部分框支剪力墙高层建筑结构设计

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1、第25卷第4期华中科技大学学报(城市科学版)Vo1．25NO．42008年12月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Dec．2o08部分框支剪力墙高层建筑结构设计张骥，张仲先(华中科技大学a．土木工程与力学学院；b．控制结构湖北省重点实验室，湖北武汉430074)摘要：带有转换层的剪力墙结构高层建筑在我国应用较广泛。本文结合某超限高层商住楼的结构设计，探讨部分框支剪力墙高层结构的分析方法。该工程由一道防震缝分为两个结构单元，东座为长矩形平面，西座平面严重不对称，两座都附有偏置裙房，结构高宽比很大。介绍了结构总体布局的调整，分析计算

2、模型的建立，设计软件的力学模型和驾驭手段，针对高宽比过大的特点展开分析并提出应对措施，克服了扭转和转换等困难，使不规则的复杂高层建筑结构的整体设计满足规范要求，取得良好的效果。关键词：剪力墙；转换层；高宽比；高层建筑结构；抗震设计中图分类号：TU973．16文章标识码：A文章编号：1672．7037(2008)04．0245—04高宽比都很大。本工程为丙类建筑，抗震设防烈1工程概况度为6度，基本地震加速度为0．05g，建筑场地类别为II类，设计地震分组为第一组，基本风压为本项目为某住宅小区高层建筑群中的一座商0．35kN／m，地面粗糙度为C类。住综合楼。

3、1，2层用于商业，层高分别为4．2m，5．1m，转换层设在2层顶；3～3O层为住宅，层2结构布置与计算调整高2．9m；带2层裙房，用于商业；1层地下室，用于车库、水池和设备间。室外地面至主要屋面住宅建筑平面形状复杂，高宽比的计算方法的高度为90．5m，至局部电梯机房女儿墙顶的高没有明确的标准。如果按所考虑方向的最小投影度为99．2m。标准层和转换层结构平面分别如图宽度计算高宽比【JJ，东座达90．2：9．3-9．7，西座1和图2所示。达87．3：9．3=9．4，远远超过了规范限值6L2J。本工程平面中，局部突出部分占有相当大的面积，并且其外伸长宽比4．5

4、5：7．2-0．63比较小，如果按包括突出部分的最大投影宽度计算高宽比，东j～’’⋯k上一⋯⋯座为90．2：17．2=5．2，西座为87．3：17．2=5．1。为了得到理想的户型布置，尽量不加大平面图1标准层结构平面南北向最小宽度，而是通过剪力墙的平面布置来控制结构的侧向刚度和承载能力，保证稳定，防止倾覆，并实现良好的技术经济指标。结构布置中增加Y轴方向剪力墙的数量和长度，南北立面上局部突出的部分加强了剪力墙布置，尤其注意保证了足够的Y轴方向落地剪力墙。图2转换层结构平面弹性计算显示：风荷载作用下，东座y向最典型的板式住宅，南北通透，进深小，立面大层间位

5、移角为1／1184，西座为1／1250：多遇宽。由于建筑平面狭长，并且西端局部轴线转向，地震作用下东座y向最大层间位移角为112219，如图设一道防震缝将建筑物分为东、西两个结构西座为112420；东座y向刚重比为3．4，西座为单元。东座为长矩形平面，西座平面严重不对称，3．83，均远大于1．4，满足规范的整体稳定要求L2J；收稿日期：2008．04．10作者简介：张骥(1978一)，男，湖北武汉人，博士研究生，研究方向为高层建筑结构分析与设计，zhangji@mails．gucas．ac．ca。·246·华中科技大学学报(城市科学版)2008年剪力墙、

6、框支柱等抗侧力构件配筋量正常，多数面外刚度，按弹性膜计算，偏于安全。考虑到水是构造配筋，无异常超限情况；基础底面也未出平荷载的转换也不是全部在转换层完成的，其上现零应力区。相邻的标准层楼板也定义为弹性膜。计算中发现，东座由于平面狭长，扭转为主裙房屋面与转换层楼面在同一标高，裙房框的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比架柱的内力也会受到水平荷载转换的影响，故将偏大。延长周边剪力墙，同时缩短内部剪力墙，裙房屋面板与转换层楼面板一起定义为弹性膜。使抗侧力构件的平面布置更加合理有效。调整剪但在计算扭转位移比时，为了反映结构的整体扭力墙布置时，同时关注刚心的移

7、动，避免无意问转，全楼强制采用刚性楼板假定。增大了偏心率而收到降低耦联周期比的效果I4j。PMSAP中梁、柱不能偏心建模，当转换梁西座由于严重不对称，楼层扭转位移比很大。与其上剪力墙之间存在偏心时，辅助建立若干与通过调整剪力墙布置，尽可能减小楼层刚度中心转换梁轴线垂直的分布足够密的小段刚性梁，以与质量中心之间的偏心。关于多层结构刚心的定传递剪力墙和转换梁之间的荷载并协调变形，准义存在争议。j，现代空间结构计算方法并不需要确反映框支剪力墙的协同工作。确定刚心的位置，但刚心仍是概念设计的有用工在结构整体计算中，考虑双向地震作用和偶具。SATWE软件把每一楼层

8、当作单层结构计算然偏心，但二者不叠加。转换层及其附近的弹性出楼层刚心L8J，PM