某高层住宅层间位移角计算分析

何 鑫 刘嘉慧

(中信建筑设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000)



某高层住宅层间位移角计算分析

何 鑫 刘嘉慧

(中信建筑设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000)

对风荷载较大的海南地区某高层住宅进行了弹性层间位移角计算，提出了风荷载作用下，层间位移角的具体控制措施，对比分析了不同措施下，结构刚度提高幅度以及对建筑功能的影响程度，供类似设计参考。

风荷载，层间位移角，剪力墙，PKPM

0 引言

在正常使用条件下，高层建筑结构应具有足够的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。目前，我国规范[1]是以层间位移角即层间最大位移与层高之比Δu/h作为控制层间变形的主要参数。

本文针对风荷载较大的海南地区某高层剪力墙结构住宅，进行了弹性层间位移角(下文中位移角均为弹性位移角)计算分析，提出了风荷载作用下，层间位移角的具体控制措施，供类似设计参考。

1 工程概况

海南地区某高层剪力墙结构住宅，层高3.1 m,总高度95.1 m，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组，建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)；基本风压0.85 kN/m2(50年一遇)，地面粗糙度类为A类，房屋高宽比为8.5，风荷载体型系数取1.36，结构初步平面布置如图1所示。结构分析采用三维空间模型，结构整体计算采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的PKPM系列SATWE(V2.2版)，内部剪力墙厚度均为200 mm，外围剪力墙厚度根据建筑需要取240 mm；连梁跨度均较小，故截面高度统一取为400 mm。

2 层间位移角计算

利用PKPM软件对图1所示结构平面进行建模计算分析，结果显示，地震作用下的最大层间位移角为1/3 219，风荷载作用下的最大层间位移角为1/780,Y向风荷载在位移角的控制上起决定性作用，因风荷载作用下的层间位移角超过了JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程规定的限值1/1 000[1]，故需对结构初步平面布置进行调整。

因建筑功能限制无法增加剪力墙长度以及内部剪力墙厚度，故拟采取以下措施降低结构层间位移角：

1)将连梁高度由400 mm增加为800 mm，局部采取连梁上翻措施以避免影响建筑外立面，并采取剪力墙开洞的建模方式输入连梁，增加结构整体刚度。

3)将⑤轴、⑥轴、⑨轴处框架梁KL1截面尺寸由300×500增加为500×650以增强核心筒与其他部分剪力墙之间的连接。

5)将房屋宽度由11.175 m增加到12.175 m，即房屋高宽比由8.5降低为7.8，该措施对建筑功能影响较大，一般需在建筑方案阶段与相关专业人员沟通协调。

按以上措施分别调整计算模型，又因Y向风荷载在位移角的控制上起决定性作用，故在后续调整计算时，只需关注Y向风荷载作用下的层间位移角，详细计算结果如表1所示。

表1 风荷载作用下的层间位移角

由表1计算结果可知，措施一的刚度提高比例最大，调整效果最为显著，措施五刚度提高比例次之，但对建筑功能影响较大，措施三刚度提高比例为第三，对建筑功能影响较小且较为经济，措施二和措施四刚度提高比例较低，可辅助使用，同时采取前四项措施后的刚度提高比例大于单独采取各项措施后刚度提高比例之和。

3 结语

1)利用PKPM软件，对风荷载较大的海南地区某高层住宅，进行了弹性层间位移角计算分析，提出了风荷载作用下，层间位移角的具体控制措施，对比分析了不同措施下结构刚度的提高幅度以及对建筑功能的影响程度。

2)计算结果表明：高层建筑高宽比对结构整体刚度影响较大，应在方案阶段加以控制。当建筑功能限制无法增加剪力墙长度时，可以通过增加连梁以及核心筒与其他部分剪力墙之间框架梁的截面尺寸，加厚端部剪力墙厚度，增强角部结构薄弱部位刚度的措施来加强结构局部和整体刚度，从而降低结构层间位移角，并且，同时采取多项措施的结构刚度提高比例大于单独采取各项措施后刚度提高比例之和。

[1] JGJ 3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

Displacement calculation and analysis of a high-rise building

He Xin Liu Jiahui

(CITICGeneralInstituteofArchitecturalDesignandResearchCo.,Ltd,Wuhan430000,China)

Based on the structural design of a high-rise building with large wind load in Hainan area, the calculation and analysis of the elastic inter-story drift ratio is carried out. Specific control measures of the inter-story drift ratio under the action of wind load was proposed. The increase of stiffness and influence on architectural function under different measures were compared. Results can be used as

for similar engineering.

wind load, inter-story drift ratio, shear wall， PKPM

1009-6825(2016)13-0042-02

2016-02-28

何 鑫(1983- )，男，工程师; 刘嘉慧(1985- )，男，工程师

TU973

A