西寧某高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總結(jié)

1、<p>　　西寧某高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　【摘要】：本文總結(jié)了西寧某高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)商住樓在工程設(shè)計(jì)過程中所采取的對(duì)上部剪力墻、轉(zhuǎn)換層和框支層優(yōu)化調(diào)整的措施。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】： 框支剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p&g

2、t;　　本工程為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)換層，7度抗震，地上框支框架及底部加強(qiáng)部位的墻抗震等級(jí)為特一級(jí)抗震，其余為二級(jí)抗震。在本工程設(shè)計(jì)過程中采取了改善結(jié)構(gòu)抗震性能，減輕結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)過程中所采取的具體措施。 </p><p>　　1 轉(zhuǎn)換層上部剪力墻結(jié)構(gòu)

3、的設(shè)計(jì) </p><p>　　1.1 減輕上部結(jié)構(gòu)自重 </p><p>　　在安全可靠的前提下，建筑結(jié)構(gòu)的自重最好能減到最小，一方面，高層結(jié)構(gòu)中，樓層很多，水平構(gòu)件總數(shù)大量增加，而豎向構(gòu)件也是特別長，這樣，結(jié)構(gòu)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(dāng)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(cè)向剛度，對(duì)筒周邊的樓板作了適當(dāng)加強(qiáng)，取120mm厚。其它樓板覆蓋大部分結(jié)構(gòu)面積，減小樓板厚度可以減小每平方米結(jié)構(gòu)面積的混凝土重量。把樓板厚度控制在計(jì)算跨度的要求之內(nèi)，并滿 </p><p>　　防火和預(yù)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(jì)算分析中，考慮到構(gòu)件的

5、裝修荷載及結(jié)構(gòu)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(dòng)計(jì)算自重”，而是手動(dòng)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(kuò)大剪力墻的間距，將部分開間的墻體用輕質(zhì)隔墻取代，能有效地減小結(jié)構(gòu)自重。為了不增加板的跨度（使樓板厚度100mm得以實(shí)現(xiàn)），在隔墻處設(shè)置梁。由于居住建筑開間和進(jìn)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(shí)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(jié)構(gòu)剛度 </p><p>　　《高規(guī)》對(duì)轉(zhuǎn)換層上下的側(cè)移剛度有比較嚴(yán)格的要求。本建筑為框支－剪力墻結(jié)構(gòu)，其上部剪力墻剛度偏大，應(yīng)減小其剛度，使上下剛度盡量接近， 以改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。 </p><p>　?。?）改善剪力墻，剪力墻是主要的抗側(cè)移構(gòu)件。合理地?cái)U(kuò)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(shè)結(jié)構(gòu)洞，洞中用輕質(zhì)墻體填充，可以有效地減小剪力墻結(jié)構(gòu)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(gè)方向的墻肢都采用較大的高厚 </p><p>　　比，以增強(qiáng)抗扭性能。 </p><p>　?。?）改變層高，層高能夠有效地改變結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度。增大轉(zhuǎn)換層以上樓層的高度，能直接改善側(cè)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(zhuǎn)換層，下部為層高6m,凈高4.2m的大空間，層高較高；轉(zhuǎn)換層以上是層高3m的住宅，層高較低，側(cè)移剛度相對(duì)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(cè)移剛度的差距對(duì)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(duì)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(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常是計(jì)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(cè)的墻肢過強(qiáng)或者是吸收的地震力太大。此時(shí)，想通過調(diào)整使計(jì)算結(jié)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(gè)墻肢之間傳遞內(nèi)力，對(duì)墻肢起到約束作用；其次，它是在地震來臨時(shí)充當(dāng)?shù)谝坏婪谰€，起到耗能作用。因此，對(duì)于減少連梁的高度仍然超筋連梁（指抗剪

11、超筋）的設(shè)計(jì)，應(yīng)按《高規(guī)》該連梁截面能承受的最大剪力計(jì)算連梁抗剪箍筋，再根據(jù)該剪力值計(jì)算出連梁端部彎矩（為簡化起見，假設(shè)反彎點(diǎn)在中點(diǎn)），并作適當(dāng)折扣（例如；一級(jí)乘以0.8），然后根據(jù)該彎矩值計(jì)算連梁縱筋。這樣做的目的是為了保證連梁的強(qiáng)剪弱彎，故意讓連梁先出現(xiàn)塑性鉸。當(dāng)多遇地震來臨時(shí)，連梁端部彎矩很快達(dá)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(dǎo)數(shù)關(guān)系，連梁中的剪力也不再增加。而在設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)保證了在端部彎矩達(dá)到

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

13、　當(dāng)出現(xiàn)剪力墻邊緣構(gòu)件超筋警告時(shí)設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況調(diào)整剪力墻截面、改變結(jié)構(gòu)布置或者手工復(fù)核配筋率是否超出規(guī)范的控制要求。 </p><p>　　當(dāng)剪力墻水平筋超筋時(shí)，這種情況多數(shù)是結(jié)構(gòu)布置不合理，必須調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)布置 </p><p><b>　　2 轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　本工程為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，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(shè)置轉(zhuǎn)換層，用以承受上面25層剪力墻傳下來的荷載。 </p><p>　　2.1轉(zhuǎn)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(qiáng)度計(jì)算結(jié)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(huì)造成浪費(fèi)，轉(zhuǎn)換梁的地震分力

15、也會(huì)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(duì)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(qiáng)轉(zhuǎn)換梁與核心筒墻體的連接轉(zhuǎn)換梁與核心筒連接處負(fù)彎矩太大，鋼筋錨固構(gòu)造也存在問題，且轉(zhuǎn)換梁斷面與筒體壁厚350mm顯得不協(xié)調(diào)；另外，結(jié)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(fèi)會(huì)很大。經(jīng)對(duì)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(jì)算，也沒有影響前廳的使用。 </p><p><b>　　3 框支層設(shè)計(jì) </b></p><p>　　框支層是框支剪力墻結(jié)構(gòu)的薄弱部位，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)框支層的延性，以提高抗震性能。 </p><p>　　3.1 設(shè)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(shè)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(shè)置4根1800×1200的長扁柱，并采用C50高強(qiáng)混凝土。長扁柱頂住了上面的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)效應(yīng)。 </p><p>　　3.2 加強(qiáng)剪力墻為提高框支層抗震性能，提高其延性，還要加強(qiáng)剪力墻。框支層的剪力墻采用C50高強(qiáng)混凝土，大堂兩側(cè)各做一片厚350mm的連續(xù)剪力墻，核心筒面向大堂的另一側(cè)加厚為

18、350mm，并且不開洞（入口設(shè)在兩側(cè)邊）。計(jì)算結(jié)果表明，剛心和質(zhì)心向中心移動(dòng)，角點(diǎn)扭轉(zhuǎn)變小，位移角明顯改善。 </p><p><b>　　4 結(jié)語 </b></p><p>　　本工程采用了框支剪力墻結(jié)構(gòu)，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(jià) </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

19、 </b></p><p>　　[1] G B 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范{S} </p><p>　　[2] G B 50011-2010 ，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范{S} </p><p>　　[3] JG J3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S] </p><p>　　[4] 黃小坤. 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)