钢筋溷凝土高层住宅转角窗处结构设计
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设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析在现代高层住宅建筑设计中,为了追求更好的采光和视野效果,转角窗的设置逐渐成为一种常见的设计手法。
然而,这种设计在给居民带来舒适居住体验的同时,也给剪力墙结构的安全性和稳定性带来了一定的挑战。
本文将对设置转角窗的高层住宅剪力墙结构进行深入分析。
一、转角窗对剪力墙结构的影响1、削弱结构刚度转角窗的开设会导致剪力墙在转角部位的连续性被打断,从而削弱了结构在该部位的抗侧刚度。
这意味着在水平地震作用或风荷载作用下,结构的变形可能会增大,影响结构的整体稳定性。
2、产生应力集中由于转角窗的存在,剪力墙在转角处的应力分布变得更加复杂,容易产生应力集中现象。
这种应力集中可能会导致混凝土开裂,降低结构的承载能力和耐久性。
3、改变内力传递路径正常情况下,剪力墙能够有效地传递水平和竖向荷载。
但转角窗的设置改变了内力的传递路径,使得荷载在传递过程中出现突变,增加了结构设计的难度。
二、剪力墙结构设计中的应对策略1、加强转角部位的构造措施为了弥补转角窗对结构刚度的削弱,可以在转角部位增加暗柱、暗梁等加强构件。
这些构件能够提高转角处的承载能力和抗变形能力,增强结构的整体性。
2、合理调整剪力墙布置通过优化剪力墙的布置,在保证结构整体稳定性的前提下,尽量减少转角窗对结构性能的不利影响。
例如,可以增加周边剪力墙的数量和厚度,以提高结构的抗侧刚度。
3、采用有限元分析方法借助先进的有限元分析软件,对设置转角窗的剪力墙结构进行精确的模拟分析。
通过分析结果,可以更准确地了解结构的受力情况,为设计提供可靠的依据。
三、施工过程中的注意事项1、保证施工质量在施工过程中,要严格按照设计要求进行施工,确保加强构件的钢筋布置和混凝土浇筑质量。
特别是转角部位的施工,更要精细操作,避免出现质量缺陷。
2、加强监测在施工过程中,对结构的变形和应力进行实时监测。
一旦发现异常情况,及时采取措施进行处理,确保施工安全和结构质量。
四、案例分析以某高层住宅项目为例,该项目在部分楼层设置了转角窗。
附件18m高悬挑式钢管脚手架于建筑物转角处的结构方案设计1前提条件(1)、转角处结构方案有二。
方案1,主体结构外墙为钢筋砼剪力墙,可供三角形支承架固定预埋件用;方案2,主体结构外墙为框架填充墙结构,预埋件分别埋于上下二层砼梁上。
(2)、脚手架的搭设与原《18m高悬挑式扣件式钢管脚手架设计与计算》相同,主要参数:搭设高18m(当楼层高为3.0m时,计6层)横距1.08m,纵距1.5m施工作业层按二层计,每层活荷载为3KN/m2每2步设一竹篦板里立杆离墙0.4m,外立杆里侧挂密目网封闭水平悬挑梁为工字钢#16(非转角处标准工况,无斜撑)2结构布置及悬挑梁设计2.1结构平面、断面见附图2.2①构件计算(简化)荷载:N1=11.203 KNN2=14.011 KNR1=1.1N1*3.15/1.5+N1*1.5/1.5=3.31N1=37.082 KNR1'=1.1N1*1.65/1.5-N1*1.5/1.5=0.21N1=2.353 KN(向上)悬臂产生弯曲M=1.1*11.203*1.65=20.333 KNm选用#16工字钢,其整体稳定系数:l1=2*1.65=3.3 m,Φ=1.21>0.6查表1.2 Φb=0.811f=20.333*106/(0.811*141*103)=177.82 N/mm2 < 215 N/mm2,可以2.3②构件计算R2=0.4N2*2.1/1.5+N2=1.56N2=21.86 KNR2'=0.4N2*0.6/1.5-N2=-0.84N2=-11.77 KN(向下)M=0.4 N2*0.6 =3.363 KNm < 20.333 KNm与①构件相同,选用#16工字钢3悬挑三角架设计3.1方案1:⑤斜撑450布置(用于剪力墙结构)斜撑选用#10槽钢,A=12.748 cm2i y=1.41 cm i x=3.95 cm斜撑长=1.45*1.414=2.05 mλ=205/1.41=145.4,¢=0.324轴向压力N=(37.082+21.86*0.4/1.45)*1.414=60.96 KNf=60.96*103/(0.324*12.748*102)=147.59 N /mm2<215 N/mm2,可以3.2方案2:外墙为填充墙时,斜撑⑤下端支在下层楼面梁上,斜撑仍用#10槽钢,但其中间加一斜杆⑥。
我们对表1所⽰的七种结构模型⽤建研院TAT版程序进⾏了分析计算,其所受荷载完全相同,层数、层⾼、平⾯形状及⼤部分构件截⾯尺⼨等⼏何参数也完全相同,仅转⾓处有的设置了“L”型剪⼒墙,有些则仅有交叉相交的连梁。
各个⽅案的结构平⾯布置见图1。
各个⽅案的结构⼒学模型、底层部分构件截⾯尺⼨见表1,上述各种结构模型电算。
表1:各个⽅案的结构⼒学模型⽅案号层数⾓部开洞情况外⾓(洞宽m)内⾓(洞宽m)连梁⾼度(m)⽅案⼀ 18 开(2.4)开(2.1) 0.6⽅案⼆ 18 开(2.4)开(2.1) 0.9⽅案三 18 开(2.4)开(2.1) 1.2⽅案四 28 开(2.4)开(2.1) 0.9⽅案五 18 开(1.5)开(1.5) 0.9⽅案六 18 不开(⾓墙2.5x2.5)不开(⾓墙2.1x2.1) 0.9⽅案七 28 不开(⾓墙2.5x2.5)不开(⾓墙2.1x2.1) 0.9由计算可以看出在⾓部墙体开洞和不开洞,结构的整体效应变化是显⽽易见的。
⽅案⼀、⼆、三、四、五均开洞,⽅案六、七不开洞,虽然它们的平⾯布置、荷载等基本相同,构件⼏何尺⼨也差异不⼤,但结构⾃振周期、地震作⽤下位移、基底剪⼒、弯矩等差异明显。
⾓部墙体开洞的结构其⾃振周期⽐⾓部墙体不开洞或仅局部开洞的结构⾃振周期⼤,地震作⽤下的位移也⼤,⽽基底剪⼒、弯矩则减⼩。
如⽅案四、七,在其他条件相同时,X⽅向第⼀⾃振周期分别为2.0976s、1.9775s,相对误差达6.1%。
⼜如⽅案⼆、六,在其他条件相同时,Y⽅向地震作⽤下基底剪⼒分别为7434.3kN和10520.87kN,相对误差达20%。
综上所述,⾓部墙体开洞和不开洞,在结构整体效应和构件的内⼒和配筋上⼤致有以下⼀些影响:在⾓部墙体开洞,与⾓部墙体不开洞的剪⼒墙结构相⽐,结构整体效应影响颇⼤,结构的抗侧⼒刚度、⾃振周期、地震作⽤等均有不同程度的差异。
⾓部墙体开洞的剪⼒墙结构,其外墙内⼒明显増⼤,配筋也相应加⼤。
浅谈高层建筑转角窗结构设计浅谈高层建筑转角窗结构设计摘要:随着经济建设的速度不断加快,人口的逐年增长,因此对高层建筑的需求逐年提高,而高层建筑对于转角窗的要求比拟高,为了满足这一社会需求,施工单位开始加强对转角窗的设计,笔者用过对高层建筑转角窗的重要性进行分析,提出提高转角窗设计结构的几点措施,仅供参考。
关键词:转角窗;结构;设计建筑物的角部结构对于整体建筑来说具有重要的作用,正常情况下都是通过设置剪力墙来保持其平安性,设立剪力墙一般都是在角部构件的内力比拟大的情况下,通过转角窗的设置把内部的墙体取消,然后用角部与梁体进行交叉连接,这种结构方式对于整体建筑的平安性产生非常不利的影响,特别是在发生地震灾害时,极大地降低了建筑的抗震能力。
1 转角窗对结构整体的影响随着社会开展速度的不断加快,人们对居住平安的要求越来越高,而转角窗对整个建筑的结构来说具有重要的作用,设立转角窗之后,整体结构的侧力刚度和对地震灾害的抗击作用都会产生不同的影响,在个别建筑中在转角窗的部位没有设立竖向的构件,因此其结构的可靠性就得不到保障,在转角窗与上部的梁体交叉连接时,对整体楼板的控制力就会较弱,如果在整个楼体的水平力中心偏离的时候,其结构和钢架的中心就会发生变化,如果在这个时候整体楼板的扭转力集中,结构的变形度就会更大,就会因为严重的积压而形成脱落的现象,而且这时由于墙体已经偏离刚心,在不同的两个方向上都会收到较大的扭转力的影响,这对于整个楼体的设计指标来说有着重要的影响,如果把角部的墙体取消,就会使得整个建筑抗击地震的能力下降,很容易使平面类型造成不规那么的现状,就会发生整个楼体的水平位移活着是偏离。
大于该楼层两端弹性水平位移平均值的1.2倍。
对A级高度的高层住宅结构,标准规定上述位移比不应超过1.5。
在周期比方面,标准规定Tt/TIA级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度建筑不应大于0.85。
如果结构不满足上述两个指标要求,应采取有效措施增强结构扭转刚度。
设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析摘要:本文首先介绍了设置转角窗的高层住宅剪力墙结构的分析和设计,然后结合具体的事例探讨了详细的分析设计内容。
关键词:转角窗;高层住宅;剪力墙结构;分析设计随着我国经济的发展,在建筑行业中高层建筑的施工屡见不鲜,众所周知,高层建筑的施工相对于其他普通的建筑施工来说具备着很大的难度,尤其是在设置了转角窗的高层住宅内进行剪力墙的相关分析设计时尤其需要我们注意分析设计的质量和科学性。
1设置转角窗的高层住宅剪力墙结构分析设计结构分析一般采用目前国内流行的建科院编制的TAT、SATWE、TBSA计算软件。
对不落地窗结构,如按普通剪力墙开洞方法,即先在平面周边布墙,然后在拐角处开洞,将过梁按连梁对待。
这种方法看起来似乎严格按实际情况输入程序进行计算,但由于程序本身的缺陷,使拐角处自动产生一个小于150mm的短肢剪力墙,平面模型上反映不出来,要观察立面模型才可以发现,容易疏忽。
这个小墙肢作为角窗挑梁自由端一个支点,这与实际情况不符,加上由于该构件太小,是一个超筋构件,结构一受力,即产生破坏给整体计算带来混乱,因而是不可取的。
所以对转角窗上连梁应按普通框架梁考虑,梁高按实际输入,如不落地窗处为1400左右,落地窗处为500左右。
这种计算模型与实际受力情况吻合。
该过梁两个方向均为悬挑构件,梁断面尺寸相同。
当两个方向悬挑长度不相同时,应将长跨作为次梁,短跨作为主梁,有主次关系。
两个方向悬挑长度相差不多时,长跨仍然有悬臂受力可能,在端部也可以认为互为铰接关系。
角窗上连梁参与空间协同计算,其结果应进行复核。
对该处连梁上筋应按悬挑梁进行配筋;同时由于该处连梁又互为支座,梁下部应配置一定数量的底筋。
因为该处连梁在整体作用时,内力可能存在调幅,使梁弯矩按塑性调幅连续梁边跨跨中弯矩,加大悬臂梁下筋时结构刚度有利。
下筋一般不应小于2Φ20。
角窗上连梁在构造上可采取如下措施:①.连梁上筋在墙体内要有一定的延伸长度,一般其应向内延伸不小于1.2~1.5倍转角窗的长度,即在相邻墙体形成暗拖梁,若为短肢剪力墙时,则应延伸至内跨梁。
高层住宅转角窗处结构设计技术探讨【摘要】高层砼结构中转角窗的设置是当前设计中经常遇到的问题,针对这一问题,从设计、施工方面分析了结构设计的安全性、可行性及施工中可能存在的隐患;并对设置转角窗处的剪力墙、板、转角梁进行分析、总结,提出了一些可供参考的建议。
【关键词】转角窗;高层住宅楼;剪力墙;连梁;配筋构造近几年来,由于建筑功能的需要,建筑师在建筑平面外墙转角处常常采用转角窗,以使用户充分享受室外绿化景观和满足室内采光要求。
采光充足、视觉良好的生活环境成为人们对房屋要求的必要条件之一,住宅转角窗设置已不可避免。
但结构安全问题同样不容忽视,在抗震区,由于转角窗的存在而取消了具有较大扭转刚度且抗震性能较好的转角墙,使高层住宅的抗扭刚度大为削弱,作为工程技术人员应高度重视,从规划、设计到竣工结束各个环节都应采取科学有效的技术保障措施。
一、工程实例分析某大厦建筑面积2.6万平方米,主体由地上两栋18层塔式住宅地下两层车库组成,采用框架剪力墙结构,建筑高度为53.5米。
建筑南临小区中央绿化,东临规划绿地,具有优越的地理位置,带转角窗的建筑设计为居住环境提供了良好的视野。
1.转角窗设置的内在不利因素从建筑布局看,转角窗的设置具有居民可以切身感受到的诸多优点,但从结构设计角度看,转角窗的设置导致很多结构设计方而的不利因素,同时也给后期施工质量的控制增加了一定难度。
具体体现在以下几点:①转角窗的设置对剪力墙结构高层住宅抗震总体不利,建筑物角部是结构抗震的薄弱部位。
地震时,角部构件内力较大,应力集中,受力复杂。
②转角部位墙体开洞后,其连梁处于悬臂状态;悬臂挑梁不利受力状态,受到较大剪力,且连梁的扭转效应明显。
③外墙角部位墙体开洞后,相邻外墙肢的剪力、弯矩也都将明显增大,若内外墙等厚,则此时外墙的地震力要大得多。
④由于转角窗的设置,楼板在转角部位无竖向构件的有利约束,只能靠角窗上连梁的横向约束,又由于该连梁实为悬挑梁,故对角部楼板的约束相对较弱。
高层住宅大尺度转角窗结构受力分析和设计要点摘要:本文主要讨论了房地产行业高层住宅剪力墙结构中大跨度转角飘窗的设计问题。
为了满足住宅户内空间通透性和景观资源利用率的高标准要求,高层豪宅项目普遍设置大尺度的转角飘窗。
设计人员在对大部分设置了转角飘窗的项目进行结构分析时,更多关注整体指标的情况。
然而,随着转角飘窗的悬挑跨度进一步加大,悬挑梁高度进一步降低,悬挑梁内外跨梁面存在较大高差导致支座钢筋无法拉通直锚等情况的出现。
需要设计人员对大尺度转角窗的局部受力情况进行全面分析,以确保结构安全和居住品质。
本文以下两个方面阐述高层住宅剪力墙结构中大跨度转角飘窗位置局部受力情况的分析及设计注意事项:1)悬挑梁柱内弯锚情况。
2)较小梁高下的大跨度转角飘窗舒适度情况。
关键词:高层剪力墙结构;大尺度转角窗;悬挑梁柱内弯锚;结构舒适度验算随着社会经济水平的不断提升,房地产行业已步入新的发展阶段。
在一二线城市的房地产市场中,改善型住宅逐渐成为主流,客户对产品品质的要求也日益提高,这主要体现在对建筑平面和立面的多样化、实用化方面。
为了满足人们对住宅户内空间通透性和景观资源利用率的高标准要求,高层豪宅项目普遍选择在主卧或客厅等位置设置大尺度的转角飘窗。
然而,在结构设计过程中,高层建筑四角的剪力墙作为重要构件,其角部竖向构件远离刚心,离刚心越远的抗侧力构件对整体扭转刚度的贡献越大。
因此,开设转角窗即在剪力墙角部开洞,对结构的整体效应产生一定程度的不利影响,削弱了建筑物角部的刚度,导致角部扭转效应增大,结构的周期和位移也随之增大,同时使角部附近的构件受力更加复杂。
目前,设计人员在对大部分设置了转角飘窗的项目进行结构分析时,更多关注整体指标的情况。
经过多个项目的论证,结构工程师在建筑方案阶段就介入设计,按照规程规定进行设防烈度下地震作用内力分析,并对转角飘窗对结构的削弱情况进行评估。
同时,采取相应的加强措施,通过对相应单体的多遇地震下墙肢偏拉、设防地震下墙肢拉应力、罕遇地震弹塑性分析表明,结构的整体指标是可以满足规程要求的。