高层住宅建筑的剪力墙结构优化设计的探讨
整体控制含钢量。
1.剪力墙布置优化:
在高层剪力墙住宅建筑标准层单位面积含钢量中,剪力墙墙身用钢量约占45%-65% ,剪力墙边缘构件用钢量约占30% - 50%(该数据为7度区的统计数据,以下同),因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是:尽量减少剪力墙数量,且各墙肢布置时应考虑如何减少边缘构件,以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。具体措施如下:a.强周边,弱中部原则,这样布置可以便于提高主体结构的抗扭刚度,控制结构的周期比与位移比,同时有利于建筑外墙防水。b.多均匀长墙(长度≤8m),少短墙,通过加长剪力墙墙肢长度,减少剪力墙数量,使结构整体抗侧刚度增加,边缘构件数量减少,且由于墙间距拉大,增加了建筑平而布置灵活性。 c.多L形、T形、十字形墙肢,少复杂形状转折在布置剪力墙时,应考虑剪力墙连续转折及小墙垛布置对边缘构件的影响,减少暗柱数量及避免设置不必要的大暗柱,因墙体转折处必须设置暗柱。 d.多连续,少半框,应尽量将结构两个方向的剪力墙通过连梁或框架梁连成整体,形成贯穿整个结构宽度或长度的抗风、抗震结构,避免独立墙肢或半框架墙肢出现,这有利于增加结构的整体抗侧刚度,从而以较少的剪力墙布置量来满足层间位移角限值要求。e.各墙肢轴压比宜接近:如此可避免通过连梁或框架梁来调整各墙肢的轴向变形差,使梁配筋量增大,甚至配筋困难。
2.梁板布置优化:
应选择经济合理的楼盖体系。在高层剪力墙住宅中,一般梁板的标准层单位面积含钢量约占建筑总用钢量的35%-55% ,所以梁板布置也不容忽视。对高层住宅,荷载一般不大,楼板绝大多数均为构造配筋,板厚就决定了楼板用钢量的大小,所以楼板厚度一般按挠度、裂缝及板内设备穿管的最低要求取值,不必过厚。 楼层梁布置时,应保证梁具有简单明确的传力路径,避免多重次梁、多次传力的情况。不宜设置高连梁,建筑的洞口顶可设置后浇过梁,再砌梁上填充墙;较小跨度(3.6m以内)的板上有隔墙或开有洞口时,墙位置或洞口边可不设置梁,可在板内设置加强筋的方式予以解决,这样可降低由于设置梁而出现受力复杂或设置梁构造配筋而增加用钢量的情况。
施工图阶段:
施工图是工程设计的最终产品,是现场施工实施的技术文件,在此阶段更要考虑结构优化设计,通过与其它专业的密切配合、精确的荷载计算、细致的模型调整,使结构达到最优受力状态。
1.结构建模阶
1.剪力墙布置优化:
在高层剪力墙住宅建筑标准层单位面积含钢量中,剪力墙墙身用钢量约占45%-65% ,剪力墙边缘构件用钢量约占30% - 50%(该数据为7度区的统计数据,以下同),因此剪力墙布置的优劣直接关系到整个结构的经济指标。剪力墙布置的基本原则是:尽量减少剪力墙数量,且各墙肢布置时应考虑如何减少边缘构件,以期通过布置较少的抗侧力构件获得满足规范要求的抗侧、抗扭刚度。具体措施如下:a.强周边,弱中部原则,这样布置可以便于提高主体结构的抗扭刚度,控制结构的周期比与位移比,同时有利于建筑外墙防水。b.多均匀长墙(长度≤8m),少短墙,通过加长剪力墙墙肢长度,减少剪力墙数量,使结构整体抗侧刚度增加,边缘构件数量减少,且由于墙间距拉大,增加了建筑平而布置灵活性。 c.多L形、T形、十字形墙肢,少复杂形状转折在布置剪力墙时,应考虑剪力墙连续转折及小墙垛布置对边缘构件的影响,减少暗柱数量及避免设置不必要的大暗柱,因墙体转折处必须设置暗柱。 d.多连续,少半框,应尽量将结构两个方向的剪力墙通过连梁或框架梁连成整体,形成贯穿整个结构宽度或长度的抗风、抗震结构,避免独立墙肢或半框架墙肢出现,这有利于增加结构的整体抗侧刚度,从而以较少的剪力墙布置量来满足层间位移角限值要求。e.各墙肢轴压比宜接近:如此可避免通过连梁或框架梁来调整各墙肢的轴向变形差,使梁配筋量增大,甚至配筋困难。
2.梁板布置优化:
应选择经济合理的楼盖体系。在高层剪力墙住宅中,一般梁板的标准层单位面积含钢量约占建筑总用钢量的35%-55% ,所以梁板布置也不容忽视。对高层住宅,荷载一般不大,楼板绝大多数均为构造配筋,板厚就决定了楼板用钢量的大小,所以楼板厚度一般按挠度、裂缝及板内设备穿管的最低要求取值,不必过厚。 楼层梁布置时,应保证梁具有简单明确的传力路径,避免多重次梁、多次传力的情况。不宜设置高连梁,建筑的洞口顶可设置后浇过梁,再砌梁上填充墙;较小跨度(3.6m以内)的板上有隔墙或开有洞口时,墙位置或洞口边可不设置梁,可在板内设置加强筋的方式予以解决,这样可降低由于设置梁而出现受力复杂或设置梁构造配筋而增加用钢量的情况。
施工图阶段:
施工图是工程设计的最终产品,是现场施工实施的技术文件,在此阶段更要考虑结构优化设计,通过与其它专业的密切配合、精确的荷载计算、细致的模型调整,使结构达到最优受力状态。
1.结构建模阶
Tags:
上一篇:高压电气设备维护营销对策探析下一篇:高层建筑中钢结构的施工技术