高層剪力墻住宅轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

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摘要：在現(xiàn)今高層建筑建設(shè)中，剪力墻住宅轉(zhuǎn)角窗可以說是一種重要的結(jié)構(gòu)形式，如果沒有對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，就會對整個建筑的整體設(shè)計效果產(chǎn)生影響。在本文中，將就高層剪力墻住宅轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行一定的研究與分析。

關(guān)鍵詞：高層剪力墻；轉(zhuǎn)角窗處；結(jié)構(gòu)設(shè)計；

1 引言

隨著我國城市化建設(shè)的發(fā)展，人們生活水平的提升，人們對于住宅也具有了更高的要求。除了需要建筑住宅具有舒適、安全的特點(diǎn)之外，還需要其能夠具有良好的采光條件以及通風(fēng)條件。其中，建筑中轉(zhuǎn)角窗的設(shè)計不僅能夠?qū)θ藗儗τ谝曇暗男枨筮M(jìn)行滿足，還能夠?qū)ㄖ^為復(fù)雜的角部墻肢進(jìn)行去除。對此，就需要能夠做好該位置的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

2 轉(zhuǎn)角窗設(shè)置對剪力墻結(jié)構(gòu)的影響

對于剪力墻結(jié)構(gòu)來說，轉(zhuǎn)角窗對其具有著較為深遠(yuǎn)的影響：從墻肢平面布置情況分析，腳步外墻同剛心的間距較大，在X、Y兩個方向也會具有較大的抗扭剛度，且該部分在對縱橫墻協(xié)同作業(yè)進(jìn)行聯(lián)系時也會扮演著非常重要的角色。在角部墻體開洞之后，整個建筑的抗扭剛度以及抗震性都會受到非常嚴(yán)重的影響，如果在此時沒有對其進(jìn)行有效的控制，則很可能因此形成一種不規(guī)則、具有一定扭轉(zhuǎn)性的平面類型，并因此對我國相關(guān)條文以及規(guī)范產(chǎn)生了違反情況。而在轉(zhuǎn)角處墻體開洞之后，在豎向構(gòu)建上則不再具有約束，所存在唯一的約束就是水平方向的約束。在這種情況下，如果建筑整體結(jié)構(gòu)對稱性沒有滿足要求、或者核心筒位置出現(xiàn)偏移情況，則非常容易使建筑脆弱轉(zhuǎn)角梁板位置出現(xiàn)變形問題，甚至?xí)虼顺霈F(xiàn)擠壞塌落的情況，需要設(shè)計人員能夠?qū)D(zhuǎn)角窗設(shè)計引起充分的重視。

3 角窗相連墻肢構(gòu)造的設(shè)計

在該方面設(shè)計時，需要對角窗單向?qū)挾鹊某叽邕M(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證其最大邊不能超出800mm。剪力墻開間寬度方面，則需要將其控制在480mm以內(nèi)，并在角部結(jié)構(gòu)做好小開間的建設(shè)，并做好剪力墻簡體結(jié)構(gòu)的切除工作。為了能夠?qū)Χ纯诩袅Π踩宰鞒霰Ｕ希谠摲矫嬖O(shè)計時還需要做好暗柱、翼墻以及端柱的設(shè)置，以此為建筑結(jié)構(gòu)抗震性、延展性的改善提供必要的支持。在實(shí)際對暗柱進(jìn)行設(shè)置時，需要首先將其邊緣構(gòu)件作為設(shè)置參考，并保證窗臺寬度同其寬度能夠保持一致。如果在實(shí)際情況下寬度不能夠滿足要求，則需要適當(dāng)調(diào)整強(qiáng)制厚度，保證剪力墻截面高厚比小于8。在這里我們可以舉例說明，如果其在建筑的3層以下，該值應(yīng)當(dāng)為300mm左右，4至18層，則需要控制在250mm內(nèi)，而18層以上則需要選擇為200mm。在對墻肢進(jìn)行時，需要對實(shí)際彎矩情況進(jìn)行充分的聯(lián)系，保證柱內(nèi)受拉鋼筋能夠處于一個較大的范圍內(nèi)配置，一般來說，其范圍應(yīng)當(dāng)同暗柱寬度范圍等同。

4 角窗上轉(zhuǎn)角梁的設(shè)計

在建筑轉(zhuǎn)角窗上、下部分，需要保證其都具有轉(zhuǎn)角梁的設(shè)置。在實(shí)際設(shè)計中，需要盡可能的避免對非落地窗的設(shè)計，且對于其梁高在合理的范圍內(nèi)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)募痈?，并保證墻寬同梁寬的相等。而在抗震等級以及建筑混凝土等級方面，則需要保證其同剪力墻具有相同的等級。而在實(shí)際對轉(zhuǎn)角梁進(jìn)行時設(shè)置時，工作人員也需要做好上下窗臺板厚度的提升，使轉(zhuǎn)角梁同窗臺板間能夠較好的形成一種“[”形梁，以此能夠同端柱共同形成抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對抗扭剛度的彎矩以及剪力進(jìn)行良好的傳遞。在此結(jié)構(gòu)的作用下，配合斜向鋼筋的加強(qiáng)，則能夠在對兩者結(jié)合的情況下更有利于建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的提升。

5 板內(nèi)暗拉梁設(shè)計

在對建筑板內(nèi)拉梁進(jìn)行設(shè)計時，需要保證居室內(nèi)樓板所具有的厚度在150mm以上，并在設(shè)計時保證拉結(jié)暗梁所具有的方向?yàn)樾毕?，通過這種設(shè)計方式的應(yīng)用，則能夠?qū)εまD(zhuǎn)應(yīng)力對于建筑轉(zhuǎn)角位置弱板所具有的扭轉(zhuǎn)影響進(jìn)行較好的控制，進(jìn)而避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)擠壞脫落以及局部變形情況。如果條件允許，則可以適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)斜梁截面高度，以此在對角部縱橫墻協(xié)同能力進(jìn)行有效的提升的同時對其抗扭剛度的能力進(jìn)行改善。而在實(shí)際進(jìn)行構(gòu)造時，如果條件允許，也需要保證上、下配筋的類型相同，并做好配筋率的設(shè)置。

6 角窗計算模型的分析

在高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，剪力墻的剪力情況是非常重要的研究重點(diǎn)。對此，我們以PMSAP軟件對其內(nèi)力情況進(jìn)行計算，得出了下述結(jié)論：第一，當(dāng)塔樓沒有對轉(zhuǎn)角窗進(jìn)行開設(shè)時，當(dāng)?shù)卣鸱较蛲琗軸夾角變大時，結(jié)構(gòu)底層剪力墻所具有的剪力也會隨之加大。而當(dāng)對轉(zhuǎn)角窗進(jìn)行開設(shè)時，當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁跨度增大時，建筑不同震角所對應(yīng)的剪力則具有著從大至下的發(fā)展趨勢，在開始增大時，其具有著較大的幅度，而當(dāng)跨度處于1200mm時，剪力達(dá)到峰值，且會隨著連梁跨度的提升、剪力則會具有著更大的下降趨勢。而當(dāng)?shù)卣鸱较蛲琗間具有小于30°的夾角時，已經(jīng)開洞的建筑同沒有開洞的建筑相比，當(dāng)角度大于30°時，塔樓所具有的剪力同沒有開洞的塔樓相比要??；第二，如果塔樓沒有對轉(zhuǎn)角窗進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)X軸同地震方向間具有越大的夾角時，建筑中間層的剪力墻則會具有更大的剪力，且會隨著跨度的增大其會以15°剪力為中心從不同震角位置以放射狀向著中間位置靠攏，當(dāng)連梁跨度在600至1500mm范圍時，隨著連梁跨度的增大、剪力也會隨之降低。而當(dāng)連梁跨度在2400mm時，剪力墻剪力則具有著逐漸靠攏的趨勢，且在此過程當(dāng)X軸夾角增大時，其對應(yīng)的剪力值也會降低；第三，當(dāng)塔樓沒有對轉(zhuǎn)角窗進(jìn)行設(shè)置時，當(dāng)X軸同地震方向具有更大夾角時，建筑頂層剪力墻則會具有更小的剪力。而在具體變化趨勢上，且也呈現(xiàn)出一定的規(guī)則性：當(dāng)轉(zhuǎn)角連續(xù)梁跨度在600mm以內(nèi)時，結(jié)構(gòu)地震角所對應(yīng)的剪力會隨著連續(xù)梁跨度的提升而降低，且當(dāng)?shù)卣鸾窃龃髸r，剪力也隨之增大。而當(dāng)跨度在1500至1800mm之間時，不同地震角所對應(yīng)的剪力則會隨著跨度的增大而減小。

7 結(jié)束語

在我國現(xiàn)今建筑逐漸向著高層化方向發(fā)展的情況下，剪力墻轉(zhuǎn)角窗成為了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。在上文中，我們對高層剪力墻住宅轉(zhuǎn)角窗處結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了一定的研究與分析，需要在實(shí)際設(shè)計當(dāng)中能夠充分把握設(shè)計重點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)規(guī)律，更好的完成設(shè)計工作。

參考文獻(xiàn)

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