高层建筑框架梁限额设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高层建筑框架梁限额设计 摘 要：本文从经济性出发，按 照限额设计的要求，基于高层建筑理想 计算模型，讨论结构侧移特征，分析高 层建筑最大层间位移出现的位置，提出 “梁配筋图归并以楼层层间位移相近为 原则”的归并理念，对施工图审查设计 和施工有一定的参考价值和借鉴意义。 中国论文网 /8/view-12939418.htm 关键词：侧移特征；最大层间位 移；限额设计 Abstract： This paper focusing on the economy of the structure， is always under the guidance of the quoted design. Based on ideal calculating model of high- rise building， structure lateral -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 displacement characteristics is discussed. The author analysis position of the most story drift of high-rise building， and suggested merging idea that merging of reinforcement of RC beams is based on the similar interlaminar displacement， which are valuable to working drawing examination， designing and construction. Key words： Lateral displacement characteristics； Most story drift； Quota design 1.问题提出 所谓限额设计，是指在保证各专 业达到使用功能的前提下，按照房地产 开发商分配的投资限额控制施工图设计， 严格控制不合理的设计变更，确保总投 资不被突破。国内研究表明，工程设计 费占工程全部费用的比重不到 1%，但 对工程造价的影响程度却高达 75%，因 此，房地产开发商纷纷提出限额设计的 要求。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 但是，有些设计人员的经济意识 淡薄，单纯按“ 安全适用、技术先进 ”的 目标进行设计，忽视“ 经济合理 ”的设计 要求，无法满足开发商限额设计的要求。 比如，一幢 18 层的纯剪力墙结构民用 住宅，有些设计人员把 3-18 层的梁配 筋图归并为同一张施工图，也有些设计 人员每隔三层归并为一张梁配筋施工图， 没有掌握科学合理的归并方法，造成不 必要的浪费。 限额设计是一项系统工程，本文 从一个侧面入手，以高层建筑框架梁归 并问题为着眼点，分析高层建筑水平位 移的变形特点，探讨水平位移与框架梁 配筋的关系，提出科学合理框架梁配筋 归并方法，协调“ 安全适用、技术先进、 经济合理”三者矛盾，做好限额设计。 2.高层建筑水平位移的变形特点 2.1 理想计算模型 将高层建筑视为一根竖直放置嵌 固于基础的开孔、带横肋的巨型空间构 架式悬臂梁，假定水平风荷载和水平地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 震作用沿建筑物的竖向分布呈倒三角形 分布，如图 1 所示。 2.2 基于理想计算模型的高层建 筑变形分析 （1）弯曲侧移变形 由结构力学，悬臂梁任一高度 x 处的弯矩为： 2.3 基于理想计算模型的高层建 筑最大层间位移位置的确定 由（2）式和（4）式对 x 连续求 二阶导数，分别有： 2.4 高层建筑最大层间位移位置 的确定 对于一般的高层建筑结构，其在 水平荷载作用下的侧移变形大都介于弯 曲型和剪切型之间，其最大层间相对水 平位移大都在 上下的楼层，图 3 为 PKPM 空间结构分析软件对纯剪力墙层 间位移的计算结果。 3.高层建筑水平位移与框架梁配 筋之间的关系 3.1 水平位移的构成要素 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 水平荷载作用下的位移，通常由 三部分构成：（1）楼层的整体剪切位 移；（2）结构整体弯曲变形产生的侧 移；（3）基础转动位移。其中，楼层 的整体剪切位移由楼层剪力引起，结构 整体弯曲变形产生的侧移由水平荷载产 生的倾覆力矩引起，而基础转动位移由 地基变形引起的结构整体刚性转动所产 生的位移。 3.2 各构成要素对结构的影响 对于高层建筑来说，基础转动发 生楼盖的整体倾斜，下部楼层刚性转动 所引起的位移对本层结构构件的变形并 不产生直接影响，因此，直接引起结构 件变形的是本层构件所发生的整体 剪切位移和结构整体弯曲变形产生的侧 移。 3.3 高层建筑水平位移与框架梁 配筋之间的关系 由结构力学基本理论，在楼层抗 侧刚度一定的情况下，楼层发生的层间 剪切位移越大，楼层层间剪力越大，墙 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 端或柱端的弯矩越大，那么与墙或柱相 连的框架梁弯矩就越大，梁配筋就越大。 同样，在楼层抗弯刚度一定的情况下， 楼层发生的层间转角越大，墙端或柱端 的弯矩越大，那么与墙或柱相连的框架 梁弯矩就越大，梁配筋就越大。 4.框架梁配筋的归并方法 4.1 归并方法 高层建筑框架梁的设计，设计人 员应摒弃底部加强区以上每隔三层归并 为一张梁配筋施工图的做法，应本着 “梁配筋图归并以楼层层间位移相近为 原则”的归并理念，根据高层建筑结构 整体分析的计算结果，确定最大层间位 移出现的位置，分析各楼层层间位移的 数据，以最大层间位移出现的位置为基 点，把层间位移相近的楼层归并为同一 层，从而最终确定框架梁配筋图归并方 案，以优化配筋，做到限额设计。 4.2 经济效益分析 某 18 层钢筋混凝土剪力墙结构 民用住宅，20 层，各层层高为 3m，结 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 构总高度为 60m，地震烈度为 0.15g， 设计地震分组为一组，经 PKPM 三维空 间计算程序的分析计算，其第 4 层的层 间位移为 1.84mm，该楼层的框架梁用 钢量为 4.032t，第 7 层的层间位移为 2.30mm， 该楼层的框架梁用钢量为 4.654t，显然，若将第 4 层和第 7 层的 梁配筋归并为同一层，就相当于把第 4 层的框架梁用钢总量放大 15%，造成不 必要的浪费。 5.结论 本文以竖向悬臂梁为计算模型， 建立高层建筑水平侧移方程，利用数理 方法确定最大层间位移的位置，