结合实际工程,从结构体系、性能化设计等方面对高层住宅错层剪力墙结构进行了分析,并采用SATWE和ETABSV9.2.0对其分别进行结构计算,从而评价其抗震性能,同时对错层处墙体、楼板采取一系列加强措施。
结果表明,采用合理的性能化设计,对重要墙体采取详细分析,结构的抗震性能满足规范要求。
【关键词】:错层剪力墙结构;高层住宅;性能化设计;弹性时程分析
【 abstract 】 : combined with the practical project, from the structure system, performance-based design
广东深圳专业医用设备外壳工业产品设计计算机辅助工业设计课程的教与学 of high-rise residential wrong layer shear wall struc
广东深圳专业医用仪器结构工业产品设计医疗设计中的注意事项的探讨ture is analyzed, and the ETABSV9.2.0 SATWE and the structure calculation, respectively, and the seismic performance evaluation, and at the same time right and wrong in the wall, floor of took a series of measures. The results show that the reasonable performance-based design, with important wall body take detailed analysis, structure seismic performance meet the requirements of specification.
【 keywords 】: wrong layer shear wall structure; High-rise residential;performance-based design; Elastic time history analysis
中图分类号:TU241.8文献标识码:A 文章编号:
1工程概况
本项目为陕西省西安市曲江某住宅小区,地上26层,地上层高均为3m,总高度为78.47m,地下3层,地下3层均为核六级甲类二等人员掩蔽所。
本工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别为II类,抗震设防类别为丙类(标准设防类),属于建筑抗震有利地段,基本风压为0.65kN/m2,设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,基础采用梁筏基础。
住宅地上每隔9m一个平层,客厅层高4.5m,卧室层高3m,上下层之间用室内楼梯相连,标准层局部具体剖面图见图1。
2计算思路
(1)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002(以下简称《高规》)第10.1.1条,本工程属于复杂高层建筑结构,按中华人民共和国建设部《关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》》建质【2006】220号文件,本工程应进行超限论证,本工程属于扭转不规则、平面不规则和竖向不规则。
(2)根据《复杂高层建筑结构设计》选取性能化指标C,即小震下满足性能水准1a的要求,中震下满足性能水准2的要求。
性能水准1a指结构满足弹性设计要求,包括全部构件的抗震承载力和层间位移均满足线性规范的要求。
性能水准2指结构的薄弱部位或重要部位的抗震承载力满足弹性设计要求。
整个结构按非线性分析计算,允许有些选定的部位接近屈服(如部分而不是全部受拉钢筋屈服),但不应发生剪切等脆性破坏;各构件的细部抗震构造至少要满足中等延性的要求。
(3)按照“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,本工程进行了多遇地震下结构计算,按CQC法进行验算;中震作用下结构的薄弱部位或重要部位构件不屈服,按中震进行了计算,加速度取多遇地震下的2.75倍,同时进行了弹性动力时程分析补充计算,取CQC法与弹性动力时程分
广东深圳专业医用产品外壳工业产品设计关于非标准设备设计及工艺的模块化研究析法计算的较大值按包络图进行设计。
根据《高规》第10.4.4条规定,对错层处剪力墙抗震等级提高一级,按一级考虑,墙体钢筋配筋率按0.6%考虑,为加强楼板的刚度,所有层楼板均按双层双向配筋。
(4)计算软件:根据《高规》第5.1.12条,复杂结构应采用两种不同的结构软件。
本工程采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的软件SATWE和北京金土木软件公司的ETABSV9.2.0两个软件进行数据分析,并经判断合理后,取两个计算软件的包络图进行配筋设计。
广东深圳专业医用器材设备外观工业产品设计当下工业设计中的“跨界” 3多遇地震下结构计算
(1)按振型分解法CQC进行多遇地震下结构计算,计算模型:按《高规》10.4.2条,错开的楼层应各自参加结构整体计算,不应归并为一层计算,每个9m高范围内(即平层之间)按4个楼层输入,即按3m,4.5m,6m,9m进行输入计算。
(2)计算参数:本工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别为II类,设计分组为第一组,普通剪力墙抗震等级为二级,错层处墙体抗震等级为一级,周期折减系数为0.98,特征周期Tg=0.35s,连梁刚度折减系数取0.55,中梁刚度
广东深圳专业医疗产品器械工业产品设计疗养院医疗器械的管理放大系数取1.8,梁扭矩折减系数取0.4,计算振型数取18,本工程为不规则性结构,考虑偶然偏心和双向地震作用(按两者的较大值进行配筋)。
(3)计算结果:第1振型周期为1.6159s,平动因数为1.00;第2振型周期为1.4844s,平动因数为1.00;第3振型周期为1.0073s,平动因数为0.02;第一扭转周期与第一平动周期的比值为1.0073/1.6159=0.623<0.9,满足规范要求。
X方向地震力作用下的楼层最大位移为1/1782.,Y方向地震力作用下的楼层最大位移为1/2304,由于没有明显的层,计算机计算结果显示的最大位移与平均位移的比值与实际不符,所以选了几个有代表性的点,查出每个点的位移,绘出代表点位移的变化。
本层与上一层的承载力之比最小为0.94>0.80,满足规范要求,由于PKPM中的层与实际有出入,所以按ETABSV9.2.0进行计算,并将两个层中本是一片混凝土的墙进行编号合并,计算出层刚比满足规范要求。
4中震地震下结构计算
结构计算中按中震不屈服做结构设计,在SATWE输入多遇地震影响因数最大值0.12×2.75=0.33,并将剪力墙和框架的抗震等级定位四级,其余参数同CQC法的取法,按总刚法进行计算,查看在中震下错层墙是否破坏,部分墙体不会出现剪切破坏,经计算错层处墙体在中震下完好,没有屈服,其余一般部位墙体也未出现剪切破坏。
5弹性动力时程分析
选用3组地震波,选取RH2TG035、TH2TG035、TH4TG035分别进行计算,需满足每条时程曲线计算所得结构底部地震剪力不应小于CQC法计算底部地震剪力的65%,多条时程曲线的底部地震剪力平均值不应小于CQC法计算底部地震剪力的80%。
时程分析所用地震加速度的最大值取110cm/s2。
将多条时程曲线的各层地震剪力平均值与CQC法的各层地震剪力比值(不应小于1.0),将此数值
广东深圳专业医用设备产品外观工业产品设计医疗科技乘到CQC法计算的各层墙、梁配筋中,按此结果配最终施工图的配筋。
6构造措施
对错层处剪力墙墙厚加厚,从下至上都按约束边缘构件考虑;所有楼层板厚加大,均按双层双向配筋,每个方向单层钢筋的配筋率不小于0.3%;加强与错层墙相连的连梁的配筋,减小连梁的跨度、增大连梁的截面;根据中震屈服计算结果对错层处剪力墙进行配筋,错层墙墙体配筋均按0.6%考虑;错层处剪力墙均按抗震等级为一级考虑。
7结果评定
通过采用计算措施和构造措施,错层住宅剪力墙各阶段的设计性能指标均能满足国家现行规范的要求。
(1)多遇地震作用下,结构的设计各项指标均符合国家规范的要求,并采用时程分析进行多遇地震下的补充计算,同此采用ETABS程序进行了论证。
(2)中震作用下,错层处剪力墙满足:SE(中震作用下地震作用效应组合)<Ry(结构构件承载力特征值),次要构件及耗能构
广东深圳专业医疗电子产品外观工业产品设计浅谈高层建筑结构设计件可能出现轻微抗弯屈服,没有出现剪切屈服的控制要求。
8结语
对于高层住宅错层剪力墙结构,首先应确定适合的性能化设计目标,为满足性能化目标在各阶段的要求,采取合理的计算程序对结构进行详细的分析,包括整体弹性分析、弹性动力时程分析和重要构件的中震不屈服分析,这些分析的结果又用于控制结构的设计和指导结构的进一步设计,同时采取合理的抗震构造措施,使整个结构满足规范的要求。
【参考文献】:
【1】JGJ3—2002高层建筑混凝土结构设计规程[S].2008年版.北京:中国建筑工业出版社,2002.
【2】GB50011—2001建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
【3】徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.