1、局部框支剪力墻構造設計分析與抗震措施研究3400字 摘要: 局部框支剪力墻構造在高層建筑中應用及其設計方法。以某高層建筑為例，詳細闡述了構造選型，重點分析了框支剪力墻構造分析，并針對框支剪力墻構造的特點給出了設計應采取的抗震措施。 畢業關鍵詞:高層建筑；局部框支剪力墻；構造分析；梁式轉換；抗震措施由于使用功能的需要，在建筑設計中，設計人員往往將建筑的底層或裙房屋頂花園設計成大空間的架空層、大堂或者會所等。而為了滿足這種建筑使用功能的要求，通常在底部采用局部框支剪力墻構造。雖然近些年來這種構造體系應用廣泛、技術也已經比擬成熟，本文僅表達一些設計經歷及體會。本文現以工程為例，對高層建筑帶轉換層的框

2、支剪力墻構造設計進展討論。1工程概況某高層建筑含1#樓、2#樓兩棟住宅,總建筑面積53441m2，住宅層數分別為19和30層，地下一層，裙房兩層商業，架空層一層,兩棟轉換層均設置在四層。住宅層高3m,2#建筑總高為96.95m,構造長寬比2.074.9,高寬比3.78.8。由于建筑上部構造體系為剪力墻構造,由于上部的墻體與底層商業布置沖突,為了進步商業層的使用率,優化架空綠化層的使用效果,局部剪力墻不落地,形成局部框支剪力墻構造。2構造選型本工程高寬比擬大,最大高寬比8.8,超過標準高寬比不大于6的建議值,造成上部墻體較密。假如上部墻體全部落地,勢必對底層店面的布置造成較大的影響,因此局部剪力

3、墻無法落地,為滿足上述要求,必須采用帶轉換層的建筑構造。常見的轉換構造有梁式轉換、箱式轉換、厚板轉換、桁架式轉換層,各種轉換型式優缺點比擬詳表1:表1不同轉換層型式優缺點比擬表結合工程實際建筑布局情況,并考慮經濟指標及施工難易程度,經過技術經濟比擬,決定采用梁式轉換層構造型式,也可稱為梁式框支剪力墻構造。重點闡述框支剪力墻構造的設計方法。3構造分析的主要結果匯總及分析比擬3.1構造計算模型及程序根據?高層建筑混凝土構造技術規程?5.1.13條,對帶轉換層的高層建筑構造應采用至少兩個不同力學模型的三維空間分析軟件進展整體內力位移計算,本工程構造整體分析采用的軟件:(1)PKPM-SATWE系列；

4、(2)PKPM-PMSAP系列；3.2主要計算結果及比擬與分析3.2.1程序使用的考前須知(1)在程序的前處理輸入“構造體系中選取“復雜高層體系,那么指明為底部帶轉換層高層建筑構造,同時定義轉換梁所在樓層為“轉換層。(2)程序特殊構件輸入時應注意人工特別指定框支柱、框支梁。確保程序計算時能按相關標準規定,對轉換構件在程度地震作用下的計算內力進展放大,對框支柱的程度地震剪力進展調整等。(3)定義轉換層及上下各一層樓板為“彈性膜。由于托墻梁上部剪力墻的墻拱作用,會使下部托墻梁產生軸向拉力,假如樓板為剛性樓板假定,梁的軸力將被忽略。(4)定義轉換層及其上三層為同一模擬施工次序。通常轉換層及其上幾層同

5、時施工、同時撤除模板，形成整體的構造剛度。(5)?高層規程?10.2.7條規定了帶轉換層的高層構造,當每層框支柱的數目少于或多于10根時,框支柱承受的地震剪力應相應調整。因此程序前處理應對框支柱進展0.2Q調整。(6)轉換梁上墻體偏置者，為減少轉換梁的扭矩盡量將該轉換梁相鄰板塊板厚適當加厚。本工程將板厚局部板厚加到250300mm厚。3.2.2構造分析的主要結果(1)地震及風荷載作用下計算結果如表2所示:表22號樓構造分析主要結果比照表SATWE和PMSAP的振型反響譜計算程度地震作用,結果根本吻合,指標根本滿足標準要求。最大層間位移角均不超過1/1000,滿足標準要求。(2)采用彈性時程分析

6、進展多遇地震下的補充計算:每條時程曲線計算所得的構造底部剪力大于振型分解反響譜法的結果的65%；多條時程曲線計算所得的構造底部剪力平均值大于振型分解反響譜法結果的80%；構造地震作用效應振型反響譜法計算的結果大于多條時程曲線計算結果的平均值。(3)轉換層上下樓層構造側向剛度比計算。設計中控制轉換層上下構造的側向剛度比宜接近1,不大于2。按?高層規程?附錄E方法計算的高位轉換時本層側向剛度不小于相鄰上部樓層側向剛度的60%，構造等效剪切剛度比為x=0.74,y=0.80；滿足標準要求。(4)框支剪力墻有限元分析。運用框支剪力墻有限元分析程序FEQ對框支梁,框支柱及相鄰墻體進展有限元分析,結果見圖

7、1。圖1轉換梁等應力圖從圖1可見,框支梁偏心受拉特性明顯,截面大局部應力為拉應力,框支梁跨中截面頂部區域雖然處于壓應力狀態,但數值不大。框支梁、框支柱配筋取整體計算和FEQ計算二者包絡。4抗震措施4.1框支柱設計本工程框支柱抗震等級為特一級,軸壓比限值為0.6。框支柱主要截面取10001200,計算結果說明,所有框支柱的受力較為均勻,軸壓比從0.350.40,因此,框支柱的變形一致性較好。框支柱的剪壓比控制在0.12以內。柱內全部縱向鋼筋的配筋率不小于1.2%,箍筋沿柱全高采用不小于12100井字復合箍,體積配箍率均不小于1.5%,使柱具有一定的延性,實現強剪弱彎。框支柱在上部墻體范圍內的縱向

8、鋼筋伸入上部墻體內一層,其余柱筋錨入轉換層梁或板內錨固長度要求LaE。4.2剪力墻設計盡可能多的剪力墻落地,必要時甚至可在底部增設局部剪力墻(不伸上去)。除核心筒局部剪力墻在底部必須設置外,還與建筑專業協商后,側面和南面剪力墻盡量落地,增強了底部剛度。為改善混凝土的受壓性能,增大延性,設計中控制墻肢的軸壓比不大于0.5。落地剪力墻底部彎矩乘1.8放大系數,加大落地剪力墻的配筋率,墻體的程度和豎向分布筋除滿足計算要求外,同時也滿足0.3%的最小配筋率的限值。底部加強區的剪力墻中按標準要求設置約束邊緣構件,約束邊緣構件的縱筋配筋率控制1.2%,箍筋采用HRB400熱軋鋼筋,體積配箍率控制1.1%,

9、經上述構造處理,確保了剪力墻的塑性鉸出如今轉換層以上。4.3框支梁的設計框支梁受力宏大且受力情況復雜,它不但是上下層荷載的傳輸樞紐,也是保證框支剪力墻抗震性能的關鍵部位,是一個復雜而重要的受力構件,因此在設計時應留有較多的平安儲藏,特一級抗震等級的框支梁縱筋配筋率不得小于0.60%。框支梁一般為偏心受拉構件,梁中有軸力存在,因此應配置足夠數量的腰筋。腰筋采用16,沿梁高間距不大于200mm,并且應可靠錨入支座內。框支梁受剪很大,而且對于這樣的抗震重要部位,更應強調“強剪弱彎原那么,在縱筋已有一定充裕的情況下,箍筋更應加強。箍筋不小于12100四肢箍全長加密,配箍率0.65%,滿足高規框支梁面積

10、含箍率不小于1.3ft/fyv的要求。4.4轉換層樓板的設計框支剪力墻構造以轉換層為分界,上下兩局部的內力分布規律是不同的。在上部樓層,外荷載產生的程度力大體上按各片剪力墻的等效剛度比例分配；而在下部樓層,由于框支柱與落地剪力墻間的剛度差異,程度剪力主要集中在落地剪力墻上,即在轉換層處荷載分配產生突變。轉換層樓板承當著完成上下局部剪力重分配的任務；并且由于轉換層樓板自身平面內受力很大,而變形也很大,所以轉換層樓板必須有足夠的剛度作保證。轉換層樓板采用C40混凝土,厚度180mm，10150鋼筋雙層雙向整板拉通,配筋率0.29%。局部轉換梁上不剪力墻偏置的相鄰板跨為了減少轉換梁的扭矩將板厚適當加厚，本工程將板厚局部板厚加到250300mm厚。另外,為了協助轉換層樓板完成剪力重分配,將轉換層上層樓板也適當加強,取厚度150mm。5完畢語由于框支剪力墻構造屬于不利于抗震的構造，設計重點應放在