绘图员的日子(三十八) 结构大咖秀之剪力墙的布置及优化
结构菜鸟人生
2016年05月27日 13:13:21
只看楼主

结构大咖秀,以工程项目为背景,依托设计规范,探索设计之法,成就设计之道,结构学而思。时间:2016.05.12地点:1号会议室主讲人:W君,C君,F君(专业负责人,一注)主题:剪力墙的合理布置及优化结构壹周秀,最近由几位大咖重燃了往日的激情,怕自己因为一些事又搁置对大咖们的结构心路记录,将此系列并在绘图员的日子系列了。狠下心,对土木在线编辑“布丁”小主许下半月稿的约稿目标,希望自己严格要求自我,能在结构之路越走越远。。。

结构大咖秀,以工程项目为背景,依托设计规范,探索设计之法,成就设计之道,结构学而思。
时间:2 016.05.12
地点:1号会议室
主讲人:W君,C君,F君(专业负责人,一注)
主题:剪力墙的合理布置及优化

结构壹周秀,最近由几位大咖重燃了往日的激情,怕自己因为一些事又搁置对大咖们的结构心路记录,将此系列并在绘图员的日子系列了。狠下心,对土木在线编辑“布丁”小主许下半月稿的约稿目标,希望自己严格要求自我,能在结构之路越走越远。。。

W君话结构
首先由W君结合工程实际,谈谈自己对剪力墙的布置及注意事项的一些心得。
W君首先谈到剪力墙布置要遵循的原则:均匀、分散、对称和周边布置。在满足建筑功能情况下尽量使纵横两个方向布置剪力墙协调一致;同时尽量使侧向刚度沿竖向宜均匀变化。剪力墙宜布置在结构周圈,尽量避免结构转角位置无竖向构件。当然这些只是布置原则,工程实际错综复杂,建筑师总是脑洞大开,奇奇怪怪建筑层出不穷,迫于龙头老大“淫威”,结构屌丝只得牺牲性能成就功能,有时尽管有不合理之处也得迎难而上了。

C君话结构
接下来是C君谈谈剪力墙结构的优化

F君话结构
最后来是F君谈谈剪力墙结构概念设计
平截面假定最初是在材料力学中提出, 混凝土结构和钢结构均在一定程度上基于此假设条件作出设计简化。
内容摘录如下:垂直于杆件轴线的各平截面(即杆的横截面)在杆件受拉伸、压缩或纯弯曲而变形后仍然为平面,并且同变形后的杆件轴线垂直。根据这一假设,若杆件受拉伸或压缩,则各横截面只作平行移动,而且每个横截面的移动可由一个移动量确定;若杆件受纯弯曲,则各横截面只作转动,而且每个横截面的转动可由两个转角确定。利用杆件微段的平衡条件和应力-应变关系,即可求出上述移动量和转角,进而可求出杆内的应变和应力。如果杆上不仅有力矩,而且还有剪力,则横截面在变形后不再为平面。但对于细长杆,剪力引起的变形远小于弯曲变形,平截面假设近似可用。对于剪力控制的梁和深梁,平截面假定不再适用。符合平截面假定的梁叫做欧拉-伯努力梁,不能忽略剪切变形(即不符合平截面假定)的梁叫Timoshenko梁。
现在的住宅一般都是100m以下(32层左右),相对于平面尺寸而言,整个结构可以按悬臂构件去理解(由于不可能做成实腹式,也就不可能按悬臂构件去设计),那么对于整个结构而言,基于平截面假定,对结构进行概念设计也是可以的。F君谈到的有一处,我的印象比较深刻,现整理如下:
下图为某工程项目的结构布置,由于种种原因导致有些地方结构布置不合理,此图仅为说明一些问题,勿喷!
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上面给出了Y向风荷载作用下结构Z向变形图。当时F君就提出了为什么我们要看这个图呢?就是基于平截面假定去看问题。这是我第一次接触这种方式来判断结构的合理性及结构的优化,必须记录一下才行,好的东西就不应该放过,适合以后吹牛,嘿嘿。
不吹了,回正题。上图可看出出现两块拉压区,结构已表现为两个单体,即中间基本被脱开。这样的结构布置将使得Y向很不利。想想两块并在一起的矩形和等高的一个矩形,惯性矩几乎差了4倍。这样的差别怎么来弥补,所以结构布置不到万不得已切不可如此为之。当然遇上强硬的甲方和建筑,你也就从了吧。
同样是材料力学提出的概念(基础很重要啊),在教材里面有专门的一节讲述梁的横截面切向力。先来两张图,让大家找找大学时光的记忆。

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从截面的高度去理解结构,以小见大是一种优秀的专业能力。如今细腰型住宅布置层出不穷,那么在结构设计时就应该注意加强腰部的构造以抵抗剪力。
这点自己倒是没太多体会,现阶段还只是简简单单的绘图匠,见识小,能力一般。F君说的一点倒是印象深刻,剪力墙布置多而短是保证性能的一个方向,而少而长却是经济的一个突破口。所以寻找其中的一个平衡点就是我们结构工程师追寻的优化目标。

2016.05.27
结构菜鸟 木子青见


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免费打赏
杨支保
2016年05月30日 19:24:27
12楼
好资料,多看看有用处
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结构菜鸟人生
2016年05月31日 07:29:28
13楼
woshiuup 发表于 2016-5-30 16:57 那个图怎么看呢,拉压区怎么去分辨啊,有没有解释的通过变形来分辨
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luochongchong
2016年05月31日 07:44:17
14楼
谢谢楼主分享
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zr199002
2016年05月31日 08:35:05
15楼
自己还是新手,谢谢楼主分享,学习了啊!
加油!
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xingye8860
2016年05月31日 08:41:06
16楼
好资料,多看看有用处
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不重复都难
2016年05月31日 09:32:08
17楼
学习经验~~~
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风平浪靖
2016年05月31日 14:15:25
18楼
谢谢楼主分享
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yituqiu
2016年06月01日 06:59:43
19楼
好资料,多看看有用处
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xingye8860
2016年06月01日 08:36:22
20楼
辛苦嘛,没有赚钱轻松的活对我们来说。
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土木求是鹰
2016年06月01日 10:51:02
21楼
学习了,感谢分享!
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