某金融中心钢框架剪力墙结构设计文献综述

 2022-09-12 14:28:40

随着经济的发展和人民生活水平的提高,传统的砖混结构和框架结构或者单纯的剪力墙结构已经不能满足人们的生活需求,随着楼层层数的逐渐增加,很多的新型结构形式例如框架剪力墙结构,筒中筒结构,核心筒结构等等。

在平面的不同位置分别采用框架结构和剪力墙结构的竖向结构体系称为框架剪力墙结构体系,属于平面复合结构,水平荷载主要由剪力墙承担,竖向荷载由剪力墙和框架共同承担。1959年建成的北京民族饭店采用的就是这种结构体系,12层,总高48.8m,其是国庆十周年北京十大建筑之一,也是我国(不包含港澳台地区)的首栋框架剪力墙结构建筑。框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优势,其在布置方面部分继承了框架结构布置开间灵活方便的优势,而剪力墙的部分很好地弥补了在结构高度较高时框架结构抗侧刚度不足的缺点。而钢框架本身又具有抗震性能良好的优点,由于钢材延性较好,既能削弱地震反应,又能使得钢结构具有较强的抵抗强烈地震的变形能力。而且钢结构的自重较轻,可以显著减轻传至基础的竖向荷载,除此以外,由于钢框架的柱截面相对较小,其可以增加建筑的使用面积,而钢框架部分建造速度较快,走早比较简单,易于施工。但是钢框架本身侧向刚度比较小,在水平荷载作用下的二阶效应不可忽视,由于地震时侧向位移较大,其容易引起非结构性构件的破坏,因此就需要设计剪力墙来减小整体结构的侧向位移。

由于本工程为一金融中心,地上共14层,地下1层地下室,上部结构需要比较灵活的结构平面布置,而又由于其属于高层建筑,查阅相关资料表明是可以采用钢框架剪力墙结构。对于高层建筑,水平向荷载是主要影响因素,其随着楼层的增高而呈非线性增长,因而如何承受水平风荷载或者地震荷载是结构布置时需要重点考虑的问题。根据实际情况,需要在建筑结构的纵横向均布置一定数量的剪力墙来保证结构两个方向的抗侧刚度。此外,对于高层建筑钢结构设计来说,其必须重视概念设计,综合考虑建筑的使用功能、施工条件和环境条件。应该要优先选用抗震性能良好的且经济合理的结构体系、构件形式、连接构造和平立面布置。并且在抗震设计时,应要保证结构的整体抗震性能,使整体结构具有必要的承载能力、刚度和延性。

按照《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)的要求,结构设计过程必须根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。根据钢框架剪力墙结构的自身特点,进行钢框架剪力墙结构布置的主要工作是根据建筑图纸合理地确定梁、柱和剪力墙的位置以及尺寸,使结构受力形式合理。结构平面形状要尽可能简单规则,使整体结构刚度均匀,从而减小偏心以及扭矩。

现如今,结构设计理论越来越规范化和成熟。建筑体型的多样化和建筑功能需求的增加,随之出现各种各样较为复杂的结构设计需求;建筑结构设计软件的迅猛发展也使得结构设计越来越便捷,结构设计的周期明显缩短;建筑规范的完善使得结构设计行业更加规范化合理化,结构设计迈入新的时代。

本次毕业设计中,将要综合运用到大学四年间所学的知识进行结构设计工作。主要是根据相关的结构设计规范的规定来进行结构的布置,计算简图的确定,竖向荷载以及水平荷载的计算,内力组合的计算,并以以上为依据来进行截面设计,抗震设计,以此保证结构的安全性,适用性和耐久性。

参考文献

[1]曹双寅.工程结构设计原理[M].东南大学出版社,2012.

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