某高層住宅樓剪力墻結構設計中注意要點研究

1、<p>　　某高層住宅樓剪力墻結構設計中注意要點研究</p><p>　　摘 要：本文主要筆者從事某高層住宅結構設計實踐，就高層住宅剪力墻結構設計過程中應注意要點進行了研究，主要從建筑概念設計與總體指標控制、基礎設計和剪力墻設計三個方面進行論述，設計在保障結構安全的前提下嚴格控制經濟指標。結果表明，工程抗震性能較好，結構體系安全可行。 </p><p>　　關鍵詞：高層住宅；概念

2、設計；基礎設計；剪力墻設計 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　某高層住宅，設計使用年限為 50年，建筑耐火等級為二級。抗震設防烈度為七度，主體為剪力墻結構，裙房為框架結構。地基基礎設計等級為乙級，主體為筏板基礎，裙房為柱下獨立基礎和墻下條形基礎。總建筑面積為5231.08m2，東西長約45m，南北長約18m，主體為地上15層帶

3、1層地下室，右邊裙房為地上 1層帶 1層地下室，前邊裙房為地上 1層。 </p><p>　　2 概念設計與總體指標控制 </p><p>　　概念設計的目標是使整體結構能發(fā)揮耗散地震的作用， 避免出現敏感的薄弱部位導致過早地破壞，因此剪力墻的布置應以此為原則精心布置，方可使結構在整體上安全合理。目前很多設計剪力墻滿布，造成結構體系剛度過大，引起地震力加大，雖然滿足強度要求，但混凝土用量大

4、，鋼筋用量也隨之加大，并且加大后的地震力有時集中于某些薄弱部位，造成安全隱患。 </p><p>　　建筑結構平面布置時，概念設計應盡量使 x向和 y向抗側剛度接近，剪力墻不宜過多以免剛度過大。在豎向布置上也要力求均勻，避免少數樓層出現敏感薄弱部位，使結構整體形成均勻的抗側力結構體系，在此基礎上，結合電算才能作出安全、經濟、合理的結構。在本工程住宅樓主體剪力墻時，x向剪力墻墻肢較短，y向剪力墻墻肢較長，墻肢盡量多

5、做成帶翼緣的L形、T形等，不做“一”字形短墻；高厚比多在8以上，通過這些措施使結構總體指標控制在規(guī)范允許范圍內?？傮w指標對建筑物的總體判別十分有用。 </p><p><b>　　3 基礎設計 </b></p><p>　　高層建筑剪力墻結構設計由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。基礎多采用筏板基礎。合理選擇筏板厚度及邊緣挑出長度也直接影響結構整體安全和工程造價

6、。該工程上部 15層帶 1層地下室，根據勘察報告，取筏板厚為1000mm，經細算后筏板可減至800mm。由于地庫室為單層框架結構，筏板基礎厚度計算后定為250mm，為解決柱對筏板的沖切，對柱下局部范圍加厚（見附圖1）。經此處理經濟性明顯。因此，基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值，對高層來說一般筏板厚初選時可按樓層數計，即每層按 50mm厚增加。 </p><p>　　筏板長度的設置

7、應考慮地下室的使用合理性，通常采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫。本項目采用添加劑以補償混凝土的因水化熱引起膨脹與收縮，或采用纖維混凝土等方法在一定范圍內可不設或少設后澆帶，并且對所設后澆帶采取必要的保護和加強措施。該工程地下室長120m，大于規(guī)范要求的55m，故筏板基礎 采后澆帶來解決結構超長的問題。并在塔樓與地下室之間設置后澆帶，解決兩種不同荷載之間的不均勻沉降問題（見附圖2），效果良好。 </p>&l

8、t;p><b>　　4 剪力墻設計 </b></p><p>　　4.1 剪力墻布置 </p><p>　　剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免“一”字形剪力墻，若出現則應盡可能布置成長墻（ h /w > 8）；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高

9、大于墻厚的 2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件時兩個方向均應布置成長墻；規(guī)范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍及8倍以下為短肢墻，大于8倍則為普通墻。該工程剪力墻布置后，剛心和質心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大減小了扭轉效應；主梁擱置在剪力墻上的，在相應部位設置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。 </p><p>　　4.2剪力墻配筋及構造 </p>

10、;<p>　　4.2.1剪力墻配筋 </p><p>　　該工程剪力墻一層墻厚為 250mm，其余地面以上墻厚均為200mm，水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側。六層以下水平筋￠10@ 200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用￠6 @ 400拉筋；六層以上￠8 @ 200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用￠6@ 600拉筋。地下部分外圍墻體豎向配筋￠14@ 200為主要受力鋼筋，水平筋則構造配置，該工程均取￠12@

11、 150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產生的側壓力控制，簡化計算后由豎向筋控制。 </p><p>　　4.2.2 剪力墻邊緣構件的設置 </p><p>　　試驗研究表明，鋼筋混凝土設置邊緣構件后與不設邊緣構件的矩形截面剪力墻相比，其極限承載力提高約40%，耗能能力增大20%，且增加了墻體的穩(wěn)定性，因此一般一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件

12、；其余剪力墻應按《高規(guī)》第7.2.17條設置構造邊緣構件。 </p><p>　　對于本工程剪力墻來說，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，建議加強區(qū)0.7%，一般部位0.5%；對于短肢剪力墻，應按《高規(guī)》第7.1.2條控制配筋率加強區(qū) 1.2 %，一般部位1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設計中往往按長肢墻進行暗柱配筋并不妥當，建議有兩種方法：其一，計算中另一方向短肢不進入剛度，則配筋可不考慮該方

13、向短肢影響；其二，計算中短肢計入剛度，則配筋中應考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率在加強區(qū)取1.0 %，一般部位可取0.8 %。該工程地面一、二層設置構造邊緣構件，縱筋最大直徑為￠14，加強區(qū)暗柱配筋率最大為 1.45%，最小0.8%；三層及三層以上為構造邊緣構件，構造邊緣構件縱筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。 </p><p>　　4.2.3 剪力墻的連梁 </p><p>

14、　　剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，雖然在計算中對其剛度進行折減，但在地震作用下彎矩、剪力仍很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一般是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。所以連梁高度計算與設計統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面

15、至窗臺部分可用輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加1根梁，2根梁之間用輕質材料填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。該工程連梁截面均為墻厚×400mm，大部分連梁縱筋為4￠14，箍筋為￠8@ 100；個別連梁縱筋為 4￠16，箍筋為￠8@100。 </p><p><b>　　5結語 </b></p><p>　　綜上所述，在高層建筑轉換層的結構設

16、計時，既要盡可能地滿足建筑的使用功能的要求，又要使結構體系更加合理，應從建筑功能、結構受力、設備使用、經濟合理等多方面入手進行結構的選型和柱網布置，從而滿足建筑結構合理的使用要求。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]趙西安.現代高層建筑結構設計[M].北京：科學出版社，2006 </p><p>　　[