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不规则结构方案调整几种主要方法.
不规则结构方案调整的几种主要方法
(一)、工程算例1 ? 1、工程概况???? 某工程为一幢高层住宅建筑,纯剪力墙结构,结构外形呈对称Y形。一层地下室,地上共23层,层高2.8m。工程按8度抗震烈度设防,地震基本加速度为0.2g,建筑抗震等级为二级,计算中考虑偶然偏心的影响。其结构平面图如图1所示。?? 图1 结构平面图2、这个工程的主要特点是:(1)每一个楼层沿Y向对称。(2)结构的角部布置了一定数量的角窗 。(3)结构平面沿Y向凹进的尺寸10.2m, Y向投影方向总尺寸为22.3m。开口率达45%,大于相应投影方向总尺寸的30%,属于平面布置不规则结构,对结构抗震性能不利。3、本工程在初步设计时,结构外墙取250厚,内墙取200厚。经试算结果如下:结构周期:T1=1.4995s,平动系数:0.21(X),扭转系数:0.79T2=1.0954s,平动系数:0.79(X),扭转系数:0.21T3=1.0768s,平动系数:1.00(Y),扭转系数:0.00周期比:T1/T2=1.37,T1/T3=1.39最大层间位移比:1.54最大值层间位移角: 1/11634、通过对上述计算结果的分析可以看出,该结构不仅周期比大于规范规定的0.9限值,而且在偶然偏心作用下的最大层间位移比也超过1.5的最高限值。?? 经过分析我们得知,之所以产生这样的结果,主要是由于结构的抗扭转能力太差引起的。5、为了有效地提高结构的抗扭转能力,经与建筑协商,在该结构的深开口处每隔3层布置两道高1m的拉梁,拉梁间布置200mm厚的连接板(如图2所示)。?图2 加梁和板后结构平面图经过上述调整后,计算结果如下:T1=1.3383s,平动系数:0.22(X),扭转系数:0.78T2=1.0775s,平动系数:0.78(X),扭转系数:0.22T3=1.0488s,平动系数:1.00(Y),扭转系数:0.00周期比:T1/T2=1.24,T1/T3=1.28最大层间位移比:1.48最大值层间位移角: 1/1250.6、从上述结果中可以看出,由于设置了拉梁和连接板,使结构的整体性有所提高,抗扭转能力得到了一定的改善。结构的周期比和位移比均有所降低,但仍不满足要求。?? 经过分析得知,一方面,必须进一步提高结构的抗扭转能力以控制周期比;另一方面,结构的最大位移值出现在角窗部位,因此,控制最大位移值就成为改善位移比的关键。?? 为此,对本工程采取如下措施:(1)尽量加大将周边砼构件的刚度。具体做法是将结构外围剪力墙厚增加到300以提高抗扭转能力。(2)将角窗处的折梁按反梁设计,其断面尺寸由原来的200*310改为350*1000,从而控制其最大位移。(3)将外墙洞口高度由2490mm降为2000mm,以增大周边构件连梁的刚度。(4)加大结构内部剪力墙洞口的宽度和高度,以降低结构内部的刚度。经过上述调整后,计算结果如下:T1=1.0250s,平动系数:1.00(X),扭转系数:0.00T2=0.9963s,平动系数:1.00(Y),扭转系数:0.00T3=0.8820s,平动系数:0.00,? 扭转系数:1.00周期比:T3/T1=0.86; T3/T2=0.88最大层间位移比:1.29最大值层间位移角: 1/1566该工程最大最大层间位移比为1.29,根据《复杂高层建筑结构设计》建议的表7.2.3[1](如下表所示)可知,本工程在小震下最大水平层间位移角限值为1/1240,满足要求。表7.2.3
扭转变形指标ξ=Umax/U??????????????????? ???? ?? 1.2?? ? 1.3????? ??1.4?????????1.5?????? 1.6?????? ??1.7????? ?1.8中震下最大水平层间位移角限值[θ]/[θ0]?? 2.8?? 2.26????? 1.81?????? ?1.4???? ?1.05???? ? 0.74???? 0.47小震下最大水平层间位移角限值[θ]/[θ0]?? ?1??? 1/1.24?? 1/1.55????? 1/2???? 1/2.67?? 1/3.78? ??1/6
7、通过以上调整后,可以看出结构的整体抗扭转能力得到了很大的提高,周期比和位移比都能满足规范要求,设计合理。8、对于角窗结构,宜在角窗处的楼板内设置暗梁等措施以提高结构端部的整体性。(二)、工程算例2[2]? 1、工程概况???? 某超高层商办楼,主楼41层,结构高度为184.3m,地下室共5层,深19.5m。结构体系为钢筋混凝土筒体和框架组成的钢-混结构体系,框架由钢骨混凝土(SRC)柱和钢柱组成。本工程按7度抗震烈度设防
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