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中图分类号:TU323文献标识码: A
1. 工程概况
本项目为地下一层,地上18层的高层住宅,主要屋面高度为54.00m,地处广西梧州,当地抗震设防烈度为6度,地震分组为第 1 组,基本加速度值为0.05g,抗震设防类别均为丙类,按6度抗震构造。建筑场地类别为Ⅲ类,特征周期值tg= 0.45s。风荷载基本风压值按50年重现期风压采用W0=0.3KN/m2。地面的粗糙度为B类,风荷载体形系数取µS=1.4。
2. 结构体系与布置
本工程采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级为四级。负一层剪力墙墙厚为250mm、300mm,首层及以上各层墙厚为200mm。在不影响建筑外观的前提下,标准层竖向构件采用少量突出室外的结构柱替代剪力墙,以达到减少结构自重,获得更佳经济效益。(注明:只能设置少量结构柱,控制框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%,避免框架部分承受的地震倾覆力矩过大,导致结构体系变化为框架-剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级提高),三层及标准层结构布置图如下:
3. 问题的提出与分析
根据《高规》8.1.3条文解释,当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,剪力墙抗震等级按剪力墙结构的规定执行,框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计,也就是说需要进行《高规》8.1.4条的剪力调整。本工程地下室建筑面积远超于主塔楼的建筑面积、地下室的框架柱数量也远多于主塔楼范围内的框架柱,故采用SATWE软件试算时,指定0.2V0调整分两段进行(地下室为一段、首层及首层以上为一段),调整上限系数最大值改为10。SATWE计算程序自动算出了各层的0.2V0调整系数(表1,以X向为例),并以此对主楼各层剪力进行调整。
0.2V0调整分两段进行的SATWE计算结果表1(单位kN)
根据《高规》8.1.4条文要求,框架总剪力调整时,各楼层框架总剪力应按0.2V0X和1.5Vfxmax二者的较小值采用,本工程未经调整的二层框架承担的地震总剪力值最大(Vfxmax =103.700kN)且比上部楼层的框架剪力大了不少,而0.2V0X=239.74kN、1.5Vfxmax =1.5X103.70=155.55kN,1.5Vfxmax<0.2Q0X,。各楼层框架总剪力按1.5乘以未经调整的二层框架承担的地震总剪力采用,因此上部楼层的剪力调整系数很大。各层剪力调整系数从表1可以看出,如17层,调整系数达到了10。0.2V0调整是针对框架柱及与框架柱相连的框架梁的剪力和弯矩,这样导致该楼层与框架柱相连的框架梁超筋。17层局部梁配筋见下图:
经分析发现塔楼首层、二层大堂出入口增设了三根框架柱支撑门斗屋面,首层和二层的框架柱数量为七个、二层以楼层的框架柱数量为四个,两者数量相差一倍,这样符合高规规定的分段调整条件,而初步试算时没有对此作分段调整显然不合理,因此指定0.2V0调整分三段进行(地下室为一段、首层及二層为一段、二层以上为一段)重新计算,计算结果见表二。
0.2V0调整分三段进行的SATWE计算结果表2(单位kN)
对比表1和表2,十七层框架部分剪力调整后的数值相差155.55-87.514=68.04kN,这样导致该楼层与框架柱相连的框架梁纵筋及箍筋减少、超筋的现象也不存在了。需要指出梁配筋减少对地震发生时塑性铰出现在梁端、实现结构延性的目标是有好处的。17层局部梁配筋见下图:
4 结语
综上所述,对于设置少量框架柱的剪力墙结构,框架部分的剪力调整应当严格遵守规范,当Vf<0.2V0时要根据工程实际情况认真分析,对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,框架部分应分段进行剪力调整,以避免不必要的浪费。同时有许多,并不是框架梁配筋越多越好,这一点对结构设计人员是非常重要的。
参考文献
[1] 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)
[2] 《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)
[3]《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)
[4] SATWE 多高层建筑结构空间有限元分析与设计软件用户手册
1. 工程概况
本项目为地下一层,地上18层的高层住宅,主要屋面高度为54.00m,地处广西梧州,当地抗震设防烈度为6度,地震分组为第 1 组,基本加速度值为0.05g,抗震设防类别均为丙类,按6度抗震构造。建筑场地类别为Ⅲ类,特征周期值tg= 0.45s。风荷载基本风压值按50年重现期风压采用W0=0.3KN/m2。地面的粗糙度为B类,风荷载体形系数取µS=1.4。
2. 结构体系与布置
本工程采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级为四级。负一层剪力墙墙厚为250mm、300mm,首层及以上各层墙厚为200mm。在不影响建筑外观的前提下,标准层竖向构件采用少量突出室外的结构柱替代剪力墙,以达到减少结构自重,获得更佳经济效益。(注明:只能设置少量结构柱,控制框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%,避免框架部分承受的地震倾覆力矩过大,导致结构体系变化为框架-剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级提高),三层及标准层结构布置图如下:
3. 问题的提出与分析
根据《高规》8.1.3条文解释,当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,剪力墙抗震等级按剪力墙结构的规定执行,框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计,也就是说需要进行《高规》8.1.4条的剪力调整。本工程地下室建筑面积远超于主塔楼的建筑面积、地下室的框架柱数量也远多于主塔楼范围内的框架柱,故采用SATWE软件试算时,指定0.2V0调整分两段进行(地下室为一段、首层及首层以上为一段),调整上限系数最大值改为10。SATWE计算程序自动算出了各层的0.2V0调整系数(表1,以X向为例),并以此对主楼各层剪力进行调整。
0.2V0调整分两段进行的SATWE计算结果表1(单位kN)
根据《高规》8.1.4条文要求,框架总剪力调整时,各楼层框架总剪力应按0.2V0X和1.5Vfxmax二者的较小值采用,本工程未经调整的二层框架承担的地震总剪力值最大(Vfxmax =103.700kN)且比上部楼层的框架剪力大了不少,而0.2V0X=239.74kN、1.5Vfxmax =1.5X103.70=155.55kN,1.5Vfxmax<0.2Q0X,。各楼层框架总剪力按1.5乘以未经调整的二层框架承担的地震总剪力采用,因此上部楼层的剪力调整系数很大。各层剪力调整系数从表1可以看出,如17层,调整系数达到了10。0.2V0调整是针对框架柱及与框架柱相连的框架梁的剪力和弯矩,这样导致该楼层与框架柱相连的框架梁超筋。17层局部梁配筋见下图:
经分析发现塔楼首层、二层大堂出入口增设了三根框架柱支撑门斗屋面,首层和二层的框架柱数量为七个、二层以楼层的框架柱数量为四个,两者数量相差一倍,这样符合高规规定的分段调整条件,而初步试算时没有对此作分段调整显然不合理,因此指定0.2V0调整分三段进行(地下室为一段、首层及二層为一段、二层以上为一段)重新计算,计算结果见表二。
0.2V0调整分三段进行的SATWE计算结果表2(单位kN)
对比表1和表2,十七层框架部分剪力调整后的数值相差155.55-87.514=68.04kN,这样导致该楼层与框架柱相连的框架梁纵筋及箍筋减少、超筋的现象也不存在了。需要指出梁配筋减少对地震发生时塑性铰出现在梁端、实现结构延性的目标是有好处的。17层局部梁配筋见下图:
4 结语
综上所述,对于设置少量框架柱的剪力墙结构,框架部分的剪力调整应当严格遵守规范,当Vf<0.2V0时要根据工程实际情况认真分析,对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,框架部分应分段进行剪力调整,以避免不必要的浪费。同时有许多,并不是框架梁配筋越多越好,这一点对结构设计人员是非常重要的。
参考文献
[1] 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)
[2] 《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)
[3]《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)
[4] SATWE 多高层建筑结构空间有限元分析与设计软件用户手册