2024年9月30日发(作者:小卫生间淋浴隔断怎么做)
外转角飘窗结构设计与扭转分析
随着建筑工程的不断发展,现代高层住宅建筑设计为满足新的建筑风格及其
建筑立面造型要求,住宅设计要求房间内有两个方向的开阔视野,增大其房间的
使用空间,建筑设计师往往把建筑物外转角处的房间窗设计成转角凸飘窗,窗台
高度高出楼面500mm左右,让人可以坐在窗台休息观景,转角的角度一般设计
成90度直角或弧形。这样的外转角结构平面布置,在整体连接只能采用悬臂梁
外挑支承纵向或横向梁结构连接体系,悬臂梁端部位置设计计算时只能按铰接简
化处理。如下图一所示:
由于外转角处的位置不能布置剪力墙,外转角交点无法变为刚接点,外转角
点所布置的边梁只能按铰接处理,外轉角梁的宽度也不能够设计得太宽,一般梁
宽B=200~250mm,在水平力或地震力的作用下,建筑物出现扭转、平动及弯
曲变形,加上混凝土内应力变形等,建筑物的转角结构构件受力已经复杂,而在
建筑物的转角设置凸飘窗加剧了其受力的复杂性,它削弱了结构的整体性和抗扭
转刚度,而且扭转变形比较大的位置都是出现在外转角点,容易出现斜裂缝或构
件破坏,故在抗转扭设计时应加倍重视。在结构平面布置上除必须满足计算转扭
规则外,应对外飘窗转角交点出现的薄弱处、容易造成扭转破坏位置进行必要结
构加强措施。
措施1:结构设计计算分析时应考虑扭转耦联影响。
措施2:在结构平面布置上,除满足建筑布置要求外,尽可能将结构平面布
置设计成对称形式,重心与形心除满足规范要求外,尽可能接近重合。楼层的墙、
柱纵横两个方向刚度做到基本一致,转角两个方向剪力墙有条件或创造条件布置
翼缘墙及布置联肢墙,而此墙的抗震等级提高一级,沿层高设置约束边缘构件,
有条件时尽量将剪力墙加厚,适当加大剪力墙配筋。层间刚度变化要控制好,不
要将结构设计成扭转不规则,必须控制楼层间的最大弹性位移,使整栋建筑物在
水平力、地震力作用下,产生最小的扭转力,减少转角梁的扭转变形,避免出现
转角破坏。
措施3:转角梁除计算按梁的最大正负弯矩配筋外,适当加大配筋,增加延
性,梁上部及下部钢筋布置,最外侧钢筋选取两侧梁计算配筋最大者进行贯通,
内侧或中间钢筋须弯折伸入邻梁锚固长laE,沿转角梁内、外两侧设置加强抗扭
纵筋,纵筋间距宜采用不大于150mm,6度抗震时抗扭纵筋宜采用直径不小于
16钢筋,7度抗震时抗扭纵筋宜采用直径不小于18钢筋,如图二所示:
措施4:一般房间的楼板厚度常规为h=100mm,为加强楼板的刚度传递水
平力,外转角处楼板厚度宜不少于150mm,且板配筋宜不少于10@150双层双
向配置,在不影响使用功能及美观的情况下,如在基础、地下室顶板、首层商铺、
设备层等设置斜向框架梁与剪力墙连接。如不能设置框架梁,最好在楼板设置宽
度不少于400mm暗梁,暗梁钢筋上下各418,箍筋采用不少于8@100的四肢
箍且沿暗梁全长设置,两端锚入剪力墙内laE,如图二所示:
措施5:转角梁除箍筋按抗剪、抗扭计算配置外,也应适当增大,满足强剪
弱弯要求,并沿转角梁全长加密,箍筋间距不宜大于100mm,高出楼面的叠合
梁箍筋同转角梁相同,按上下两组箍筋组合配置,箍筋形状按抗扭构造要求。
措施6:转角飘窗高出楼面部分采用钢筋混凝土结构,高出楼面的叠合梁钢
筋按框架梁构造要求与剪力墙连接,使叠合梁与外转角梁形成一个整体构件,增
大外转角梁的抗扭刚度,叠合梁水平抗扭纵筋按措施3进行配置,上、下层飘板
按计算进行双层配筋,飘板厚度不宜小于120mm,上、下层飘板外端部边缘配
置不宜小于214钢筋。飘窗两侧的竖向侧板采用钢筋混凝土结构,侧板厚度宜不
小于100mm,飘窗竖向钢筋混凝土侧板上、下端与飘窗的水平钢筋混凝土板连
接,钢筋搭接长度按规范要求进行搭接,侧板必须与剪力墙连接浇捣。把剪力墙
与楼板,凸出飘窗板、外转角梁、竖向侧板等上、下层全部连接起来,形行一个
钢筋混凝土窗框筒,以增大转角的水平抗扭转刚度,叠合梁、窗飘板及侧板配筋
按构造要求加强配置,如下图三所示:
上述几种构造措施均为加强转角抗扭方法,使之抗震时扭转不容易产生破坏,
使结构处于安全。
结论:随着现代建筑风格及样式的多样,外转角飘窗普遍出现在多高层的住
宅设计中,因此对于转角飘窗的结构设计及构造应给予重视。建筑设计的发展对
结构设计提出新的要求,对于高层建筑结构设计中的转角飘窗出现结构扭转、转
角飘窗所发生的危害问题,通过分析,找到了解决问题的方法,并且加深了在结
构设计理解和应用。工程结构设计中结构概念设计及结构分析至关重要,要将结
构设计合理,就要不断学习,只有弄清楚结构构件的受力特点,才能灵活运用规
范及所釆用的构造措施,在设计工作中积累设计经验,设计出结构安全又经济适
用的工程。
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