试论某高层（错层剪力墙结构）住宅结构设计（可编辑）

试论某高层（错层剪力墙结构）住宅结构设计（可编辑）试论某高层(错层剪力墙结构)住宅结构设计江苏建筑年增刊总第期试论某高层错层剪力墙结构住宅结构设计‘沈健江苏筑原建筑设计有限公司,江苏常州摘要文章详细介绍了错层剪力墙结构高层住宅结构设计的全过程。在对设计中碰到的一些具体问题,提出了自己的看法和建议,对类似工程有一定的参考价值。关键词结构设计;抗震设计;错层剪力墙结构;概念设计【中图分类.【文献标识码】【文章编号?一?.,.,:???.,.:;;;近年来,单元内部有竖向变化的复式、错层住宅在住宅本建筑场地属中软土场地,场地覆盖层厚度大于,设计中得到越来越多的应用。因此场地土类别为类。土层主要为第记冲积相沉积土早在年,中国建筑科学研究院抗震所等单位就对层,场地内土层分布均匀,自上而下分别为杂填土、粉质粘错层剪力墙结构做了模型振动台试验。试验结果明,错层土、粉土、粘土等。结构由于坚向刚度不规则,对抗震不利。平面规则的错层剪本工程采用墙、柱下独立承台加防水板的基础形式。桩力墙结构,错层对抗震性能的影响不十分严重,平面布置不选用直径为、的预应力混凝土管桩。静载试规则,扭转效应显著的错层剪力墙结构破坏严重。因此,《高验的管桩单桩承载力特征值为/根,桩层建筑混凝土结构技术规程?以后简称《高端持力层为?号粉质粘土或?号粉土中,桩长,不用规》上对于错层剪力墙结构比一般剪力墙结构要求更严。桩尖。的管桩单桩承载力特征值为/根.如果结构布置合理,并加以限制,从概念上进行抗震性能优桩端持力层为?号粉质粘土或?号粉土中,桩长,不化设计,从严采取可靠抗震措施时,高层错层剪力墙结构的用桩尖。独立承台高度为.,防水板厚为.。防水抗震性能完全可以满足的有关规定。板下土不作夯实处理。年,我公司在地震基本烈度为度,江苏省常州上部结构设计市设计了栋层的高层错层结构住宅,现将该工程结构.结构选型设计介绍如下:由于建筑使用功能的需要.每隔一个平层就有两层是工程概况错竖层,属错层结构。为了减少竖向抗侧力结构的不规则程本工程为常州御城花园高档住宅小区房。地下度,与建筑专业充分协调,避免采用受力复杂的错洞剪力层,地上层,建筑总长度为,总宽度为.,建筑墙。由于建筑平面是对称的,因此结构的平面布置也是基本总高度为.,非错层部位层高.。错层部位将个对称的,是规则的。这样就避免了弓起较大的扭转效应.从.设计成层,层高分别为.,.,.。每隔概念上讲对抗震有利。另外本结构每层错层有一平层,层楼板是拉通的。结构体系采用剪力墙结构,结构的安全楼板是相连通的,这些平层加强了各竖向抗侧力结构间的等级为级,抗震设防烈度为度,设计基本地震加速度为联系,为此应加强这些平层,使其更好的传递地震力,协调.,设计地震分组为第组,建筑物场地类别为类场非错层竖向构件以及错层构件的差异变形。设计时,将这些地。【收稿日..地基基础【作者简介沈健,男,江苏筑原建筑设计有限公司。江苏建筑年增刊总第期平层的板厚定为,每个方向单层钢筋的配筋率不少制结构的扭转效应,避免产生过大的偏心而导致结构产生于.%,并双向双层设置。同时按每层一个大结构层的较大的扭转效应。根据《高规》第..条的要求,在考虑偶概念进行结构整体抗震设计:将有利于确保结构的整体抗然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移震性能。和层间位移.级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的结构计算软件.倍,不应大于该楼层平均值的.倍。但由于本工程为本工程采用中国建筑科学研究院编制的《多层及高层错层结构,输出的计算结果是每个结构层的位移比,也包括建筑结构空间有限元分析与设计软件高层版进错层部位,这种结果是失真的。经与建科院老师的沟通.一行结构整体分析。另根据《高规》第...条的规定,由于致认为错层结构中的位移比及层间位移角应按实际层考本工程是错层剪力墙结构,应属于第章规定的复杂高层虑,即某一竖向构件以有水平构件有楼板相连为准设为一建筑结构。因此应采用至少两个不同力学模型的三维空间实际层,计算时可选用位移详细输出.这样每层每个点的分析软件进行整体内力分析计算,所以该工程又用了韩圄位移均能输出。通常取楼层的个角点计算平均位移,并在的有限元分析软件进行整体内力分析。此基础上计算位移比及层间位移角。最大位移往往发生在根据《高规》之规定,错开的楼层应各自参加结构整体建筑物的角,这样就可以取建筑物角的实际层的位称计算,故结构建模时按每个错开楼层进行建模,共计个差来计算最大层间位移比和层间位移角,最大水平位移也层,总的结构层数为层。在确定计算参数时,结构体可直接取建筑物角的位移值。以此来计算最大水平位移系采用复杂高层结构.考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,比,从而解决位移比问题。并考虑偶然偏心。根据《高规》第..条的规定,设防烈度层刚度比的问题为度,房屋高度不大于的一般剪力墙结构,其剪力根据《高规》第..条规定,抗震设计的高层建筑结墙抗震等级应为级。但南于本工程有错层存在,根据《高构,其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的规》第..条的规定,错层平面外的剪力墙抗震等级应提%或其上相邻层侧向刚度平均值的%。这就要求,首高级。考虑到该建筑物高度接近级与级的分界线先应知道每层的层刚度值,但本工程由于错层的存在,计算.为提高结构的整体可靠性,计算时将整个结构的抗震出的层刚度值也是失真的,需手工计算求出。同样,也应按等级均提高级,定为级。抗震构造措施仍按实际情况执实际层考虑,计算方法可用地震剪力与层间位移的比求得,行。计算时,采用“总刚分析法”进行地震作用分析,层刚度地震剪力可从程序计算结果数据中选用,层间位移可按上述第条的方法求得,但即使按此方法计算出的结果仍是比采用地震剪力与地震层问位移之比。此外,根据《高规》第一..条的规定.本工程还应采用弹性时程分析个近似结果。我们还要结合其水平力作用下的平均侧移法进行多遇地震下的补充计算。简图以及空间变形图直观地看一下.本结构是否有明显的变形拐点或差异点.以此来判断该结构的竖向规则性。经计.结构计算结果的分析与判断南于本工程是错层剪力墙结构,在建模时应按实际情算结果表明.地震力作用下的水平楼层位移曲线呈弯曲型,况每层均按标准层输入。因此.该结构与常规意义上的普通并没有明显的拐点。整体变型曲线与一般剪力墙结构的变形曲线大致一样,没有明显的变形突变。层剪力曲线也与一结构相比复杂得多,许多有关层的概念计算指标和参数均已失去通常意义,这就要求设计师充分运用抗震概念设计般剪力墙结构一样,是逐层递增,没有明显的剪力突变,曲方法,分析其关键及薄弱部位,采取相应的加强措施。为此,线大致光滑。综上所述,可以判断该工程的结构竖向是规则我们结合概念并充分吸收中国建筑科学研究院工程的.是满足规范要求的。部程序开发者的意见和建议,对《高规》上要求的一些计算错层处剪力墙墙上开洞的问题参数指标及结果作以下分析。由于软件不能进行空间建模,因此错层处剪周期比的问题:力墙墙上开洞无法处理,因此连梁只能按框梁输入.由此会周期比反映的是整体结构的抗扭能力,是反映结构整给计算带来误差,那接下来的问题就是这误差到底有多少且如何弥补这些误差为此建立了两个模型。即近似地将错体抗扭性能的一个宏观指标。根据《高规》第..条的要求,结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自层处合并为层,不按错层考虑。一个模型是将剪力墙上洞振周期之比,级高度高层建筑不应大于.。我们向建口按墙上开洞输人,一个模型是按框梁输入。目的是看这两科院工程部软件开发工程师咨询过,对于种模型的计算结果误差有多大。经计算结果表明。两种模型的计算结果比较接近,误差较小。因此.实际建的错层模型错层剪力墙结构,计算的周期比是准确的,但必须在强制刚性楼板假定下进行,这样可以过滤掉错层结构中的局部振可以将连梁按框梁输入,直接进行整体内力分析。另外,为了验证这种方法的正确性.用有限元分析软件进行动。这也与《高规》的要求是一致的。空间建模。错层剪力墙洞口可以按实际情况输入,经分析计位移比的问题算.其计算结果与真实模型的计算结果基本接近,位移比反映的是结构的平面布置规则性,其目的是限江苏建筑年增刊总第期表计算结果将连梁按框梁输入的方法是可行的,计算出的结果是表采用两种软件进行计算结果可信的。剪重比的问题剪重比反映的是结构的整体动力特性。如果结构偏柔,那么剪重比就不容易满足要求,由于本工程没有“层”的概基底剪力念,因此计算出来的剪重比就没有意义,但从计算出来的周期可以判断,第一振型周期不超过,与同样类型的高层/最大层间位移角剪力墙结构的周期相差不大,他的刚度不柔,是在合理/范围之内的.且经计算的底部剪力与其它同样类型的剪力.墙结构的计算的底部剪力在同一数量级,也在合理范围之最大位移比内。.结构主要计算结果由于对于墙上开洞不能跨层布鼹.因此建最大层问位移比模时不能按墙上开洞输入,只能输梁,而且为了核对越层墙的内力分析的正确性,所以另建了两个模型。其中之一为非错层梁元模型,即跨高比小于的按梁输入;另一个为非错质量参与系数一一一一四一御一一层墙元模型,跨高比小于的按墙上开洞输人。还有即为实际错层的真实模型。经计算结果对比,这种模型的周期、周期比、基底剪力大致相同,最大层间位移角,错层模型略卿姗~四一一一.一一姗一脚一一大一些,最大位移比.最大层问位移比相差不大。主要计算周期及周期比,结果见表。整体分析分别采用和进行计算分析,结果表明两种模型的自振特性.地震作用下的位移和内力反应比较接近。均能满足规范要求,且未有异常现象出基底剪重比现。说明计算结果是可以作为设计依据的。主要计算见表。.%.%本工程按《高规》的有关规定,应进行弹性时程分析.按建筑场地类别和设计地震分组选用两组实际用。主要计算结果见表。强震记录。、两个天然波以及一组人.抗震构造措施工模拟波的加速度时程曲线。加速度最大值取每层拉通的楼板应加强。板厚取,双向双/。经计算每条时程曲线计算所得结构底部剪力均小层板配筋。每个方向单层钢筋的配筋率不小于.%。其目于振型分解反应谱法法求得的底部剪力的%,的是为了增强各竖向抗侧力构件之间的联系,并按每层一条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不小于个大结构层的概念进行结构整体抗震构造设计.从而提法求得的底部剪力的%。分析结果表明.结构最大位移高结构整体抗震性能。及最大层问位移均小于法.故按法计算结果取下转第页