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浅谈百米高层住宅结构设计中的七大比值
作者:佚名 来源:第一论文网 点击量: 发布时间:2013-12-21 13:17:44

  摘 要:本文结合工程实例,就百米高层住宅结构设计中的七大比值进行探讨,提出了优化设计处理方法和措施,以达到科学经济合理的设计要求

  引言

  随着城市建设的发展和科学技术的进步, 高层建筑(10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑)的应用日益广泛。笔者认为,对于高层结构设计来说,轴压比、位移比、周期比、刚度比、剪重比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力比是保证结构规则、科学、合理、安全、经济的七个极其重要的参数。本文结合正在设计中的桂林某百米高层住宅,根据国家最新规范条文的要求,结合我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件的电算结果,谈一谈如何对电算结果进行分析与判断。

  一、工程概况

  桂林某住宅小区,位于桂林市临桂新区,总建筑面积483300m2,由17栋高层住宅组成。高层住宅主体结构为地上三十四层,层高2.8m,总高度102m,地下室一层。

  二、高层住宅结构设计七大比值与对应的PKPM计算书

  对于高层住宅结构设计来说,轴压比、位移比、周期比、刚度比、剪重比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力比是保证结构规则、安全、经济的七个极其重要的参数。我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件对这“七个比”有详细的电算结果输出,便于设计人员进行分析与调整。七大比值与对应的PKPM计算书见下表1。

  表1:高层住宅结构设计七大比值与对应的PKPM计算书

  三、高层住宅结构设计七大比值的主要意义

  高层住宅结构设计七大比值的主要意义见下表2。

  表2:高层住宅结构设计七大比值的主要意义

  四、高层住宅结构设计七大比值的具体数值分析与判断

  (一)轴压比

  轴压比包括柱轴压比和剪力墙轴压比。

  轴压比是影响剪力墙和柱抗震性能的主要因素之一。为了使剪力墙和柱具有很好的延性和耗能能力,我国最新规范采取的措施之一就是限制轴压比。

  根据PKPM计算结果中的柱轴压比图形文件和剪力墙轴压比图形文件,本百米高层住宅的柱轴压比均小于且接近柱轴压比限值0.9,剪力墙墙肢轴压比均小于且接近剪力墙墙肢轴压比限值0.6,完全满足规范要求。

  (二)位移比

  位移比是指楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。

  根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第5.5.1条表5.5.1,框架-剪力墙结构的弹性层间位移角限值为1/800。根据PKPM计算结果中的位移输出文件Wdisp.out,本百米高层住宅的弹性层间位移角均小于1/800,完全满足规范要求。

  (三)周期比

  周期比即结构扭转为主的第一自振周期(也称第一扭振周期)Tt与平动为主的第一自振周期(也称第一侧振周期)T1的比值。

  本百米高层住宅为A级高度高层建筑,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第3.4.5条,周期比不应大于0.9。根据PKPM计算结果中的周期、地震力与振型输出文件Wzq.out,结构扭转为主的第一自振周期Tt=2.2043,结构平动为主的第一自振周期Tl=4.0101,周期比=2.2043/4.0101=0.55<0.9,完全满足规范要求。

  (四)剪重比

  剪重比即楼层最小水平地震剪力系数λ。主要是控制各楼层最小地震剪力,尤其是对于基本周期大于3.5S的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。

  根据PKPM计算结果中的周期、地震力与振型输出文件Wzq.out,本百米高层住宅的基本周期为4.0,3.5<4.0<5.0。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第4.3.12条表4.3.12和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第5.2.5条表5.2.5,楼层最小水平地震剪力系数λ=0.007。根据PKPM计算结果中的周期、地震力与振型输出文件Wzq.out,X向楼层最小剪重比=0.0074>0.007,Y向楼层最小剪重比=0.0073>0.007,完全满足规范要求。

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