高层建筑大空间剪力墙结构
底部大空间剪力墙结构
剪力墙结构有较多的墙体,室内不露梁、柱,适合住宅、旅馆客房的建筑功能要求。但是,住宅、旅馆底层需设置商店、大门厅及餐厅等大空间,这就形成底部大空间剪力墙结构,对上部与底部之间要设置转换层进行转换。底部大空间剪力墙结构的布置,主要考虑两个关键问题:
1.保证大空间层有充分的刚度,防止沿竖向刚度过于悬殊。为此,大空间楼层应有落地剪力墙或落地筒体,其数量满足规范规定。对于一般平面,令转换层的上下层刚度比γ(其公式和符号见规范)在非抗震设计时,γ应尽量接近于1,不应大于3;抗震设计时,γ应尽量接近于1,不应大于2。即大空间层的刚度尽可能与上部标准层接近,以防止变形集中而产生震害。
2.加强转换层的刚度与承载力,保证转换层可以将上层剪力可靠地传递到落地墙上去。因转换层楼面受很大内力,楼板变形显着,故其厚度不宜小于180毫米,混凝土强度等级不宜低于C30,并应采用双向上下层配筋。楼板开洞位置要远离外侧边,不要在大空间范围内将楼板开大洞,如需设楼、电梯间时,应用钢筋混凝土剪力墙围成筒体。除上述外,底部大空间剪力墙结构还有很多设计要求,规范中都有规定。
大底盘大空间剪力墙结构
高层住宅往往在下部楼层设置商业用房,因而形成底部大空间剪力墙结构。这些商业用房往往扩大其面积,形成大面积裙房,裙房多采用框架结构。这种具有大空间裙房作为底盘,上层为一个或多个剪力墙塔楼的建筑,称为大底盘大空间剪力墙结构,是高层商住楼的一种广泛应用的体系。静力试验表明:杆系-薄壁杆系三维空间分析方法可用于大底盘大空间剪力墙结构的工程设计;主体结构的竖向荷载基本上由主体结构本身承受,故竖向荷载内力计算时可不考虑裙房的作用;水平荷载作用下主体结构承受总弯矩90%以上,承受总剪力80%以上;裙房柱刚度很小,裙房所承担的剪力和弯矩主要由裙房剪力墙所承担。
动力试验表明:底盘逐渐加大时,上部结构与底盘的偏心距逐渐增加,由于扭转和刚度的变化,地震反应也逐渐加大。此外,大底盘存在楼板变形和扭转的影响。目前高层建筑资料对此种结构的适用范围、结构布置(如大底盘的长宽与主体结构的长度比例、主体结构刚度与大底盘刚度的变化控制、转换层应设在底盘顶层等)、构造措施、截面设计以及结构计算等均有详细规定,可作设计参考。
篇2:高层建筑结构转换层
高层建筑结构转换层
现代高层建筑向多功能和综合用途发展,在同一竖直线上,顶部楼层布置住宅、旅馆,中部楼层作办公用房,下部楼层作商店、餐馆和文化娱乐设施。不同用途的楼层,需要大小不同的开间,采用不同的结构形式。
建筑要求上部小开间的轴线布置、较多的墙体,中部办公用房要小的和中等大小的室内空间,下部公用部分,则希望有尽可能大的自由灵活空间,柱网要大,墙尽量少。
这种要求与结构的合理、自然布置正好相反,因为结构下部楼层受力很大,即正常应当下部刚度大、墙多、柱网密,到上部逐渐减少。为了满足建筑功能的要求,结构必须以与常规方式相反进行布置,上部小空间,布置刚度大的剪力墙,下部大空间,布置刚度小的框架柱。为此,必须在结构转换的楼层设置转换层,称结构转换层。
按结构功能,转换层可分为三类:
1.上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构,它将上部剪力墙转换为下部的框架,以创造一个较大的内部自由空间。
2.上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变,但是通过转换层使下层柱的柱距扩大,形成大柱网,并常用于外框筒的下层形成较大的入口。
3.同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时,柱网轴线与上部楼层的轴线错开,形成上下结构不对齐的布置。转换层的结构形式:当内部要形成大空间,包括结构类型转变和轴线转变时,可采用梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式转换层;当框筒结构在底层要形成大的入口,可以有多种转换层的形式,如梁式、桁架式、墙式、合柱式和拱式等。目前,国内用得最多的是梁式转换层,它设计和施工简单,受力明确,一般用于底部大空间剪力墙结构。当上下柱网、轴线错开较多,难以用梁直接承托时,可以做成厚板或箱式转换层,但其自重较大,材料耗用较多,计算分析也较复杂。
篇3:高层建筑结构计算基本假定
高层建筑结构计算的基本假定
高层建筑是一个复杂的空间结构。它不仅平面形状多变,立面体型也各种各样,而且结构形式和结构体系各不相同。高层建筑中有框架、剪力墙和筒体等竖向抗侧力结构,又有水平放置的楼板将它们连为整体。这样一种高次超静定、多种结构形式组合在一起的三维空间结构,要进行内力和位移计算,就必须进行计算模型的简化,引入不同程度的计算假定。简化的程度视所用的计算工具按必要和合理的原则决定。
结构计算的基本假定为:
1.计算高层建筑结构的内力和位移时,用弹性方法及取用结构的弹性刚度,并考虑各抗侧力结构的共同工作。
2.框架梁及剪力墙的连梁等构件,可按有关规定考虑局部塑性变形的内力重分布。
3.计算结构的内力和位移时,一般情况下可假定楼板在自身平面内为绝对刚性,但在设计中应采取保证楼面整体刚度的构造措施。
4.下列情况宜考虑楼板在自身平面内的变形影响:
(1)楼板整体性较弱;
(2)楼板有很大的开洞或缺口,宽度削弱;
(3)楼板平面上有较长的外伸段;
(4)作为结构转换层的楼板,对于上述情况,须考虑楼板实际刚度,对采用刚性楼面假定算得的结果进行调整。
5.结构计算中,各类构件均需考虑弯曲变形,构件其他变形按有关规定考虑。对竖向荷载还宜考虑施工过程中逐层加载的影响。
6.构件刚度的取用。
(1)框架梁的惯性矩:
现浇板边框架梁I=1.5I↓r
现浇板中部框架梁I=2.0I↓r
式中I↓r--梁截面矩形部分的惯性矩。
(2)连梁刚度。框剪结构或剪力墙结构中的连梁刚度,可乘≥0.55的折减系数。
(3)剪力墙的有效翼缘宽度。剪力墙可考虑纵墙或横墙的翼缘作用,其有效翼缘宽度可按有关规定取用。
(4)错位剪力墙的等效刚度。错位剪力墙(错位值a≤2.5m,a≤8t,t为墙厚)的等效刚度应乘以折减系数0.8。
(5)折线形剪力墙的简化处理。当折线形剪力墙的各墙段总转角≤15°时,可按平面剪力墙考虑。
(6)壁式框架的刚域长度及杆件的等效刚度,按有关规定取用。