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1、某高层钢结构住宅结构设计?摘要：本文以高层钢结构住宅项目实例，介绍该工程的主要特点和结构分析的有关内容,工程采用钢管混凝土框架核心筒结构体系，局部采用钢板剪力墙,还包括结构布置、抗震设计等。?关键词：钢板剪力墙；高层建筑;钢结构住宅；设计分析? 1、工程概况 ?本工程由A、B 两栋高层住宅和与其连接的地下室组成，总建筑面积为4331.43 。A 栋塔楼采用混凝土结构，建筑高度9.1m，地上共29 层;B 栋为混合结构 ,建筑高度 1，地上共3O 层。地下室共两层，采用框架结构。本文主要针对对栋结构进行介绍。? B 栋结构设计使用年限为5O 年,结构安全等级二级。抗震设防烈度为7 度，设计基本地
2、震加速度为0。10g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为类,设计特征周期一0。45S,抗震设防类别为丙类；取5O 年一遇基本风压0。75/m,承载力计算时按基本风压的1倍采用，地面粗糙度C 类。? 2、结构体系及布置 ?本工程 B 栋主楼为高层建筑，结构体系为矩形钢管混凝土框架 -核心筒结构，局部设置钢板剪力墙,地下室顶板作为上部结构的嵌固端。根据JG3210高层建筑混凝土结构技术规程的要求，混凝土核心筒及钢管混凝土柱抗震等级按二级设名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
3、1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 计,根据 501121建筑抗震设计规范的要求钢梁及钢板剪力墙抗震等级按没计。? 框架柱采用矩形钢管混凝土柱,截面尺寸最大为口60350 28,其在地下部分设计为钢骨混凝土柱,以防止刚度突变；钢梁主要采用焊接H 型钢梁 ,外框柱钢梁主要截面为4801508 14,其余框架钢梁主要截面为H48 30012 5;楼面次梁主要截为 48 10 6 8/0;钢板剪力墙采用6mm 厚钢板加向加劲肋的形式 .核心简墙体厚度为20，25 00mm;核心筒墙体混凝土强度等级为C3O C0，钢管混凝土柱内灌混凝土强度等级为 C45 一 C6O,钢结构材质34
4、5B，典住宅楼层平面见图1. 图 1 标准层结构平面 3、超限情况 ?参 照 JGJ3 10、 GB50 12010 及广省标准DBJ15922013高层建筑混凝土结构技术规程,根据结构平面布置及试算结果,工程存在以下超限内容：1)建筑平面凹凸尺寸大于相应投影方向总尺寸的3O%，即 9。3m 21。5m %6。，不符合凹凸规则条件；2）规定水平力作用下，考虑偶然偏心的最大扭转位移比为.3 12，为扭转不规则结构。 ?、结构整体分析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页
5、，共 5 页 - - - - - - - - - 采用 SAWE 三维空间分析软什对汁算模进行了多遇地震作用和风倚载作用下结构的内力和位移计算。整体汁算时采用刚性楼板假定，考虑双向地震作用及扭转耦联的振动影响。中梁刚度放大系数按JGJ32010 取值,周期折减系数为0.,结构阻尼比 0。，连梁刚度折减系数为0.6.前阶振型详见图2,主要计算算结见。 ?图结构前 3 阶振型、静力弹塑性推覆（ushovr)分析?为了实现大震不倒的第三水准抗震设防目标，对结构进行了第二阶段的抗震设计，即罕遇地震作用下的结构弹塑性变形验算。计算软件采用PK PM的 PUH 模块。根据JJ210 第 1。 1.5 条和
6、第 3。7.5 条规定，框架 核心筒结构层间弹塑性位移角限值为1100.分析本工程的弹塑性静力推覆分析的结果，用以确定建筑潜在的薄弱层和建筑的塑性机制,推覆分析的曲线也用于估算罕遇地震下的弹塑性位移，考察其是否能够满足结构的抗震性能目标。?分析结果表明，结构能力谱与罕遇地震作用下的需求谱刚好好相交，且能顺利穿越需求谱，在该交点即在性能点时：X向最大层问位移角为1/5，向的最大层问位移角为1/名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - -
7、 - - 3，均满足 JJ32 10 要求。其杆件塑性分布见图3。? 6、钢板剪力墙设计本工程在初步设计中，两个方向的抗侧刚度均不满足 2010 要求，由于建筑功能限制无法设置混凝土剪力墙和钢支撑，故采用没置厚度较薄的钢板剪力墙的方式增加结构刚度. ?由于 SFE无法直接建立钢板剪力墙单元,故采用钢管支撑等刚度模拟的方法计算,具体思路为：首先在模型中不设支撑，不考虑侧向荷载，初步确定梁柱截面，确保其在竖向倚载作用下满足要求 ;然后在模型中添加支撑,同时考虑风荷载、地震作用 ,确保结构整体的层间位移角等满足规范要求。? 7、围护结构设计 ?楼板采用自承式楼板，该模板系统是将楼板中钢筋在工厂加工成
8、钢筋桁架 ,再将钢筋桁架与底部模板(包括镀锌钢板、竹胶板、预制混凝土薄板等)连接成一体的立体板材。在建设现场，将模板直铺设在钢梁上,进行简单的附加钢筋工程，便可浇筑混凝土 ,混凝土楼板。? 室外和室内墙体均采用轻质高强灌浆墙。该系统是一种新型、非承重墙体,该墙体以高强防水板作为面板,用轻钢龙骨作为立柱，在其空腔内泵人轻质灌浆材料而的实心整体墙体，与传统的黏土砖墙体、钢筋混凝土墙体等相比，具有轻质、防火、抗震、隔热、隔声、易安装等优点。而且此种墙体构造简单、便于施工 ,且具有多种用途，广泛用于建筑物的外墙及非承名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
9、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 重隔墙中 .? 8、结语 ?综上所述 ,钢结构住宅作为一种新兴的住宅形式,具有抗震性能好、居住环境优、经济性能合理、具有可持续等优点，符合同家绿色环保建筑的标准。?：? JGJ3200,高层建筑混凝土结构技术规程? GB5001-2010，建筑抗震设计规范? G5017-200，钢结构设计规范? JGJ9998,高层民用建筑钢结构技术规程? DBJ3，高层建筑混凝土结构技术规程?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -