu)件的使用例如陽臺、樓梯和疊合樓板的預(yù)制件,能在一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的導(dǎo)荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影響,在實際的計算過程中應(yīng)考慮全面;(5)在設(shè)計的設(shè)計過程中,應(yīng)該加強對各個結(jié)構(gòu)連接部位的設(shè)計,設(shè)置合理的連接構(gòu)件,確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
5.總結(jié)
本文通過實際建筑工程,并以工程預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算分析為基礎(chǔ),對高層預(yù)制鋼筋混凝土疊合剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計方式進行分析探討,為相關(guān)人員在這一方面的工作提供能參考。我國建筑行業(yè)發(fā)展具有悠久的歷史,但是PC技術(shù)起步較晚,應(yīng)用到實際工程中也相對較少,同時也沒有形成完善的設(shè)計規(guī)范以及施工標(biāo)準(zhǔn)與驗收標(biāo)準(zhǔn)。這就需要相關(guān)的工作者加強對該領(lǐng)域的研究,對PC結(jié)構(gòu)設(shè)計進行不斷的完善,形成完善的設(shè)計模型與體系,為我國高層建筑發(fā)展提供技術(shù)支持,促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展,為城市化建設(shè)作出更大的貢獻。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】小高層住宅;鋼筋混凝土;框架結(jié)構(gòu)
1 小高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅的基本結(jié)構(gòu)形式
1.1 框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)的特點是開間大、靈活性好、抗震性能較好,造價較低,但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸,影響家具的布置和美觀,有時由于住宅中房間分隔的不規(guī)則性又造成柱網(wǎng)的難以布置。
1.2 框架一剪力墻結(jié)構(gòu) 在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。它是小高層住宅中應(yīng)用比較廣泛的一種主體結(jié)構(gòu)型式。其特點是平面靈活,適用性強,結(jié)構(gòu)合理,能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。
1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu) 隨著時代的發(fā)展和人們生活水平的提高,原來建造的小開間剪力墻體系住宅在建筑功能上的局限性變得日益明顯。從強度方面看,小開間結(jié)構(gòu)中墻體的作用不能得到充分的發(fā)揮,并且過多的剪力墻布置還會導(dǎo)致較大的地震力,增加工程費用,另外,由于結(jié)構(gòu)自重較大,也增加了基礎(chǔ)的投資,因此,大開間剪力墻應(yīng)運而生。承重墻的開間達到4.5m~7.5m,進深達到7.5m~1lm,室內(nèi)一般無承重的橫墻和縱墻,可以按照住戶的不同要求靈活分隔,隨著家庭的變化還可重新布置。
1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻(墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻)介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間,由于這種結(jié)構(gòu)體系在建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、投資效益、節(jié)能指標(biāo)等多方面效果良好,己成小高層住宅的主要結(jié)構(gòu)形式。
2 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
2.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素 在低層住宅中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;而在小高層住宅中,盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響,但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說,豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視 對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅,框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力,這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時,此種差異軸向變形將會達到很大的數(shù)值,其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷,使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo) 與低層住宅不同,結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加,水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大,結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時,不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度,而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度,使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:①過大的側(cè)移會使人不舒服,影響房屋的正常使用。②過大的側(cè)移會使隔墻、圍護墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞,也會使電梯軌道變形而導(dǎo)致不能正常運行。③過大的側(cè)移會因P一效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力,甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物的倒塌。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo) 相對于低層住宅而言,小高層住宅更柔一些,地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
3.1 優(yōu)化設(shè)計的方法 當(dāng)前,在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下,主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件,采用人工分析進行調(diào)整,運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進行方案分析比較,以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案,這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的,雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高,但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案,可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物,即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等,這些問題目前計算機是無法完全解決的,都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下,根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行,這便是前面所說的概念設(shè)計。因此,概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進行選擇的過程中。
3.2 性能分析
3.2.1 抗震性能分析 對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念,對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進行對比分析,電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力,還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠?。高層結(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān),過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角,剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu),但均小于規(guī)范要求,且富裕量較大,說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。
但就使用性能方面,剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多,結(jié)構(gòu)自重大,導(dǎo)致了較大的地震作用,混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資,而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活,適用性強,結(jié)構(gòu)合理,能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下,具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間,容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度,從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力,也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
3.2.2 經(jīng)濟性比較 我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算,發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多,其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大,框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小,其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%,比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%,大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。
4 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平進一步提高,用戶對住宅的功能提出更高的要求,人們希望建筑物在使用過程中具有更大的靈活性,能夠適應(yīng)多功能變換的需求。因此,設(shè)計單位在拿到開發(fā)單位的設(shè)計意圖后,應(yīng)本著經(jīng)濟美觀,安全適用的原則多為社會設(shè)計出更好的產(chǎn)品。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:高層建筑;鋼管混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計
Abstract: in this paper, according to the characteristics of the simplified structure, combined with engineering example this paper briefly introduces the core tube of a high-rise building frame structure design program of the whole idea, and based on the relevant specification for concrete filled steel tube beam from node design, shear wall to break the plane beam embedded solid function analysis, the core tube of exterior wall of coupling beam design points for the whole building structural design on detailed analysis to elaborate, and summarizes the experience of design.
Keywords: high building; Steel tube concrete; Structure design
中圖分類號:TU318文獻標(biāo)識碼:A文章編號:
1工程概況
某大廈由一棟30層寫字樓、2層商業(yè)附樓和3層地下室組成,占地面積13800 m2,總建筑面積45146m2,屋面結(jié)構(gòu)高度達97m。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計總體構(gòu)思
2.1 結(jié)構(gòu)類型
本工程采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu),雖然其結(jié)構(gòu)承載能力和抗變形能力比筒中筒結(jié)構(gòu)差,但避免了結(jié)構(gòu)堅向抗側(cè)力構(gòu)件的轉(zhuǎn)換,滿足了建筑立面效果和使用要求。為解決建筑首層層高8m及減小柱截面等問題,下部若干層采用鋼管混凝土組合柱,樓蓋采用現(xiàn)澆普通鋼筋混凝土梁板體系。
承載力和水平位移計算時,基本風(fēng)壓均按重現(xiàn)期為50年的1.1倍取值。由于結(jié)構(gòu)側(cè)向位移不滿足限值要求,在第30層利用建筑避難層,設(shè)置了鋼筋混凝土桁架的結(jié)構(gòu)加強層,結(jié)構(gòu)加強層是一把利刃劍,雖然可提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度,也使得結(jié)構(gòu)豎向剛度突變,所以結(jié)構(gòu)加強層及相鄰層按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求進行了加強處理。
2.2層高加強措施 本工程結(jié)構(gòu)平面形狀規(guī)則、剛度和承載力分布均勻,豎向體型也規(guī)則和均勻、結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件上下連續(xù)貫通,計算結(jié)果各項指標(biāo)通過調(diào)整后均達到規(guī)范要求。
由于首層層高8m,應(yīng)對措施把首層及下部若干層的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件作為加強的重點:1~15層框架柱采用鋼管混凝土組合柱(鋼管混凝土疊合柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS188:2005)、1~2層核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱、首層抗震等級提高一級。鋼管混凝土有著卓越的承載能力和變形能力,但其防腐和防火材料不僅造價較高還有時效性,需考慮今后的維修保養(yǎng),鋼管混凝土疊加合柱及鋼管混凝土組合柱可彌補這方面的缺陷。核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱,以解決由于首層層高較大,使得剪力墻端部應(yīng)力集中的問題,并提高剪力墻的承載能力和抗變形能力。
3鋼管混凝土組合柱的梁柱節(jié)點設(shè)計
在建筑工程中往往僅在框架柱中采用鋼管混凝土,而框架梁則采用普通鋼筋混凝土,鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土梁的連接節(jié)點成為工程中難點之一。目前常用的連接點有:鋼牛腿法、雙梁法、環(huán)梁法、鋼管開大洞后補強法及純鋼筋混凝土節(jié)點法等,本工程采用在鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點,為連接節(jié)點的設(shè)計提供多一種選擇。
3.1鋼管開小孔的連接節(jié)點構(gòu)造(見圖示2)
鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點做法要點如下:
3.1.1鋼管開小孔:小孔直徑D=鋼筋直徑+10mm,小孔水平間距×D,小孔垂直間距=2×D。
3.1.2鋼管水平加強環(huán):梁頂面和梁底面各設(shè)置一道,環(huán)板寬度:鋼管混凝土柱時,取0.10倍鋼管直徑、鋼管混凝土疊合柱時,取65~100mm;環(huán)板厚度=0.5t且≥16mm(t為鋼管壁厚)。 3.1.3鋼管豎向短加勁肋:緊貼水平加強環(huán),肋寬=環(huán)板寬-15mm,肋厚=環(huán)厚,長度為200mm,布置在梁開孔部位的兩側(cè)和中間。
3.1.4梁鋼筋盡量采用直徑較大的HRB400級鋼筋,以減少鋼管開孔數(shù)量。在鋼管混凝土疊合柱時,部分梁鋼筋可以在鋼筋混凝土柱區(qū)域穿過。
3.2鋼管開小孔連接節(jié)點的優(yōu)點
3.2.1鋼管開小孔后對鋼管截面削弱不大,梁鋼筋穿過小孔后剩余的縫隙很小,鋼管對管芯混凝土的約束力基本沒減少,不影響鋼管混凝土柱的承載能力和變形能力。
3.2.2梁鋼筋直接穿過鋼管后,梁可以可靠的傳遞內(nèi)力,梁長范圍內(nèi)的剛度保持不變,結(jié)構(gòu)受力分析與實際相同。(鋼牛腿法和鋼管開大洞后補強法,在梁端范圍內(nèi)有相當(dāng)長度的型鋼,使得梁剛度急劇變化)。
3.2.3在設(shè)置水平加強環(huán)和豎向短加勁肋補強后,鋼管在節(jié)點區(qū)是連續(xù)的,節(jié)點的剛性不受影響,滿足“強節(jié)點弱構(gòu)件”的要求。
3.2.4現(xiàn)場施工較方便,即使圓弧梁鋼筋也可順利穿過。
3.2.5節(jié)點補強所用材料比鋼牛腿法和鋼管開大洞法減少很多,造價較低。為進行鋼管開小孔后分析研究,1996年中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)協(xié)會做了1:5模型的四組共九個試件模型試驗,并通過多個工程實踐證實該方法的可靠性和可行性。
4剪力墻平面外對梁端嵌固作用的分析
4.1對于框架-核心筒結(jié)構(gòu),部分框架梁要支撐在剪力墻平面外方向,剪力墻平面外對梁端嵌固作用空間如何,其研究文獻較少,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也沒有涉及。影響剪力墻平面外對梁端嵌固作用主要因素:墻平面外對梁端嵌固作用的有效長度、墻線風(fēng)度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。目前常用的計算分析軟件雖然具有墻平面外剛度分析功能,但未考慮墻平面外對梁端嵌固作用的有效長度,當(dāng)遇到墻肢很長或筒子體墻肢空間風(fēng)度很大情況時,計算分析軟件會高估了墻平面外對梁端的嵌固作用,使得梁端負(fù)彎矩計算值要大于實際值,本工程應(yīng)對措施如下:
4.2采用梁端增加水平腋方法,用以直接增加墻平面外對梁端嵌固作用有效長度。
4.3采用增加墻邊框梁方法,用以增加平面外對梁端嵌固的局部剛度。墻邊框梁截面寬度應(yīng)不小于0.4倍梁縱筋錨固長度,墻邊框架梁截面高度應(yīng)大于樓面截面高度,為保證梁端剪力通過墻邊框梁均勻傳遞到墻上,墻邊框梁寬出墻厚處用斜角過渡。
為保證梁正截面設(shè)計更加條例實際受力情況,梁端計算彎矩可以采用“調(diào)幅再調(diào)幅”方法,即分析計算時設(shè)定梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)后,配筋時再局部手算調(diào)幅。“調(diào)幅再調(diào)幅”時,應(yīng)考慮構(gòu)件的剛度、內(nèi)力重分布的充分性、裂縫的開展及變形滿足使用要求。5核心筒外墻的連梁設(shè)計
核心筒外墻的連梁縱筋計算超筋是非常普遍的情況,《高規(guī)》對連梁超筋有專門的處理措施,而且研究文獻也不少,但計算模型的選取也是重要因素之一。
《高規(guī)》規(guī)定,跨高比小于5時按連梁考慮,即連梁屬于深彎梁和深梁的范疇,其正截面承載力計算時,已不能按桿系考慮,也就是已不符合平截假定,但許多分析軟件仍然把連梁按桿系計算,其計算偏差當(dāng)然是很大了。
按“強墻弱梁”和“強剪弱彎”原則進行連梁設(shè)計時,雖然《高規(guī)》對連梁設(shè)計有具體要求,但這個“弱”要到什么程度,還是取決于設(shè)計者的理解和經(jīng)驗。
本工程核心筒外墻的連梁按《高規(guī)》要求進行設(shè)計,除連梁均配置了交叉暗撐外,對非底部加強部位剪力墻的邊緣構(gòu)件也進行了加強處理,以滿足“多道抗震防線”和“強墻弱梁”的要求。
6結(jié)語
6.1鋼管混凝土疊合柱及鋼管混凝土組合柱有卓越的承載能力和變形能力,還可彌補鋼管混凝土柱的防腐和防火材料造價較高及時效性方面的缺陷。
6.2鋼管按一定的構(gòu)造要求開穿鋼筋小孔,對鋼管截面損傷不大,梁鋼筋直接穿過鋼管,使得梁內(nèi)力可以可靠的傳遞適當(dāng)設(shè)置水平加強環(huán)和豎向短加勁肋,鋼管混凝土柱的承載能力和變形能力不會降低,節(jié)點剛性得以保證。模型試驗已經(jīng)證實該方法的可靠性,工程實踐已經(jīng)證實該方法的可行性。大大節(jié)約梁柱節(jié)點所用鋼材,施工方便。
6.3影響剪力墻平面外對染端嵌固作用的主要因素:墻平面外對梁端嵌固作用有效長度、墻線剛度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。為加強墻平面外對梁端嵌固作用,可采取梁端水平加腋法、增加墻邊框梁方法,梁端彎矩可采用“調(diào)幅再調(diào)幅”方法。 6.4連梁屬于深彎梁和深梁的范疇,正截面承載力計算時,不能按桿系模型計算。
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞] 剪力墻 連梁 邊緣構(gòu)件 位移 周期 剛度
1剪力墻設(shè)計的基本要求
剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻的布置宜沿主軸雙向布置,剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。在設(shè)計時,剪力墻的布置應(yīng)遵循“”,既“對稱、均勻、周邊、連續(xù)” ,應(yīng)盡量避免出現(xiàn)剪力墻豎向不連續(xù)。
剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁。較長的剪力墻宜開設(shè)洞口,將其分成長度較為均勻的若干墻段,墻段間宜采用弱連梁連接,每個獨立墻段的總高度與其截面長度之比不應(yīng)小于2,墻肢截面長度不宜大于8m。
2 剪力墻設(shè)計中幾個重要問題
2.1 連梁設(shè)計要求
剪力墻開洞形成的跨高比小于5的梁,稱為連梁。因為連梁跨高比較小,豎向荷載下的彎矩所占的比例較小,它主要承受風(fēng)荷載和水平地震作用。
在水平荷載作用下,墻肢發(fā)生彎曲變形,使連梁端部產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,從而使連梁產(chǎn)生內(nèi)力,同時連梁端部的內(nèi)力又反過來減小與之相連的墻肢的內(nèi)力和變形,對墻肢起到一定的約束作用,改善墻肢的受力狀態(tài)。因此連梁對于剪力墻結(jié)構(gòu)尤其重要,它在起到連接墻肢作用的同時,還對所連接的墻肢起到一定的約束作用。
在剪力墻結(jié)構(gòu)中,設(shè)計時應(yīng)遵循強墻弱連梁、強剪弱彎的原則,即連梁要先于墻肢屈服,連梁和墻肢均應(yīng)為彎曲屈服。對剪力墻結(jié)構(gòu),連梁是主要的耗能構(gòu)件,其延性大小對整體結(jié)構(gòu)的安全至關(guān)重要。因此設(shè)計中,要盡可能地提高連梁的延性,保證連梁的延性系數(shù)。
通過加強連梁的構(gòu)造措施,可以有效提高連梁的延性,如控制連梁的縱向受力鋼筋的錨固長度;控制連梁箍筋的最小直徑和最大間距;保證連梁兩側(cè)水平鋼筋的設(shè)置等均可提高連梁的延性。
設(shè)計中即使按有關(guān)規(guī)范取用最小剛度折減系數(shù),還是會經(jīng)常出現(xiàn)連梁抗剪能力不滿足規(guī)范要求,這主要是部分連梁跨高比較小,剛度較大,造成連梁剪力過大,致使連梁抗剪能力不滿足規(guī)范對連梁剪壓比限值的要求。
針對以上情況,設(shè)計中通常是采取減少連梁剛度或增大連梁寬度來解決,減少連梁剛度可以通過減少連梁高度或加大連梁跨度(既加大剪力墻洞口尺寸)來實現(xiàn), 增大連梁寬度一般可以通過加大剪力墻的厚度或采用雙連梁來實現(xiàn),也可以通過提高混凝土強度等級來解決。通常采用雙連梁是較經(jīng)濟且有效的措施。實際工程設(shè)計應(yīng)根據(jù)每個工程的具體情況采用最適合該工程的措施。
雙連梁的做法如圖一所示,計算時連梁的寬度按2b(b為連梁寬度)輸入,實際配筋時將連梁的計算鋼筋(包括縱向鋼筋和箍筋)除以2后配置在bX h(b為連梁高度)內(nèi),上下兩根梁鋼筋相同。
圖一雙連梁大樣
2.2 邊緣構(gòu)件構(gòu)造設(shè)計
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》將邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件,一、二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,一、二級抗震設(shè)計的剪力墻的其他部位以及三、四級抗震設(shè)計和非抗震設(shè)計的剪力墻墻肢端部均要求設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。
所謂約束邊緣構(gòu)件是指用箍筋約束的暗柱、端柱和翼墻(包括轉(zhuǎn)角墻) ,由于箍筋的約束,可改善邊緣構(gòu)件混凝土的受壓性能,從而提高剪力墻的極限承載力和耗能能力。
約束邊緣構(gòu)件分為陰影區(qū)和非陰影區(qū),其范圍為lc,其值與結(jié)構(gòu)的抗震等級、節(jié)點形式及墻肢高度有關(guān),如圖二及表一所示。
剪力墻是結(jié)構(gòu)中重要的承重構(gòu)件,其邊緣構(gòu)件又是剪力墻最主要的受力部位,因此結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該高度重視邊緣構(gòu)件的設(shè)計。
表一約束邊緣構(gòu)件范圍為lc及其配箍特征值λ
項目 一級(9度) 一級(7、8度) 二級
λ 0.20 0.20 0.20
Lc(暗柱) 0.25hw 0.20hw 0.20hw
Lc(翼墻或端柱) 0.20hw 0.15hw 0.15hw
圖二剪力墻的約束邊緣構(gòu)件
(a)暗柱 (b)有翼墻 (c)有端柱 (d)轉(zhuǎn)角墻
2.3 剪力墻軸壓比的控制
高層建筑隨著高度的增高,剪力墻底部的軸壓比也隨之加大,偏心受壓剪力墻軸力較大時,壓區(qū)高度增大,與鋼筋混凝土柱相同,這時剪力墻的延性下降,因此設(shè)計中應(yīng)當(dāng)重視對剪力墻軸壓比的控制。這里所說的剪力墻軸壓比,是指剪力墻在重力代表值作用下(不考慮地震作用組合)的軸壓比,通常稱之為名義軸壓比。
截面受壓區(qū)高度不僅與軸壓比有關(guān),還與截面形狀有關(guān),在相同的軸壓比作用下,帶翼緣的剪力墻受壓區(qū)高度較小,延性相對較好,矩形截面最為不利,在設(shè)計中對矩形截面剪力墻墻肢(或墻段)應(yīng)從嚴(yán)控制其軸壓比。
剪力墻在重力代表值作用下墻肢的軸壓比不宜超過表二 的限值。
表二剪力墻軸壓比限值
軸壓比 一級(9度) 一級(7、8度) 二級
N/(fcA) 0.40 0.50 0.60
當(dāng)剪力墻的軸壓比超過規(guī)范限值時,可以通過加大剪力墻厚度或者加大剪力墻墻肢長度以及提高剪力墻的混凝土強度等級等措施來減小剪力墻的軸壓比。
3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中的常見問題及其解決辦法
高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計通常采用振型分解反應(yīng)譜法計算,剪力墻結(jié)構(gòu)計算中經(jīng)常出現(xiàn)以下幾個問題:
3.1彈性層間位移角(通常稱位移)不滿足規(guī)范要求。此時一般采取增大結(jié)構(gòu)的整體剛度來解決,應(yīng)針對計算結(jié)果,是X向位移不滿足要求,就主要增大結(jié)構(gòu)X向剛度,是Y向位移不滿足要求,就主要增大結(jié)構(gòu)Y向剛度。一般增加墻厚或墻長、增加連梁高度都可以增大剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度,但對于結(jié)構(gòu)高寬比較大的高層建筑,可能以上方法都無法解決,此時如果條件許可,可以把短向剪力墻延伸至陽臺端部,以增加該向的結(jié)構(gòu)剛度。如圖三所示,福州某高層建筑,建筑高度為149m, Y向?qū)挾葹?8.4m,高寬比為8.1,Y向剪力墻未延伸前,在風(fēng)荷載作用下,Y向位移為1h/720,增加墻厚或墻長、增加連梁高度效果都不顯著,最后把Y向剪力墻延伸至陽臺端部,計算結(jié)果Y向位移為1h/990。通??筛鶕?jù)場地及建筑布置情況,向一個方向延伸,如果需要,也可同時向兩個方向延伸。
圖三剪力墻延伸圖
3.2樓層最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)與該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值之比(簡稱位移比)不能滿足規(guī)范要求
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往由其變形而非受力所控制,結(jié)構(gòu)的剛與柔是結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常遇到的矛盾。剪力墻布置多,結(jié)構(gòu)剛度大,其地震作用也大,使用功能也會受到限制,而且明顯增加了結(jié)構(gòu)的自重,造成了結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)材料的過多消耗,從而造成不必要的浪費;而剪力墻布置少,結(jié)構(gòu)剛度小,在風(fēng)荷載和地震作用下,產(chǎn)生過大的位移,影響使用功能,嚴(yán)重者還可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)安全問題,因此結(jié)構(gòu)設(shè)計要使結(jié)構(gòu)剛?cè)岵?,既保證結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下不致產(chǎn)生過大的位移,又做到經(jīng)濟實用。在驗算結(jié)構(gòu)位移時,對全樓強制采用剛性樓板假定,如果計算結(jié)果不能滿足規(guī)范要求,通常要查看在不附加偏心距的情況下結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心是否相距較遠,如果兩者相距較遠,則要調(diào)整剪力墻的布置,使兩者的距離盡可能減??;如果兩者相距較小,則應(yīng)加大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,提高結(jié)構(gòu)的抗扭能力。
在實際工程中,有時規(guī)則且平面剛度布置均勻的結(jié)構(gòu)也可能出現(xiàn)位移比不能滿足規(guī)范要求,這是因為計算時增加附加偏心距,這樣規(guī)則結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形,結(jié)構(gòu)長度越長,附加偏心距越大,扭轉(zhuǎn)也越大。
所以設(shè)計中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要對每個具體工程的情況加以分析,再找出解決問題的辦法。當(dāng)結(jié)構(gòu)的層間位移較小時, 位移比限值可以適當(dāng)放寬。
3.3結(jié)構(gòu)第一、二自振周期為扭轉(zhuǎn)周期,或者結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,A級高度高層建筑大于0.9,B級高度高層建筑大于0.85。
扭轉(zhuǎn)周期的相對大小反映了結(jié)構(gòu)抗扭剛度的大小,抗扭剛度較小的結(jié)構(gòu),其扭轉(zhuǎn)周期必然較長,甚至長于結(jié)構(gòu)平動周期,地震時,這樣的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)一般會較大,不利于抗震[2]。
當(dāng)計算結(jié)果顯示Tt/ T1大于規(guī)范限值時,可通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心,使兩者的距離盡可能減小,在此基礎(chǔ)上增加結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度(增加周邊梁高,周邊增設(shè)剪力墻等)來加大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,從而減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期Tt;或者通過減小結(jié)構(gòu)的整體剛度來加大結(jié)構(gòu)的平動周期T1。當(dāng)原來的結(jié)構(gòu)剛度較大,層間位移較小時,可采取減小結(jié)構(gòu)整體剛度的辦法,結(jié)構(gòu)剛度太大并不可??;當(dāng)原來的結(jié)構(gòu)剛度較小,層間位移已經(jīng)較大時,則應(yīng)通過加大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,改善結(jié)構(gòu)的抗扭性能來解決。實際工程要通過分析具體的計算結(jié)果以確定采用什么方法來解決扭轉(zhuǎn)周期Tt超限問題。
3.4梁一端與剪力墻平面外連接,另一端與梁連接,此時往往與剪力墻平面外連接的那端梁內(nèi)力很大,計算很難通過,可以采取以下措施來減小梁端彎矩對墻的不利影響:a)沿梁軸線方向設(shè)置與梁相連的剪力墻,抵抗該平面外彎矩;b)當(dāng)不能設(shè)置與梁軸線方向相連的剪力墻時,宜在墻與梁相交處設(shè)置扶壁柱;c)當(dāng)不能設(shè)置扶壁柱時,應(yīng)在墻與梁相交處設(shè)置暗柱;d)必要時,剪力墻內(nèi)可設(shè)置型鋼;e)計算時可把與剪力墻相連的梁端設(shè)為鉸接。
3.5梁的一端與筒心相連,另一端與剪力墻相連,此時不能設(shè)置為鉸接,如某高層剪力墻結(jié)構(gòu),層數(shù)為34層,平面形狀為蝶型,如圖四所示,筒心剪力墻與其周圍的墻肢間距較小,連接筒心剪力墻與其周圍墻肢的梁計算很難通過,主要是梁的抗剪能力不滿足規(guī)范要求,筆者嘗試把端梁設(shè)置成鉸接,這樣梁是滿足要求了,可是彈性層間位移角卻出現(xiàn)問題,原本彈性層間位移角能滿足規(guī)范要求(為1/1320),此時計算結(jié)果,彈性層間位移角卻比原計算大了將近一倍(為1/710),經(jīng)過分析,是因為原本筒心剪力墻與其周圍的墻肢是一整體,此處梁端鉸接后,筒心剪力墻與其周圍的墻肢變成兩個獨立的剪力墻,這樣結(jié)構(gòu)的整體剛度就變成只是兩個獨立的剪力墻剛度的簡單疊加,比原來的整體剛度大大降低了,所以此處的梁端是不可以設(shè)置成鉸接,否則不僅計算難通過,還造成不必要的浪費,設(shè)計中我們最后是通過加大梁的寬度來增大梁的抗剪能力,以滿足規(guī)范要求。
圖四剪力墻平面
3.6轉(zhuǎn)角窗問題
近幾年來,由于建筑功能的需要,建筑師在建筑平面外
墻轉(zhuǎn)角處常常采用轉(zhuǎn)角窗,以使用戶充分享受室外的景觀和陽光。但轉(zhuǎn)角窗取消了具有較大扭轉(zhuǎn)剛度且抗震性能較好的轉(zhuǎn)角墻,使結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度大大削弱,極易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的平面類型。設(shè)計中通常在轉(zhuǎn)角窗附近布置小開間剪力墻以提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
轉(zhuǎn)角窗處的轉(zhuǎn)角梁內(nèi)力宜用有限元法分析計算,它不同于一般梁,也不同于剪力墻間的連梁,它是一根整體折梁,鋼筋構(gòu)造宜滿足框架梁的構(gòu)造要求。
轉(zhuǎn)角窗處樓板處于房屋外角邊緣,且支撐于抗扭剛度較差的轉(zhuǎn)角梁上,此處樓板厚度宜適當(dāng)加厚,樓板配筋宜適當(dāng)加強,建議配置雙層雙向拉通鋼筋。
B級高度的高層建筑不應(yīng)在角部開設(shè)轉(zhuǎn)角窗。
4 結(jié)束語
剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁抗剪能力常不能滿足規(guī)范要求,設(shè)計中通常是采取減少連梁剛度或加大連梁寬度來解決;設(shè)計計算中經(jīng)常出現(xiàn)的位移、位移比、扭轉(zhuǎn)周期不能滿足規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合每個工程的具體情況,認(rèn)真分析計算結(jié)果,然后采取經(jīng)濟有效的辦法來解決。
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中圖分類號: TU37文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
引言
中國正處于經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代,隨著大中城市高層建筑普及,中小城市建筑物也開始向高處發(fā)展,本文以鎮(zhèn)江益華廣場酒店式公寓初步設(shè)計為例,淺析鋼筋混凝土帶轉(zhuǎn)換高層建筑概念設(shè)計。
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。應(yīng)選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置,高層建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題可以說是概念設(shè)計圍繞的主要問題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中能否做到幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心基本重合,取決于建筑物平面結(jié)構(gòu)形式。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞,應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局,為使樓層水平力作用沿平面分布均勻,減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動,應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),同時,在結(jié)構(gòu)平面布置時應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。
一般高層建筑設(shè)計過程中控制的參數(shù)主要有:剛度比,位移比,周期比,剛重比,層間受剪承載力比,剪重比,軸壓比。控制剛度比和層間受剪承載力比,主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。控制位移比,主要為控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性,以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。控制周期比,主要為控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響??刂苿傊乇龋饕獮榭刂平Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免結(jié)構(gòu)在風(fēng)載或地震力的作用下整體失穩(wěn)。
工程概述:鎮(zhèn)江益華廣場項目位于鎮(zhèn)江新區(qū)大港街道段家村。擬建成公寓、酒店、商業(yè)、辦公等多功能復(fù)合的大型商住綜合體。其中,酒店式公寓1棟,設(shè)1層地下停車場。底層4層為商業(yè)用途,、6層以上為酒店式公寓,結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),其中轉(zhuǎn)換層設(shè)在地上5層樓面。地下室:層高為6.00m,裙房:首層層高為6.00m,二~三層層高為5.00m,四層層高為5,2m,五層層高為4.50m,六~十七層層高為3.10m,天面相對標(biāo)高為62.90m。共17層.
設(shè)計等級及控制指標(biāo):本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為 50 年,建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0=1.0 。公寓抗震設(shè)防類別為 丙 類,工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 7 度,設(shè)計地震分組為第 1 組,基本加速度值為 0.15 g,按 7 度抗震措施設(shè)防。轉(zhuǎn)換層一下框架及框支框架抗震等級為一級,標(biāo)準(zhǔn)層框架抗震等級二級,剪力墻底部加強部位抗震等級為一級,非底部加強部位為二級。
本工程根據(jù)建筑功能使用、防水及結(jié)構(gòu)耐久性的要求,在地上主體結(jié)構(gòu)各單體均設(shè)置防震縫,將裙樓與公寓塔樓劃分成較規(guī)則的獨立單元,從而避免了大底盤多塔樓體系和塔樓偏置,合理降低了結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜程度,提高結(jié)構(gòu)抗震性能。
計算分析的主要結(jié)果:
經(jīng)過PMSAP剛性板模型復(fù)核,與SATWE剛性板模型二者計算結(jié)果基本一致,計算結(jié)果真實可信,說明結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)件尺寸基本合理。
本工程還進行了按彈性動力時程分析法驗算,從時程分析主要結(jié)果與反應(yīng)譜分析主要結(jié)果對比來看,二者基本一致,承載力設(shè)計時可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。
住宅轉(zhuǎn)換層上下等效剛度比:按高規(guī)附錄E之E.0.2條計算轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比,此時取消SATWE計算模型的1層地下室,并按SATWE模型中的剪彎剛度模式計算,結(jié)果:X方向等效剛度比=0.2799
轉(zhuǎn)換層與上一層受剪承載力比:X方向受剪承載力比=1.67>0.8,Y方向受剪承載力比=1.90>0.8,可見轉(zhuǎn)換層與上一層X、Y兩個方向的受剪承載力比都滿足要求,受剪承載力不突變。
轉(zhuǎn)換層層間側(cè)向剛度比結(jié)果,X方向側(cè)剛比值=1.7031>1, Y方向側(cè)剛比值=1.2898>1,可見轉(zhuǎn)換層側(cè)剛大于上層70%或上3層平均值80%,剛度不突變。
結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算結(jié)果(SATWE)剛重比:X向剛重比EJd/GH2=15.37,Y向剛重比EJd/GH2=14.60
該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算;
該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH2大于2.7,可以不考慮重力二階效應(yīng)。
計算結(jié)果分析
1)本工程采用的SATWE、PMSAP兩個程序的計算結(jié)果是可信的,未出現(xiàn)原則性的沖突或矛盾的結(jié)果,說明結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)件尺寸基本合理。
2)(規(guī)范規(guī)定:在考慮偶然偏心影響的地震作用下,樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移,A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍;)計算結(jié)果顯示,在考慮偶然偏心的地震作用下,樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值,在裙樓的邊緣處較大;但均滿足規(guī)范要求;為了確保結(jié)構(gòu)的安全性,在設(shè)計時適當(dāng)提高端部豎向構(gòu)件的箍筋配筋量,以增強其抗側(cè)能力。
3)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,本工程塔樓該比值均小于0.85,滿足規(guī)范要求。
4)經(jīng)驗算,本工程該項指標(biāo)符合關(guān)于側(cè)向剛度規(guī)則的要求:
樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度70%或相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%中之較小者,同時各層位移角均小于上一層的1.3倍,或其上三層位移角平均值的1.2倍。
5)經(jīng)驗算,本工程塔樓的框架柱軸壓比均不大于0.60,滿足規(guī)范要求:一級抗震等級的剪力墻底部加強部位,其重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比分別不超過0.5。一級抗震等級的框架柱,軸壓比不超過0.75。
結(jié)語
由于地震作用具有不確定性,工程可能遭遇大震或更強烈的地震,因此,高層建筑概念設(shè)計和性能控制顯得尤為重要,本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循簡明、清晰的原則,結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算要求。在設(shè)計使用年限內(nèi),結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常維護條件下應(yīng)能保持其使用功能,而不需要進行大修加固。通過結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化,采取穩(wěn)定性加強措施,控制結(jié)構(gòu)破壞模式,提高結(jié)構(gòu)延性和耗能能力,達到優(yōu)化設(shè)計的目的。
參考文獻:
趙西安.現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社,2004.