住宅樓設(shè)計論文簡析淮安某住宅樓工程剪

1、住宅樓設(shè)計論文：簡析淮安某住宅樓工程剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計簡析淮安某住宅樓工程剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計摘要:剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的主要結(jié)構(gòu)形式被廣泛運用于現(xiàn)代高層建筑領(lǐng)域。本文通過對上海某住宅樓工程剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計介紹論述了高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中有關(guān)結(jié)構(gòu)體系選取的重要性及在建筑平面不規(guī)則情況下設(shè)計中采取的措施。通過對其結(jié)構(gòu)體系選擇及計算結(jié)果的分析闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化的關(guān)鍵在于墻肢的選擇和布置。關(guān)鍵詞:高層結(jié)構(gòu)異形柱剪力墻設(shè)計1、工程概況正在建設(shè)中的

2、某住宅小區(qū)大樓是一棟由2個獨立單元組成的高層住宅開發(fā)項目建設(shè)場地位于某開發(fā)區(qū)。工程設(shè)計為地面l8層地下1層。頂層層高2.88m其他各層高為2.8m建筑總面積11659.O0m2總高度為52.6m。本建筑物抗震設(shè)防分類為丙類本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度剪力墻抗震等級為4級基本風(fēng)壓取值為0.35kNm2地面粗糙度為c類工程所在地屬于Ⅱ類場地土。2、建筑要求及結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化原結(jié)構(gòu)方案剪力墻布置不合理造成剛度過大且不均勻重量增加導(dǎo)致地震反應(yīng)增強并使上

3、部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價提高。優(yōu)化的結(jié)構(gòu)方案盡量使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ。短肢剪力墻雙向布置盡量拉通、對直。豎向布置中力求規(guī)則均勻避免有過大的外挑、內(nèi)收以及樓層剛度沿豎向突變使整個房屋的抗側(cè)剛度中心靠近水平荷載合力的作用線以免房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)。根據(jù)建筑的平面布置在房間、樓梯間、電梯間的四角采用z形、L形T形或異形的墻肢。在設(shè)計過程中還應(yīng)注意同周期的關(guān)系使結(jié)構(gòu)的第一自振周期避開場地特征周期以免地基與結(jié)構(gòu)形成共振或類共振。既保證結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震荷載作

4、用下的變形控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)又要保證建筑物有相對合理的自振周期做到結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟、合理。3、兩種方案的比較3.1分析軟件介紹SA是專門為多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計而研制的空間結(jié)構(gòu)有限元分析軟件適用于各種復(fù)雜體型的高層鋼筋混凝土框架、框剪、剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)等也適用于混凝土一鋼混合結(jié)構(gòu)和高層鋼結(jié)構(gòu)。3.1.1SATWE的計算模型SATWE是用墻元來模擬剪力墻。SATWE中的墻元是在板殼單元的基礎(chǔ)上構(gòu)造出的一種通用墻元它采用靜力凝聚原理將由

5、于墻元的細(xì)分而增加的內(nèi)部自由度消去將其剛度凝聚到邊界節(jié)點上從而保證了墻元的精度和有限的出口自由度而且墻元的每個節(jié)點都具有空間全部6個自由度可以方便地與任意空間梁、柱單元連接而無需任何附加約束同時也降低了剪力墻的幾何描述和板殼單元劃分的難度提高了分析效率。板殼單元是目前模擬剪力墻的最理想單元SATWE選用這一單元并對墻元的細(xì)分和墻上開洞作了自動化處理。3.1.2SATWE在對樓板的處理上采用了四種不同的假定①剛性樓板。假定樓板平面內(nèi)無限剛

6、忽略樓板平面外剛度。其中“假定樓板整體平面內(nèi)無限剛”多用于常規(guī)結(jié)構(gòu)“假定樓板分塊平面內(nèi)無限剛”適用于多塔式錯層結(jié)構(gòu)。②彈性樓板6?！皬椥詷前?”采用殼單元真實計算樓板平面內(nèi)和平面外剛度適用于板柱結(jié)構(gòu)和板柱一抗震墻結(jié)構(gòu)。③彈性樓板3。“彈性樓板3”假定平面內(nèi)剛度無窮大面外剛度真實計算。適用于厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。④彈性膜。“彈性膜”采用殼單元真實計算樓板平面內(nèi)剛度忽略樓板平面外剛度適用于空曠的工業(yè)廠房和體育場館結(jié)構(gòu)、樓板局部開大洞結(jié)構(gòu)、樓板平面

7、較長或者有較大的凹入以及本文針對某居民住宅樓的結(jié)構(gòu)特點進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在比原設(shè)計方案節(jié)省投資19I3%的情況下使結(jié)構(gòu)受力更合理整體變形能力和結(jié)構(gòu)吸能能力對抗震更為有利。此工程剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)是建筑平面外邊緣及角點處的墻肢因而設(shè)計時在以上部位布置L型或一字型短肢墻受條件所限也出現(xiàn)了少量一字型短肢墻。設(shè)計時嚴(yán)格控制其軸壓比0.6且相差不應(yīng)太懸殊以避免墻肢應(yīng)力差異過大。高層建筑中的連梁是一個耗能構(gòu)件對抗震不利。多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中允

8、許連梁的剛度有所下降但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中墻肢剛度相對較小連接各墻肢的梁已類似普通框架梁而不同于一般剪力墻問的連梁不應(yīng)在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào)使其設(shè)計內(nèi)力降低應(yīng)按普通框架梁的要求進行設(shè)計。從這個工程實例中可以發(fā)現(xiàn)合理的結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置對工程的安全、經(jīng)濟性的影響是重大的只有對結(jié)構(gòu)整個體系的承載能力、性能以及對結(jié)構(gòu)分體系與結(jié)構(gòu)構(gòu)件相互作用的關(guān)系了解透徹才能避免只依賴規(guī)范、設(shè)計手冊、計算程序的設(shè)計習(xí)慣從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計安全、合