高层建筑相关论文范文检索,与某高层剪力墙结构设计与优化相关毕业论文开题报告

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【摘 要】本文以实际工程中的某高层剪力墙结构建筑为例,针对建筑方案存在的结构缺陷提出了优化方案,然后运行优化前后的模型,取其所得重要参数包括单位面积重力荷载、位移、位移比、周期、周期比等,与经验值或规范相应要求进行对比,并将优化前后的模型计算结果也进行了分析,以实例为安全、经济、合理的结

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【关键字】高层剪力墙结构；结构设计；优化

1工程概况

本工程建设地点位于广西贵港市,剪力墙结构,地下一层,地上34层,建筑总高度95.7米,结构平面长向34.4m,短向23.0m,场地地震基本烈度6度,设计基本地震加速度值0.05g,设计地震分组第一组,建筑场地类别Ⅱ类,基本风压W0等于0.35kN/m2.结构平面图如图1所示.

2结构分析

2.1结构平面布置优化

本工程结构平面中部内凹尺寸大于相应边长的30%,较为薄弱；右侧中间有较大开洞,导致楼板不连续,甚至结构位移比居高不下.

针对结构平面存在的问题,设计过程中采取了如下措施：

2.1.1中部内凹处加设结构板,避免内凹过大导致中部削弱过重.

2.1.2右侧大开洞处加设梁连接洞口两侧竖向构件,加强右侧构件整体性及洞口两端变形协调能力.本文将着重对比本项措施实施前后,周期比、位移比等结构重要参数,分析此措施的效果.

2.2计算结果分析

2.2.1结构整体稳定验算

本工程PKPM结构整体稳定验算的结果如下：

X向刚重比EJd/GH2等于2.63

Y向刚重比EJd/GH2等于2.11

该结构刚重比EJd/GH2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算.

该结构刚重比EJd/GH2小于2.7,应该考虑重力二阶效应.

2.2.2单位面积重力荷载

一般情况下,剪力墙结构的单位面积重力荷载大致在以下范围内：14～16kN／m2

计算结果文件显示,结构标准层单位面积质量为1476.06kg/m2,处于经验值范围之内,可见模型输入及荷载输入无误.

2.2.3层间位移角

结构的弹性层间位移角应满足《建筑抗震规范》第5.5.1条及《高层建筑混凝土结构技术规程》的第4.6.3条的要求,查表得剪力墙结构的弹性层间位移角限值为1/1000.

查计算结果文件,X方向风荷载作用下,X方向最大层间位移角即为本工程层间位移角最大值,其值为1/1256,满足规范对层间位移角的限值要求.

2.2.4楼层侧向刚度比及抗剪承载力比

《高层建筑混凝土结构技术规程》的第4.4.2条规定：抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%.第4.4.3条规定：A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%,不应小于其上一层受剪承载力的65%.

本工程竖向刚度没有突变,楼层侧向刚度满足第4.4.2条关于楼层侧向刚度的要求.同时,楼层受剪承载力也满足第4.2.3条关于楼层受剪承载力的要求.

2.2.5周期比

周期比是控制结构扭转效应的重要指标.它的目的不是在要求结构具有足够大的刚度,而是保证结构平面规则性,避免产生扭转对结构造成不利影响.在高层建筑结构中,第一、二振型不能发生扭转为主.

《高层建筑混凝土结构技术规程》4.3.5条规定：结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比,A级高度建筑不应大于0.9,B级高度建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85.

查计算结果文件,（T1是平动为主的第一自振周期,T3是扭转为主的第一自振周期）：

未实施措施二前,

T1等于3.822S,T3等于3.113S,

T3/T1等于3.113/3.822等于0.814

实施措施二后,

T1等于3.788S,T3等于2.999S,

T3/T1等于2.999/3.788等于0.792

本工程属于A级高度建筑,周期比满足规范的要求.

对比措施二实施前后周期及周期比的数值可知：措施二实施后,结构刚度得到了加强,周期明显有所减小,而周期比也有所降低.措施二有效.

2.2.6位移比

位移比的控制有利于保证结构平面规则性,避免产生扭转对结构造成不利影响

《高层建筑混凝土结构技术规程》4.3.5条规定：在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍.

查计算结果文件：未实施措施二前,最大位移比出现在X+5%偶然偏心地震力作用下,最大位移比值为1.41；实施措施二后,最大位移比也同样出现在X+5%偶然偏心地震力作用下,只是最大位移比值变为1.36.

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实施措施二后,最大位移比值减小了3.5%,可见措施二对减小本结构的最大位移比有显著的效果.然措施二仅仅是加设了短短的一段梁,可谓经济而有效.

3结语

结构设计是科学理论与应用实际的高度结合,其间需要设计人员运用结构力学、材料力学、弹性力学等专业知识,并结合自己的工程经验才能做到的.目标是安全而经济.

本文中针对目标高层所作出的两项优化虽然简单,然措施一有效的削弱了楼层平面内刚度突变,大大的减小了平面中部薄弱处的危险因素,措施二使得结构各项参数更趋合理.可见简单的优化方案也能得到满意的效果,希望广大设计人员不惧麻烦,作出更多优秀的作品.

参考文献

[1]JGJ3-2002．高层建筑混凝土结构技术规程．中国建筑工业出版社．

[2]GB50011-2010．建筑抗震设计规范．中国建筑工业出版社．

[3]高小旺等．建筑抗震设计规范理解与应用[M]．北京：中国建筑工业出版社．2002．

[4]周黎明浅谈高层抗震结构电算结果的分析[期刊论文]-山西建筑2008(31)

[5]吴树金如何判断结构电算结果的正确性[期刊论文]-科学技术与工程2007(02)

[6]吕西林,周德源建筑结构抗震设计理论与实例2002

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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