框剪结构中剪力墙与框架的联接方式的讨论基于建筑形式和设计人员的考虑,般框架剪力墙结构有两种连接方式铰接方式,即通过楼板联接,保证剪力墙与框架协同工作。
刚结方式,即通过连梁联接,保证剪力墙与框架协同工作。
在刚结体系中,连梁对墙和柱都会产生约束,此时连梁将承担着较大的剪力和弯矩。
铰结方式中,没有考虑连梁的约束作用,使得楼板作用显著,要保证剪力墙与框架协同变形和工作,楼板必须绝对刚性,若在楼板上开较大的洞口时,应借助精确的三维空间分析软件来计算剪力墙的约束较少,结构刚度相对较小,在地震作用下作为第道防线的剪力墙较容易进入弹塑性阶段。
刚结方式中,连梁约束作用明显,并可以与楼板同作为连接构件,传递弯矩剪力轴力。
由于考虑了连梁的刚度,造成了结构的整体刚度增大相对于铰接体系,自振周期减小,受到的地震力相对增大。
通过计算可以进步得出框架剪力墙结构的总底部剪力增大,剪力墙负担的剪力增大,但除底层外,剪力墙的弯矩反而减小,并且框架负担的剪力减小建筑的顶点位移减小,但层间位移增大。
般的说来,铰接和刚接这两种连接方式均可用于框架剪力墙结构中,但让连梁充分发挥作用的刚接体系要好于铰接体系,这主要是因为在高层建筑中,般都用位移作为控制条件。
高层建筑的侧向位移随高度的变化,增长非常快。
例如悬臂剪力墙在均布荷载倒三角形荷载和顶点集中荷载作用下,顶点位移公式分别为和。
可见其增长速度达到了高度的次方,若结构没有较大的刚度,位移限值将无法满足要求但是结构的刚度太大也不行,由规范中设计反应谱计算的地震力的公式η可以看出若结构刚度过大,将导致结构自振周期减小,则受到的地震力增大,并且建筑总造价偏高,不经济。
这时可以考虑连梁的作用来解决这些问题。
刚接的连梁具有定的刚度,且能承担部分剪力和弯矩,这样结构的刚度便有所提高,在风荷载作用下,建筑的侧移得到控制。
当结构遭受到小于其设防烈度的多遇地震时,我们保证连梁处于正常工作状态,结构刚度没有损失。
这样,整个体系仍处于弹性工作阶段,达到三水准设防目标的小震不坏。
而当结构遭受到高于其设防烈度的罕遇地震时,我们可以控制让连梁首先破坏,通过其形成的塑性铰来消耗地震的能量且由于连梁的破坏,整个建筑的刚度降低,结构自振周期变大,所受到的地震力降低,结构内力得到重新分布,进步减小了结构的破坏。
这样连梁便形成了抗震设防的第道防线,有效的保护了主体构件框架和剪力墙并且增加了结构的赘余度,对抗震有利。
通过利用连梁来增加结构的整体刚度,这样不必另外再设臵剪力墙,降低了工程的总体造价,并可以为建筑的布局带来更大的自由空间。
这时的连梁的设计将变得尤为重要,更是结构工程师展现能力的机会。
当然由于建筑结构形式功能的多样性,有时刚接体系不定都是经济实用的,这也要根据具体情况来具体判断。
三刚接连梁设计时些问题的探讨框剪结构中的刚接连梁有两种种是两端均与剪力墙联接的连梁种是端与剪力墙联接,另端与框架柱联接的连梁。
连梁的特点是跨高比较小,两端联接的墙或柱刚度差异较大,造成连梁变形很大,产生了巨大的内力。
连梁的设计与配筋直都是工程设计时的重点难点。
由于在毕业设计中的连梁是端与墙肢固结,另端与框架铰接的连梁,因此本文重点谈谈这类连梁。
连梁的破坏形式般分两种即脆性的剪切破坏和延性的弯曲破坏。
设计时应尽量避免连梁发生剪切破坏,并且让连梁比剪力墙先屈服,形成塑性铰。
但有时往往由于建筑的需要和特殊考虑,造成连梁高度较大,延性达不到要求,且配筋困难。
这里提出设计时应注意的些情况和方法,分别介绍如下设计初期,可以和建筑方磋商,控制连梁的位臵高度和跨度提高连梁两端的构件的刚度和整体性,使连梁变形不要过大,保证连梁的数量。
若连梁的刚度过大,分配到的剪力和弯矩很大时,我们可以对连梁的刚度进行折减,既保证了塑性铰首先出现在连梁上,又为配筋带来方便按规范规定,折减系数不宜小于。
若折减后还是过大,可以考虑在连梁截面高度的中间开设水平通缝,将连梁分为二,这样就大大降低了连梁的刚度。
注意,水平缝间要做好联结,可采用混凝土键连结,保证其工作性能。
不要把较为重要的次梁搁臵在连梁上,因为设计采用筏形基础。
采用梁板式筏基板顶设梁。
为满足沉降的要求,将基础埋入砾石层,埋深为底板在四周均伸出同时将肋梁挑至筏板边缘,故平面尺寸为梁板式筏基的板厚不应小于,且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于,故确定板厚为柱边长为基础梁的高度为柱距的,且柱的边缘至基础梁边缘的距离不应小于,故主梁宽,高次梁宽,高。
筏形基础平面如图所示。
柱与基础梁的连接如图所示。
筏基混凝土强度等级为,采用钢筋。
地基土层分布如图所示。
荷载计算上部结构传至基础顶面的竖向力设计值,为底层各柱和剪力墙的轴力之和。
竖向荷载组合时考虑地震作用组合时基础自重和基础上的图自重设计值设筏形基础的基底平面形心与结构竖向永久荷载重心重合,即基础仅受轴心荷载作用。
则。
图柱与基础梁连接的构造图图筏形基础平面图地基承载力计算为计算地基承载力和基础的沉降,各土层的重度是查建筑结构荷载规范所得,压缩模量是查岩土工程勘察规范所得。
硬塑性粘土层砾石层基础以上土的加权平均重度地基承载力特征值基础底面平均压力设计值考虑可能存在的偏心作用,乘以的放大系数竖向荷载组合时考虑地震作用组合时承载力均满足要求。
基础沉降计算考虑地基底部回弹变形影响,根据高层建筑箱形与筏形基础技术规范,基础的最终沉降量用下式计算其中,根据经验公式。
基础底面处地基土的自重压力标准值基础底面平均附加应力填土硬塑性粘土砾石层图地基土层分布图查建筑地基基础设计规范,得沉降经验系数,考虑回弹影响的沉降经验系数。
沉降计算深度,由,得。
基础沉降计算见表。
表基础沉降量计算点号基础最终沉降量为由规范可知高层建筑基础的平均沉降量允许值为,故本基础满足要求。
基础的倾斜由于本设计中假设基础无偏心荷载作用,且地基均匀,故不考虑基础的倾斜。
基础构件截面计算当地基土比较均匀上部结构刚度较好,且相邻柱荷载及柱间距的变化不大时,筏形基础可仅考虑局部弯曲作用,采用倒楼盖法进行计算。
筏形基础的内力,可按基底反力直线分布进行计算,其中边跨板按多跨连续双向板计算,中跨板按单跨单向板计算,肋梁按多跨连续梁计算。
本设计以双向板和轴基础梁为例进行计算。
双向板计算作用于板上的基底净反力应为基底反力减去筏基底板自重,即正截面受弯承载力计算双向板计算简图及结果见表。
表筏形基础双向板弯矩计算区格跨内计算简图••••支座••由表可见,由表可见,板间支座弯矩是不平衡的,实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值,即支座•支座•双向板周边与梁整体连接时,边区格板的跨内截面及第内支座截面的弯矩减小,角区格板截面的弯矩不予减小。
则••••支座•各区格板跨内及支座弯矩以求得,取截面有效高度即可近似按计算钢筋截面面积,计算结果见表。
筏形基础的钢筋间距不应小于,宜为,受力钢筋直径不宜小于。
采用双向钢筋网片配臵在板的顶面和底面。
表筏形基础双向板配筋计算截面•选配钢筋实配面积跨中方向方向方向方向方向方向支座斜截面受剪承载力计算板的有效高度,则受剪切时截面高度影响系数取。
作用在如图所示阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值为承载力满足要求。
受冲切承载力计算板的有效高度,则受冲切时截面高度影响系数取。
底板受冲切时所需的厚度为满足要求。
作用在如图所示阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值为距基础墙边处冲切临界截面的周长为承载力满足要求。
轴基础梁计算取轴五跨基础梁不包括挑出部分按弹性理论计算。
由板传来的荷载内力计算计算简图如图所示。
图底板剪切计算示意图图底板冲切计算示意图图基础梁计算简图跨内和支座截面的最大弯矩及剪力按和计算,计算系数可查混凝土结构设计附录。
计算结果见表表。
表轴基础梁弯矩计算•计算简图边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座中间跨跨内按倒楼盖法计算的梁板式筏基,边跨跨中弯矩以及第内支座的弯矩值宜乘以的系数,则••。
表轴基础梁剪力计算计算简图端支座离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧左右右左左右右左承载力计算因弯矩很大,考虑布臵两排纵筋,则。
梁宽所以采用四肢箍。
轴基础梁正截面及斜截面承载力计算分别见表。
表轴基础梁正截面承载力计算截面跨跨支座支座跨跨支座跨中•钢筋混凝土框架设计剪力墙结构的南方综合办公楼建筑结构设计桂林工学院本科毕业设计毕业实习报告系院土木工程专业方向班级学号姓名指导教师日期毕业实习总结报告我们土木工程专业工民建方向级的同学,在年月至月进行了为期三个星期的毕业实习。
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