九宫格剪力墙设计-正东-李振宇.pdfVIP

“九宫格”剪力墙设计 李振宇 陈光 缪俊华 （昆明新正东阳建筑工程设计有限公司 昆明 650021） [摘要] 本项目是环城南路262 号旧城改造项目中的C 栋住宅，高129.5 米，为B 级高度，采用现浇钢筋混 凝土全落地剪力墙结构。平面形状为矩形，沿纵横向各布置4 道剪力墙，形成类似九宫格的形状，产生了 11.9mx11.9m 的大跨度楼板。采用有限元方法对结构及大跨度楼板进行详细分析。在分析结果基础上，对 不同部位采取不同的设计方法。对超大开间剪力墙设计有一定参考价值。 1.项目概况 1.1 项目概况 本项目为环城南路262 号旧城改造项目中的C 栋住宅。建筑物地下层为地下商场和停车 库，共三层，地下深度约 16.0 米。上部建筑物为38 层住宅楼，高 129.5 米；标准层见图 1~2 。塔楼平面尺寸为33.4 米×33.4 米，属于规则平面，从室外地面到屋面总高129.5 米， 2 地上总建筑面积约为41000m 。上部结构以地下室顶板为嵌固端，嵌固端以上夹层层高2.8 米，其余层高为3.4 米。高宽比3.9，长宽比1.0。结构体系为剪力墙结构，底层剪力墙典型 厚度为0.6m，混凝土强度等级为C50 。 楼、屋盖采用现浇混凝土梁板体系，11.9x11.9 大跨楼盖采用现浇混凝土空心楼盖。 1.2 设计基本参数 抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度8 度，设计基本地震加速度0.2g，设计地震分组第 三组，场地类别 类，设计特征周期0.65s。 1.3 本项目的特点： 甲 要求把户型设计成 “没有户型”，即把户型设计成一个开敞的大空间，打破“房”、 “厅”的概念。客户可以根据自己的需求自由分隔。20 平 米的浴室，景观浴室，20 平 米的厨房，SOHO 空间等等，一切均有可能，“每一户都是唯一的”，这样一种设计风格。于 是平面上形成了 11.9x11.9m 这样的超大平面，为了 便客户改造，要求中间无梁无柱。为 了适应这样的大空间，层高提高到3.4 米。 2.结构方案选择 2.1 结构平面布置： 下图为昆明常见的高层普通剪力墙结构的平面布置 普通现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小， 承载力要求也容易满足，适合于建造较高的高层住宅，在昆明得到大量应用；但也有其缺点， 主要是剪力墙间距小，从图中可以看到，大部分剪力墙间距均在3 米～5 米之间，结构自重 大，平面布置不灵活，对小户型较适合，对大户型住宅今后的改造不利。 由于本工程的建筑特点，我们把整个结构构件集中布置到建筑外框，取消剪力墙结构中 通常布置的内部墙体，并把 心筒墙体向外延伸与外墙相交。得到一个类似九宫格的平面布 置 案，结构竖向构件间距扩大到9～12 米。对于高层住宅结构设计提出了一个新的思路。 2.2 结构竖向布置： 结构竖向体型规则、均匀，无大的外挑和内收。侧向刚度下大上小，逐渐均匀变化， 结构主要竖向构件底部外圈墙厚600，顶部350，中间层逐渐均匀减薄。 2.3 楼盖结构 标准层楼盖结构：采用现浇钢筋混凝土梁板体系，对 11.9mx11.9m 大跨度楼板采用现 浇混凝土空心楼盖；由于本工程楼板开洞较大，因此普通现浇混凝土楼板采用 120mm，大 跨度楼板采用现浇混凝土空心楼盖板厚400mm，并双层双向配筋。屋面板厚120 并双层双 向配筋；（建议甲 采用预应力混凝土密肋楼盖，可以把空心楼盖板厚400mm 减少到300mm 高的密肋，由于甲方考虑到工期造价等影响未采用） 3.结构计算分析 结构设计开始阶段，为保证工程顺利进行，与昆明部分结构设计 面专家进行了交流， 有些专家提出按筒中筒或束筒结构结构设计，即在设计软件中结构竖向构件及梁用线单元计 算。我们查阅了部分资料，比如筒中筒结构最典型的代表美国在 9-11 事件中倒塌的世界贸 易中心“纽约双塔”，其外筒密柱距仅为1.0 米，柱截面宽度为0.45 米，其以承担轴力为主， 在这样的条件下用线单元计算肯定没问题。 按我们的 案布置，竖向构件间距为3.5 米左右，净距2.0 米，根据我们用ETABS 建模 计算的情况，除非用刚域调整，即用壁式框架的原理计算，否则存在其柱间连 梁与柱的变 形不协调的问题。如果用壳单元来模拟，能更真实的反应竖向构件间连 梁梁对结