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行业动态

SPW体系的特点与设计方法

1.SPW体系的特点

(1)预制装配化

SPW体系的三大组成单元:钢框架、预制混凝土抗侧力墙体、预制混凝土组合楼盖均可进行工业化生产、现场安装,具有施工周期短、不受季节限制、现场湿作业少等优点,有利于实现设计标准化、制造工业化、安装机械化。

(2)抗侧力墙体施工阶段零轴力化。

预制混凝土抗侧力墙体部螺栓孔采用长圆形的构造形式,并通过螺栓初拧→主体结构施工→螺栓终拧的方式,使预制装配式抗侧力墙体施工阶段不承担轴力,仅承担使用阶段少量的竖向活荷载,从而极大的减小了墙体的轴力。

(3)抗侧力墙体布置灵活化。

抗侧力墙体仅与钢架梁连接,此种连接方式:一方面可以通过调整墙体宽度和数量,以满足结构不同的抗侧刚度需求;另一方面可根据门窗洞口的布置,灵活的调整墙体位置,实现建筑和结构的统一。

(4)两道抗震设防体系

SPW体系是一种双重抗侧力结构,通过合理的设计,在风荷载及多遇地震作用下,钢框架和抗侧力墙体提供结构处于弹性阶段的承载力和刚度的需求;在罕遇地震作用下,抗侧力墙做为道防线,通过自身的开裂实现能量耗散,对钢框架提供保护,墙体破坏并退出工作后,钢框架仍具有一定的承载力能力,可实现两道设防。

2.SPW体系的设计方法

2.1两道设防的设计理念

SPW体系是一种双重抗侧力结构体系,由于抗侧力墙体刚度较大,可作为结构的道防线,在设防地震、罕遇地震下先于钢框架破坏,实现能量耗散,对钢框架提供保护,其退出工作后,钢框架作为第二道防线。由于塑性内力重分布,钢框架部分按侧向刚度分配的剪力比多遇地震时大,基于上述原因,可参照我国现行抗震设计规范对于钢框架-混凝土剪力墙结构的类似方法,通过放大钢框架部分地震力的方法加以考虑。

2.2设计步骤

(1)钢框架初步设计:按照竖向荷载设计钢框架,并综合抗震构造要求、楼层荷载、楼层数和跨度等因素初步确定框架柱、框架梁的尺寸。

(2)确定所需抗侧力墙体的刚度:对钢框架进行结构初步计算,并由抗侧力墙体与钢框架合理的刚度比确定所需墙体刚度,或者经反复试算确定。

(3)布置抗侧力墙体:依据抗侧力墙体的刚度值设计每层所用墙体的尺寸及数量,并综合建筑布局等因素,确定抗侧力墙体的位置。

(4)结构计算及内力分析:对钢框架—抗侧力墙体系进行结构计算,并进行必要的调整以保证结构计算结果能满足各项要求。

(5)调整钢框架部分的剪力:放大钢框架部分承担的地震剪力以确保两道设防的要求。

(6)构件及连接设计。