错层剪力墙配筋率规范

错层剪力墙配筋率规范篇一：高层住宅中错层剪力墙结构的设计高层住宅中错层剪力墙结构的设计 摘要：本文以高层错层住宅为研究对象，讨论了结构错层对剪力墙结构?兰的影响。结合桌高，住宅工程实例。对错层剪力墙结构的结构方案、结构计算、抗震措施作了详细介绍。 关键词：错层结构；剪力墙结构；抗震措施 近年来，人们生活水平不断提高，对居住环境的要求越来越高，错层式住宅以其空间高低错落有致、使用合理、居住舒适等优点，越来越受到人们的青睐，这种错层式住宅多采用剪力墙结构。但是错层结构是一种对抗震不利的结构形式，错层剪力墙结构使剪力墙形成错洞墙，导致结构刚度不规则，对结构抗震有不利影响，尤其对平面不规则和扭转效应显著的错层结构破坏特别严重。JGJ3XX高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称高规)建议在抗震设计时高层建筑宜避免错层，同时也对错层结构的设计提出了一些规定。本文介绍了错层结构的相关研究内容，并结合某高层住宅错层剪力墙结构工程实例，简单阐述错层剪力墙结构的概念设计、建模计算以及抗震构造措施等设计方法。 2错层结构的相关研究 研究1表明，对于错层结构，一般认为其不利的因素主要源于两个方面：一是由于楼板被分成数块，目相互错置，在错层构件中产生很大的变形和内力，削弱了楼板协调结构整体受力的能力；二是由于楼板错层，使得错层交接部位形成竖向短构件，可能在同向受力中因错层构件刚度大而产生内力集中，不利于抗震。短构件问题主要是针对多层框架结构，其不利于抗震的震害表现也多出现在多层框架中。对于以剪力墙为主要受力构件的高层住宅，规则的错层对结构受力的影响有限，影响主要在于两侧有错层连梁相连的墙体。结构的错层会增大结构的抗侧刚度，错层构件在结构整体中所占的比例越大，则整体侧向刚度增加幅度越大，但剪力墙结构抗侧刚度增加的幅度相比于框架结构要小。如图 1 所示，相互错层的相邻楼板 A 和 B仅由中间的错层柱或墙相联系，相比较平面刚度极大的楼板，错层柱或墙的弯剪刚度是个极小值，当结构受力时，结构两部分将产生不协调变形，可能会在错层柱或墙中形成较大的内力，错层柱或墙的受力与两部分的均匀性有关。错层剪力墙结构的试验研究表明，由于错层剪力墙结构整体成弯曲破坏根据振动台试验和静力试验破坏结果，错层剪力墙结构与一般剪力墙结构无大的区别。由此可知，错层对剪力结构体系得影响有限，错层剪力结构通过结构的合理布置和结构措施的加强，可以满足抗震设计的要求。图 1 错层结构及错层相对变形3工程实例 31 工程概况 长安相府高层住宅小区位于西安市长安区，其中 4 号楼为错层剪力墙结构。该工程建筑平面布置为一字型(如图2)，建筑物长度约为 69m，宽度约为 126m，建筑主体高度 521m，共 18 层，加上屋顶以上塔楼的高度后，建筑的总高度为 558m，高宽比为 443。规范要 求，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝最大间距为 45m，综合考虑变形缝设置要求，该建筑变形缝宽度取 200mm，将建筑物分成 A、B、c 三个单元，如图 2 所示(阴影处为错层区域)。建筑剖面图见图 3，住宅屡鬲为 29m，上部结构各标高之间相差 145m。该工程为丙类建筑，建筑场地类别为类，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为015g，设计地震分组为第一组，场地特征周期为Tg=035S，罕遇地震作用的水平地震影响系数最大值为072。计算时基本风压按 50 年重现期取 040KNm232 计算模型由图 2 可以看出，该工程被变形缝分成 A、B、C 三个单元，其中 A 和 C 单元对称，因此我们只需建立 A 和 B 两个计算模型进行计算。 高规指出，错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。错层结构中，错开的楼层应各自参加结构整体计算，不应该并为一层计算。本工程采用全浇剪力结构体系，计算软件以 STAWE 为主进行结构计算，以 PMSAP 进行校对。建模时图 3 所示各标高处均按独特立的计算标准层输入，错层处剪力墙厚度取 250mm，与之相连的墙体厚度也取 250ram。文献3指出，错层剪力墙结构设计时墙体应尽量带有较大的翼缘，一是可以增加墙体的稳定性，二是增加了墙体的抗震承载力和延性，对抗震有利。所建模型中几乎所有墙体都带有较大的翼缘，以增强墙体的稳定性和抗震能力。文献3指出，在进行结构的动力特性分析时，分别采用弹性楼板和刚性楼板模拟结构的错层楼板，发现两种计算方法的结果差异不大。振型分解反应谱分析结果表明，结构在常遇地震作用下错层位置楼板会产生局部应力集中现象，而位移、基底剪力等指标满足规范抗震要求。设计中用 SATWE 和 PMSAP 计算时，分别考虑错层楼板为刚性楼板和弹性楼板，发现计算结果确实差异不大。 33 计算结果 A 单元模型的计算结果见表 l，B 单元的计算结果见表2。 表 1 A 单元模型的计算结果表 2 B 单元模型的计算结果两种程序的计算结果相差不大，为结构设计提供了保障。 34 抗震构造措施 对于错层剪力墙结构， 高规中指出，错层处平面外受力的剪力墙截面厚度抗震设计时不应小于 250mm，并应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于 C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率抗震设计时不应小于 05。本例参考了大量的相关文献及其规范的要求，在建筑专业允许的前提下，设置变形缝，将建筑分为三个部分进行设计，减小结构的扭转效应。在错层处的剪力墙加厚，厚度取 250mm，并让墙体带有较大的翼缘，增强墙体的延性和稳定性。错层处剪力墙抗震等级提高一级，按二级考虑。混凝土强度等级在底部加强区为 C35，上部为 C30。 4结论 (1)错层结构造成平面楼板不连续，竖向构件应力集中，是一种对抗震不利的结构形式，但错层对剪力墙结构体系的影响有限，错层剪力墙结构通过结构的合理布置和构造措施的加强，可以满足抗震设计的要求。 (2)错层剪力墙结构的设计中，考虑结构概念设计，合理的布置结构平面，采用相应的抗震构造措施，可以很好的保证结构的安全性，确保收到良好的经济效果。 依据标准及参考文献 1谢靖中，李国强，屠成松 错层结构的几点分析 J 建筑科学，XX 2尹保江，龚思礼，程绍革等 高层建筑中错层剪力墙结构的试验研究J 建筑科学，1999 3吴景松 错层结构的抗震分析J 住宅科技，XX 4陈勤，王兴法 钢筋混凝土剪力墙错层高层结构抗震分析A 首届全国建筑结构技术交流会论文集C，XX 5魏雅丽 某高层建筑错层剪力墙结构设计J国外建材科技，XX 6行业标准高层建筑混凝土结构技术规程S ，JGJ3XX 7国家标准建筑结构抗震设计规范S ，CRS0011XX 篇二：关于高层错层剪力墙结构设计的研究关于高层错层剪力墙结构设计的研究 【摘 要】随着我国建筑行业的蓬勃发展，建筑师层出不穷的创意，给结构工程师带来了一个又一个挑战，当然，这也对结构工程的学科不断发展，是一种助推。下文以高层错层住宅为分析重点，探讨结构错层对剪力墙结构的影响；结合工程案例，对错层剪力墙结构的结构方案、结构计算、抗震措施进行简要的论述。 【关键词】错层剪力墙；高层结构；设计 引言 随着城市化进程的不断深入，高层建筑在城市建设中所占的地位也越来越重要。居住对环境的要求越来越高，错层式住宅以其空间高低错落有致、使用合理、居住舒适等优点，受到人们的钟情，这种错层式住宅多采用剪力墙结构。但是错层结构是一种对抗震不利的结构形式，错层剪力墙结构使剪力墙形成错洞墙，导致结构刚度不规则，对结构抗震有不利影响，尤其对平面不规则和扭转效应显著的错层结构破坏特别严重。jgj3- XX高层建筑混凝土结构技术规程 （以下简称高规 ）建议在抗震设计时高层建筑宜避免错层，同时也对错层结构的设计提出了一些规定。 1 错层结构的相关研究 分析表明，对于错层结构，一般认为其不利的因素主要源于 2 个方面：一是由于楼板被分成数块，且相互错置，在错层构件中产生很大的变形和内力，削弱了楼板协调结构整体受力的能力；二是由于楼板错层，使得错层交接部位形成竖向短构件，可能在同向受力 篇三：错层结构错层结构是指在建筑中同层楼板不在同一高度,并且高差大于梁高(或大于 500mm)的结构类型.错层结构由于楼板不连续,会引起构件内力分配及地震作用沿层高分布的复杂化,错层部位还容易形成不利于抗震的短柱和矮墙,属于复杂多高层结构,因此错层结构在建模,计算,出图等各个设计环节上都有其特殊性,比平层结构的设计要困难得多.下面结合 PKPM 软件,谈谈错层结构设计分析中应注意的问题 1 错层结构的建模方式 错层框架结构建模 1.修改梁标高方式该方式适用于仅有个别楼层的个别房间错层的情况.PMCAD提供了【上节点高】,【错层斜梁】及单击鼠标右键的快捷构件修改方式,来指定或修改梁两端的标高,使部分房间周边的梁与同楼层其他梁标高不同.根据 PKPM 软件自动生成楼板,且楼板标高总与周边梁标高对齐的规律,使得这部分房间楼板标高也与该楼层其他楼板标高不同,从而实现了错层设计 2.增加标准层方式该方式适用于很多楼层大量房间错层的情况.如果仍然使用修改梁标高的方式,虽然可行,但手工计算错层标高繁冗易出错,修改的工作量太大.在 PMCAD模型输入时,结构层的划分原则是以楼板为界,通过增加标准层,将错层部分的楼板人为地分开,实现相同楼层梁板标高不同的目的. 该方式在工程中广泛应用,下面举例说明该类错层结构的建模过程.某框架错层结构(图 1),平面可均匀地划分为左,中,右三部分.左边 1 层,层高 5m 中间 2 层,层高 4m 右边 2 层,层高 3m.该错层结构由于有 5 个不同标高的楼板,通过增加标准层后按 5 个标准层建立模型,楼层的层高取各楼板的高差,建模时仅复制轴网,梁和柱的布置范围按表 1 操作模型各楼层数据表楼层号 层高(m)柱布置范围 梁布置范围层 1 3 全部 右边层 2 1 全部 中间层 3 1 全部 左边层 4 1 中间和右边 右边层 5 2 中间 中间 错层剪力墙结构建模错层剪力墙结构也采用增加标准层的方式,但由于结构中没有梁,不能以梁确定楼板的标高同时因为墙在立面上是连续的,也不能以墙确定楼板的标高.楼层标高应通过【楼层组装】命令在楼层表中设定,程序自动在指定标高处布置整层楼板,而错层结构中 没有楼板的部分,可以用【楼板开洞/全房间洞】命令将其设置为洞口,或用【修改板厚】命令将板厚设定为 0.这两条命令在开洞效果方面完全一致,不同之处仅在于前者在开洞处没有板荷载,而后者保留了开洞处的荷载,设计人员可以灵活选用 错层框剪结构建模可综合采用错层框架结构和剪力墙结构的方法 错层砌体结构建模单从建模角度看,错层砌体结构可以采用错层混凝土剪力墙的建模方式但从设计角度看,由于砌体结构按规范要求应采用基底剪力法作分析,而基底剪力法仅适用于平面规则对称的结构,不适用于错层结构分析.因此在抗震设防烈度较高的地区,不宜设计带错层的砌体结构.如楼板高差小于 500mm,砌体结构可按没有错层设计如楼板高差大于 500mm,可通过设缝将错层砌体结构转换为不带错层的结构 错层多塔结构建模错层多塔结构建模时,可以先用 PMCAD 按相同的楼层标高建立多塔模型,再利用SATWE 前处理“多塔结构补充定义“中的【多塔立面/修改参数】命令,将各塔楼的相关塔段设定为不同的层高建模注意事项(1)PM1 中的【布层间梁】命令不是用来做错层结构的,其仅用于布置楼层之间的梁(如工业厂房的圈梁),该梁上不生成楼板(2)PM2 中的【楼板错层】命令主要用于设定部分房间楼板不同于本层标高,且高差较小的情况(如卫生间),而不能改变梁的标高,且仅对施工图有效,对计算没有影响,不能用于建立错层模型 2 错层结构的计算分析 错层对结构抗震性能的不利影响 1)错层结构的楼板不连续,在没有楼板的区域,存在跃层构件和不受楼板和梁约束的自由节点,使内力计算十分复杂.2)错层结构的各层楼板布置不均匀,不对称,质心和刚心严重偏置,在水平地震作用或风荷载下会发生较大的扭转效应.3)错层结构引起楼层概念模糊,如例题本来是 2 层的框架结构,由于建模和计算的需要,人为地变成了 5 层,使以层模型为基础的计算分析与实际不符.4)错层结构的层高不一致,容易造成延性较差的短柱和矮墙,对结构抗震很不利 错层结构计算分析中应注意的问题(1)根据规范精神,错层结构中,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.但各自独立计算的错层楼板不宜简单地按“刚性楼板“假定计算,特别是楼板被洞口切 分成狭长板带时,应考虑楼板面内刚度消弱的影响.建议将这些楼板设定为“弹性膜“,用 SATWE 计算时选择“总刚分析方法“,将按两种模型定义的楼板的计算结果进行分析对比(2)在没有楼板的区域可能存在大量的跃层竖向构件和不受梁板约束的自由节点,因此“计算振型个数“需要增多,以保证有效质量系数大于(3)错层结构属于复杂多高层结构,抗震计算时应选择“考虑双向地震作用“如是高层错层结构,还应选择“考虑偶然偏心“.新版 SATWE 程序允许同时选择以上两项,程序分别计算,取不利情况(4)错层结构层高不一致,使有关楼层间的控制参数,如层间位移比,层间刚度比,层间受剪承载力比等计算失真,因此不宜机械地直接采用这些数值,而应加以分析判断和手工校核调整,确定其是否合理(5)SATWE 可自动搜索错层结构中的跃层柱及正确设定其计算长度系数,但内力和配筋只能按楼层分段描述,设计人员可取各段配筋中的最大值出图(6)目前 SATWE 没有自动搜索分析短柱和矮墙的功能,需要设计人员手工对这些容易发生脆性破坏的构件采取特别的加强措施(7)考虑到错层结构计算分析的复杂性和不确定性,除了用 SATWE 等软件进行常遇地震下的弹性计算以外,必要时还应采用 EPDA 程序进行弹塑性动力时程分析和 Pushover 弹塑性静力分析,以便对比验算及找出需要加强的薄弱部位(8)带转换层,加强层,连体,多塔等情况,或建筑各部分层数,结构布置或刚度等有较大不同的错层高层结构,即属于明显不规则的复杂高层建筑,根据建设部令第 111 号的精神,应进行专项审查,这是保证错层结构设计质量的重要措施 3 错层结构的方案选择和抗震构造措施 由于错层结构在很大程度上违反了计算分析程序的基本假定,使有限元计算未必能得到与实际工程相符的合理结果.如能回避,应尽量采用没有错层结构的设计方案.如不能回避,对错层结构更应当强调概念设计,方案选择和抗震措施的重要性 尽可能选择没有错层的设计方案高规(JGJ3-XX)条规定,抗震设计时,高层建筑宜避免错层,可以参考以下办法:1)如结构的错层楼板高差不大于梁高(或不大