引論：我們?yōu)槟砹?3篇住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

本工程為高層住宅樓，總建筑面積為5220.30m2，地上15層，地下1層，主體為剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房為框架結(jié)構(gòu)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，主體為筏板基礎(chǔ)，裙房為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)使用年限為 50年，建筑耐火等級(jí)為二級(jí)。抗震設(shè)防烈度為七度。

2 概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震的作用， 避免出現(xiàn)敏感的薄弱部位導(dǎo)致過(guò)早地破壞，因此剪力墻的布置應(yīng)以此為原則精心布置，方可使結(jié)構(gòu)在整體上安全合理。目前很多設(shè)計(jì)剪力墻滿布，造成結(jié)構(gòu)體系剛度過(guò)大，引起地震力加大，雖然滿足強(qiáng)度要求，但混凝土用量大，鋼筋用量也隨之加大，并且加大后的地震力有時(shí)集中于某些薄弱部位，造成安全隱患。

建筑結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，概念設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使 x向和 y向抗側(cè)剛度接近，剪力墻不宜過(guò)多以免剛度過(guò)大。在豎向布置上也要力求均勻，避免少數(shù)樓層出現(xiàn)敏感薄弱部位，使結(jié)構(gòu)整體形成均勻的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電算才能作出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)。在本工程住宅樓主體剪力墻時(shí)，x向剪力墻墻肢較短，y向剪力墻墻肢較長(zhǎng)，墻肢盡量多做成帶翼緣的L形、T形等，不做“一”字形短墻；高厚比多在8以上，通過(guò)這些措施使結(jié)構(gòu)總體指標(biāo)控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。總體指標(biāo)對(duì)建筑物的總體判別十分有用。譬如說(shuō)若剛度太大，周期太短，導(dǎo)致地震效應(yīng)增大，造成不必要的材料浪費(fèi)；但剛度太小，結(jié)構(gòu)變形太大，影響建筑物的使用。

3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于考慮埋置深度的要求，一般均設(shè)置地下室。基礎(chǔ)多采用筏板基礎(chǔ)。合理選擇筏板厚度及邊緣挑出長(zhǎng)度也直接影響結(jié)構(gòu)整體安全和工程造價(jià)。該工程上部 15層帶 1層地下室，根據(jù)勘察報(bào)告，取筏板厚為1000mm，經(jīng)細(xì)算后筏板可減至800mm。由于地庫(kù)室為單層框架結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)厚度計(jì)算后定為250mm，為解決柱對(duì)筏板的沖切，對(duì)柱下局部范圍加厚（見(jiàn)附圖1）。經(jīng)此處理經(jīng)濟(jì)性明顯。因此，基礎(chǔ)選型應(yīng)作方案比較，才能選定經(jīng)濟(jì)合理的方案。而對(duì)于筏板厚度的取值，對(duì)高層來(lái)說(shuō)一般筏板厚初選時(shí)可按樓層數(shù)計(jì)，即每層按 50mm厚增加。如15層建筑則初選可取 600mm厚試算，試算后根據(jù)筏板配筋情況再逐步加大或減小。筏板厚度及配筋與地基持力層的承載力和壓縮模量有關(guān)，同時(shí)應(yīng)考慮樁沖切、角樁沖切、墻沖切、柱沖切及板配筋等多方面的因素進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整才能取得較滿意的結(jié)果。

筏板長(zhǎng)度的設(shè)置應(yīng)考慮地下室的使用合理性，通常采用設(shè)置后澆帶來(lái)解決底板超長(zhǎng)引起的收縮及溫度裂縫。本項(xiàng)目采用添加劑以補(bǔ)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(nèi)可不設(shè)或少設(shè)后澆帶，并且對(duì)所設(shè)后澆帶采取必要的保護(hù)和加強(qiáng)措施。該工程地下室長(zhǎng)120m，大于規(guī)范要求的55m，因此筏板基礎(chǔ)采后澆帶來(lái)解決結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)的問(wèn)題。并在塔樓與地下室之間設(shè)置后澆帶，解決兩種不同荷載之間的不均勻沉降問(wèn)題，效果良好。

4 剪力墻設(shè)計(jì)

4.1 剪力墻布置

剪力墻布置必須均勻合理，使整個(gè)建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。在結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免“一”字形剪力墻，若出現(xiàn)則應(yīng)盡可能布置成長(zhǎng)墻（ h /w > 8）；應(yīng)避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無(wú)法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的 2.5倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長(zhǎng)，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件時(shí)兩個(gè)方向均應(yīng)布置成長(zhǎng)墻；規(guī)范中對(duì)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(zhì)心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大減小了扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；主梁擱置在剪力墻上的，在相應(yīng)部位設(shè)置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。

4.2剪力墻配筋及構(gòu)造

4.2.1剪力墻配筋

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(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。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。地下部分墻體豎向配筋￠14@ 200為主要受力鋼筋，水平筋則構(gòu)造配置，該工程均取￠12@ 150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，簡(jiǎn)化計(jì)算后由豎向筋控制。地下部分墻體鋼筋保護(hù)層按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第 4.1.6條規(guī)定：迎水面保護(hù)層應(yīng)大于50mm。

4.2.2 剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)置

試驗(yàn)研究表明，鋼筋混凝土設(shè)置邊緣構(gòu)件后與不設(shè)邊緣構(gòu)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(jí)抗震設(shè)計(jì)的剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；其余剪力墻應(yīng)按《高規(guī)》第7.2.17條設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。

對(duì)于本工程剪力墻來(lái)說(shuō)，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，建議加強(qiáng)區(qū)0.7%，一般部位0.5%；對(duì)于短肢剪力墻，應(yīng)按《高規(guī)》第7.1.2條控制配筋率加強(qiáng)區(qū) 1.2 %，一般部位1.0%；而對(duì)于一個(gè)方向長(zhǎng)肢另一方向短肢的墻體，設(shè)計(jì)中往往按長(zhǎng)肢墻進(jìn)行暗柱配筋并不妥當(dāng)，建議有兩種方法：其一，計(jì)算中另一方向短肢不進(jìn)入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢影響；其二，計(jì)算中短肢計(jì)入剛度，則配筋中應(yīng)考慮該方向短肢的不利影響。建議該短肢配筋率在加強(qiáng)區(qū)取1.0 %，一般部位可取0.8 %。該工程地面一、二層設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，縱筋最大直徑為￠14，加強(qiáng)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(gòu)造邊緣構(gòu)件，構(gòu)造邊緣構(gòu)件縱筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。

4.2.3 剪力墻的連梁

剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，雖然在計(jì)算中對(duì)其剛度進(jìn)行折減，但在地震作用下彎矩、剪力仍很大，有時(shí)很難進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果加大連梁高度，配筋值有時(shí)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(biāo)高。對(duì)于門(mén)洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對(duì)于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時(shí)則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計(jì)算圖形不符，相應(yīng)配筋亦較大，不合理。所以連梁高度計(jì)算與設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對(duì)于窗洞樓面至窗臺(tái)部分可用輕質(zhì)材料砌筑。對(duì)于窗臺(tái)有飄窗時(shí)，可再增加1根梁，2根梁之間用輕質(zhì)材料填充。連梁配筋應(yīng)對(duì)稱(chēng)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(gè)別連梁縱筋為 4￠16，箍筋為￠8@100。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既要盡可能地滿足建筑的使用功能的要求，又要使結(jié)構(gòu)體系更加合理，應(yīng)從建筑功能、結(jié)構(gòu)受力、設(shè)備使用、經(jīng)濟(jì)合理等多方面入手進(jìn)行結(jié)構(gòu)的選型和柱網(wǎng)布置，從而滿足建筑結(jié)構(gòu)合理的使用要求。

篇2

1工程概況

某小區(qū)住宅是1棟小高層帶電梯的住宅樓，地上總建筑面積約1．02萬(wàn)m2，房屋總高度31．8m。主樓共10層，平面尺寸為45．6m×22m，其中架空層一層，層高4．8m，作車(chē)庫(kù)使用；地上9層為住宅標(biāo)準(zhǔn)層，層高3m；局部突出屋面部分為電梯機(jī)房。裙樓也作車(chē)庫(kù)使用，平面尺寸為45．6m×l8m，層高3．9m。

2上部結(jié)構(gòu)體系

本工程的平面體型較為復(fù)雜，住宅層結(jié)構(gòu)平面凹凸不規(guī)則，平面凹進(jìn)的尺寸大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010第3．4．3條，屬平面不規(guī)則類(lèi)型。主樓質(zhì)心與底盤(pán)結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離大于底盤(pán)相應(yīng)邊長(zhǎng)的20%，故本工程設(shè)置了一道防震縫，將上部結(jié)構(gòu)主樓裙樓劃分為兩個(gè)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元，即主樓為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，裙樓為1個(gè)結(jié)構(gòu)單元。

由于業(yè)主要求承重構(gòu)件不能突出墻面，且架空層要盡量滿足停車(chē)位的需要，根據(jù)房屋高度，決定主樓采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。主樓l0層，屬于高層建筑，抗震烈度為6度，剪力墻抗震等級(jí)按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第3．9．3條定為四級(jí)，根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010，短肢剪力墻要滿足第7．2．2條規(guī)定，其抗震等級(jí)不提高但軸壓比要求比一般剪力墻要嚴(yán)格。對(duì)于抗震等級(jí)為四級(jí)的剪力墻結(jié)構(gòu)，其軸壓比限制在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010中均未做要求，考慮到短肢剪力墻延性較差，對(duì)抗震不利，本設(shè)計(jì)短肢剪力墻軸壓比按三級(jí)抗震墻控制并盡量避免采用一字形短肢剪力墻。

3主樓上部結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算結(jié)果分析

3．1主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件

剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度：四周外墻肢肢厚240mm，內(nèi)墻肢肢厚200mm；底層肢厚300mm，其余肢厚240mm。剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)2層以下為C35，3層以上為C30，梁、板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C25。主要連梁的尺寸多為240×500mm核心筒處樓板的厚度為150mm，頂層樓板厚度為120mm。有別于肢長(zhǎng)肢厚比不大于4．0的異形柱，不大于300厚的短肢剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比按規(guī)范要求控制在大于4且不大于8范圍內(nèi)，一般剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比均大于8。值得注意的是，對(duì)肢長(zhǎng)肢厚比為4～5范圍內(nèi)的墻肢，雖然《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010已將其分在短肢剪力墻范圍，但由于其抗震性能較差，地震的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多、相關(guān)研究成果較少，為安全起見(jiàn)，此類(lèi)墻肢盡量不要采用。

3．2計(jì)算結(jié)果分析

從構(gòu)件力學(xué)特性上來(lái)說(shuō)，短肢剪力墻的肢長(zhǎng)與肢厚比≥5．0，更接近于剪力墻受力特性，故計(jì)算時(shí)將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應(yīng)更合理。因此，結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的SATWE程序按剪力墻結(jié)構(gòu)考慮。SATWE采用的是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度的殼元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模擬剪力墻，墻元不僅具有平面內(nèi)剛度也具有平面外剛度，可以較好地模擬工程中剪力墻的真實(shí)受力狀態(tài)，計(jì)算結(jié)果較精確；同時(shí)，對(duì)樓板SATWE可以考慮其彈性變形。雖然主樓結(jié)構(gòu)平面較規(guī)則，立面也無(wú)剛度突變現(xiàn)象，但由于剛度較大的電梯井處筒體有偏置，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響，為了計(jì)算準(zhǔn)確，地震作用計(jì)算考慮了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)和5%偶然偏心的影響，取了9個(gè)振型計(jì)算。

3．2．1自振周期的控制

考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的自振周期(計(jì)算時(shí)自振周期折減系數(shù)取0．8)如表1所示。從表1可得，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T3=0．7233s，平動(dòng)為主的第一自振周期T1=1．0532s，T3T1=0．687＜0．9，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第3．4．5條的規(guī)定。

表1結(jié)構(gòu)自振周期表

3．2．2結(jié)構(gòu)位移的控制

最大層間位移角(應(yīng)≤11000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1．2，不應(yīng)大于1．5)及最大層間位移與層平均位移的比值(不宜大于1．2，不應(yīng)大于1．5)見(jiàn)表2，從中可以看出結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下的位移均能滿足規(guī)范限值。

表2結(jié)構(gòu)位移表

3．2．3樓層最小地震剪力的控制

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010的要求，抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合公式，對(duì)于6度設(shè)防區(qū)，剪力系數(shù)λ≥0.008，本工程各樓層剪重比能滿足要求，不需要調(diào)整。

3．2．4短肢剪力墻剛度的控制

短肢剪力墻及一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩見(jiàn)表3。由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在規(guī)定的水平地震作用下，本工程短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010規(guī)范第7．1．8條的規(guī)定。

表3底部地震傾覆力矩

4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)措施

4．1短肢剪力墻設(shè)計(jì)

根據(jù)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，地震作用下的抗扭能力較弱，因此本工程設(shè)計(jì)中將一般剪力墻布置在建筑四角處，短墻肢盡量均勻?qū)ΨQ(chēng)布置，以減小水平力作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，且短墻肢絕大多數(shù)在兩個(gè)方向有連接，即截面型式多采用L、T型。少量短墻肢由于建筑需要采用了一字型，為了減少剪力墻平面外彎矩，設(shè)計(jì)時(shí)盡量不布置與之垂直相交的大跨度單側(cè)樓面粱，避免不了的墻肢，盡量設(shè)端柱。短肢剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比按規(guī)范要求控制在5～8范圍內(nèi)，并且保證每一段墻肢長(zhǎng)度不小于1．2m，另外，對(duì)短肢剪力墻的軸壓比均控制在0．6以內(nèi)，短肢剪力墻邊緣構(gòu)件按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第7．2．14條規(guī)定設(shè)置，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率在底部加強(qiáng)區(qū)不小于1．0%，其他部分不小于0．8%。

4．2連梁設(shè)計(jì)

本工程中，由于剪力墻數(shù)量較多，且比較分散，布置均勻，墻肢較短，各片剪力墻之間抗側(cè)剛度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墻受力較均勻，因此，構(gòu)成剪力墻間的主要構(gòu)件連梁無(wú)超筋現(xiàn)象。跨高比≥5的連梁按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)(頂層處按連梁的構(gòu)造要求配筋)，其余連梁按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010中第7．2．27條的規(guī)定設(shè)計(jì)。為保證樓層處的梁連成一個(gè)整體，框架梁、連梁及暗梁設(shè)有一定數(shù)量的縱向鋼筋拉通。

4．3樓板設(shè)計(jì)

由于核心筒處的樓板受到電梯井及樓梯開(kāi)洞的削弱，使得核心筒上下兩部分平面的連接較為薄弱，故與建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)商，要求該部分樓板的連接寬度不小于5m，并在設(shè)計(jì)時(shí)加厚為150mm，配雙層雙向通長(zhǎng)筋12@200。為加強(qiáng)建筑物的頂部約束，提高抗風(fēng)、抗震能力，頂層樓板加厚為120mm。

5短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)及概念設(shè)計(jì)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是介于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)和一般剪力墻結(jié)構(gòu)之間的一種結(jié)構(gòu)形式，其抗震薄弱環(huán)節(jié)是建筑平面處邊緣及角點(diǎn)處的墻肢，一字形短肢剪力墻及連梁。在此類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施。如強(qiáng)墻弱梁，與短肢墻相連的大梁不應(yīng)配置過(guò)多的抗彎負(fù)筋，驗(yàn)算一字形短肢墻的平面外抗彎和抗剪等。規(guī)范對(duì)具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)做了明確的規(guī)定，除了限制其最大適用度，結(jié)構(gòu)中的一般剪力墻數(shù)量不應(yīng)太少，一般剪力墻承擔(dān)的第一振型底部地震傾覆力矩不能少于總傾覆力矩的50%。為了提高短肢剪力墻的豎向承載力和延性，防止局部倒塌，規(guī)范對(duì)其軸壓比和全截面縱向配筋率都做明確要求，對(duì)一字形短肢墻要求更加嚴(yán)格，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010在第7章中已列出具體條款。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為剪力墻結(jié)構(gòu)體系的分支，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)布置方面的靈活性和可調(diào)整性，使其各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較一般剪力墻結(jié)構(gòu)理想，因而在小高層住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已被廣泛采用。設(shè)計(jì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)區(qū)別于一般剪力墻結(jié)構(gòu)，多結(jié)合住宅特點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)剛?cè)徇m中，并運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)的原則，采取有效的抗震措施，注重細(xì)部設(shè)計(jì)，從而做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、適用。

參考文獻(xiàn)：

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本工程總建筑面積為96412.72平方米，位于廣東省清遠(yuǎn)市佛岡縣。層數(shù)最高為28層，最低為1層。地上部分共有9棟：1號(hào)樓為一類(lèi)高層居住建筑，沿街高層1層商鋪，建筑層數(shù)28層。2號(hào)樓、3號(hào)樓、5號(hào)樓為一類(lèi)高層商住樓，2號(hào)樓為26層，3號(hào)樓、5號(hào)樓為28層。沿街高層2層商業(yè)。B1、B2、B3、B5、B6棟為低層商業(yè)建筑，建筑層數(shù)為3層。B6棟為1層。場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。場(chǎng)地?zé)o可震動(dòng)液化土層分布，亦無(wú)發(fā)震斷裂，屬穩(wěn)定地區(qū)。

2工程特點(diǎn)

本工程整體設(shè)計(jì)思路要求典雅、高級(jí)、舒適。建筑立面風(fēng)格追求新古典主義，平面布置講究高度靈活性，可以居住、辦公為追求大尺度。由于開(kāi)發(fā)商要求功能多樣化、適應(yīng)性強(qiáng)、個(gè)性鮮明，使得建筑設(shè)計(jì)平面與立面復(fù)雜、多變。所以與一般工程相比，本工程有鮮明特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利因素相對(duì)集中，體型相對(duì)復(fù)雜，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大難度，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

（1）在地下室設(shè)置后澆帶，后澆帶在兩個(gè)月后澆筑；適當(dāng)提高地下室底板、側(cè)壁的配筋率。

（2）地下室外防水層采用柔性防水(聚胺脂涂層或卷材)，即使出現(xiàn)微小的收縮裂縫，外防水層也能起到阻止?jié)B漏的作用。

（3）地下室及裙樓采用雙向梁布置，采用控制裂縫寬度性能較好的變形鋼筋，壁板、樓板鋼筋按照“寧細(xì)勿粗，寧密勿疏”的原則配置。

（4）從減少砼自身收縮率的角度考慮，優(yōu)化砼的配合比設(shè)計(jì)，加入合適的添加劑，控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指標(biāo)；另一方面要求加強(qiáng)砼的振搗及養(yǎng)護(hù)，應(yīng)有可靠措施保證砼在全濕潤(rùn)條件下硬化，優(yōu)先考慮蓄水養(yǎng)護(hù)。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1基礎(chǔ)及基坑支護(hù)

3.1.1基礎(chǔ)形式

高層采用筏形基礎(chǔ)，裙樓和B1~5采用天然獨(dú)立基礎(chǔ)；基礎(chǔ)持力層為(2-2層)卵石層，地基承載力特征值fak=700Kpa，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

3.1.2基坑支護(hù)方案

本工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與地基基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有矛盾，滿足建筑物的使用要求。

3.2地下室結(jié)構(gòu)

地下室底板：采用平板式底板，板厚h＝300mm。

地下室頂板：采用梁板式布置，板厚h=180mm。

3.3 上部結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)建筑使用功能的需要，本工程為剪力墻結(jié)構(gòu)。

4結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析

采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM工程部編寫(xiě)的《SATWE》程序計(jì)算。

4.1基本假定及主要參數(shù)取值

上部結(jié)構(gòu)計(jì)算取地下室頂板作為嵌固端。上部結(jié)構(gòu)由下至上分為三棟高層結(jié)構(gòu)計(jì)算，自編號(hào)分別為1#樓、2#樓、3#樓、5#樓。考慮了平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90％，振型數(shù)為18。主要參數(shù)取值如下：不考慮活荷載的不利分布，梁彎矩增大系數(shù)取1.0；周期折減系數(shù)取0.9；中梁剛度增大系數(shù)取2.0。

4.2主要計(jì)算結(jié)果

4.2.1自振周期及第一扭轉(zhuǎn)平動(dòng)周期比

各結(jié)構(gòu)單元的自振周期及周期比詳表1，可見(jiàn)以扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與以平動(dòng)為主的第一周期的比值均≤0.90，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第4.4.5條的要求。

4.2.2彈性層間位移角

彈性層間位移角即層間最大位移與層高的比值詳表2，可見(jiàn)層間位移角均滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第4.6.3條的要求。

表2地震作用及風(fēng)荷載的最大位移角表

4.2.3扭轉(zhuǎn)不規(guī)則性指標(biāo)

在考慮偶然偏心情況下，用于判斷結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則性的樓層最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）與該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的比值詳表3，可見(jiàn)1#樓、2#樓、3#樓、5#樓最大的位移最大值與平均值比值均大于1.2，小于1.5，未超出《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第4.4.5條的限值。

表3扭轉(zhuǎn)不規(guī)則性指標(biāo)最大值

4.2.4水平地震作用下基底的剪重比

各結(jié)構(gòu)單元在水平地震作用下基底的剪重比詳表4，基底剪重比均大于1.6％，滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.5條的要求。(當(dāng)小于1.6%時(shí)，程序自動(dòng)放大至1.6%)

4.2.5剛重比

剛重比 EJd /（H2ΣG）詳表5，可見(jiàn)剛重比均≥1.4，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第5.4.1條對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求。各棟剛重比均≥2.7，可以不考慮重力二階效應(yīng)的影響。

4.2.6樓層側(cè)向剛度比

樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70%，和其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%的較大值。滿足規(guī)范要求。

4.2.7軸壓比

本工程軸壓比按地下一層控制，剪力墻軸壓比控制在0.70以內(nèi)(一字墻0.60以內(nèi))，框架柱軸壓比控制在0.90以內(nèi)。

計(jì)算結(jié)果分析表明，本工程各項(xiàng)整體指標(biāo)均能滿足相關(guān)規(guī)范的有關(guān)要求或未超出規(guī)范規(guī)定的最大限值；柱的軸壓比和各構(gòu)件的強(qiáng)度及變形也均能滿足規(guī)范的要求。

5地基基礎(chǔ)

5.1場(chǎng)地工程地質(zhì)特征

本工程場(chǎng)地位于清遠(yuǎn)市佛岡縣；西面為四層圖書(shū)館及廣播電視中心，北面為青松東路，東面為文明路，南約120m為106國(guó)道。場(chǎng)地上部為沖洪積層，下部為基巖。各巖土層的狀態(tài)、埋深和厚度變化不大，場(chǎng)地地基屬均勻地基。

5.2場(chǎng)區(qū)地下水

勘察期間場(chǎng)地地下水位埋深1.74～2.14m，標(biāo)高69.12~75.35m。場(chǎng)地地下水埋藏較淺，地下水位一般高于地下室底板上部，地下室的抗浮水位取標(biāo)高75.50m。地下水對(duì)混凝土有微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性。

5.3場(chǎng)地的等級(jí)分類(lèi)

建筑場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)，場(chǎng)地處于丘陵地區(qū)，地形地貌簡(jiǎn)單，地形平坦。不存在坍塌、滑坡、泥石流、嚴(yán)重地陷等不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。地下無(wú)人防工程、坑道及礦產(chǎn)資源。無(wú)活動(dòng)性斷裂構(gòu)造。周邊無(wú)污染源，地下水及土壤基本未受污染。本工程場(chǎng)地等級(jí)為二級(jí)，地基等級(jí)為二級(jí)，工程重要性等級(jí)為一級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

5.荷載取值

本工程基本風(fēng)壓：高層部分按50年重現(xiàn)期取值為w0=0.30kN/m2（計(jì)算位移、周期時(shí)采用）；100年重現(xiàn)期取值為w0=0.35kN/m2（計(jì)算構(gòu)件配筋時(shí)采用）。多層部分按50年重現(xiàn)期取值為w0=0.30kN/m2，地面粗糙度B類(lèi)，建筑體形系數(shù)μs=1.3。

篇4

Keywords: high building; Reinforced concrete; Frame structure design

中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、 高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素 在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對(duì)某一特定建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

1.2 軸向變形不容忽視 對(duì)于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種差異軸向變形將會(huì)達(dá)到很大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷，使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。

1.3 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo) 相對(duì)于低層住宅而言，小高層住宅更柔一些，地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)功能的要求

所有建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)必須符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、

安全適用的要求。建筑結(jié)構(gòu)的功能要求主要有安全性、適

用性和耐久性。結(jié)構(gòu)的安全性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限

內(nèi)，能承受在正常施工和正常使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種

作用；結(jié)構(gòu)的適用性是指結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，能滿足預(yù)定

的使用要求；結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，材料

性能雖然隨時(shí)間變化，但結(jié)構(gòu)仍能滿足設(shè)計(jì)的預(yù)定的功能

要求。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，在正常設(shè)計(jì)、施工和

使用的條件下，能達(dá)到安全、適用和耐久三方面的功能要

求，就應(yīng)認(rèn)為該結(jié)構(gòu)是可靠的。

3、工程概況及特點(diǎn)

某住宅樓為9層，主體高度為32．4米，屬高層建筑。在高層建筑中，抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的戈鍵問(wèn)題。本建筑采用的是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，框架結(jié)構(gòu)口丁通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能；框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件類(lèi)型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；Ⅻ以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型樓扳而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。由于該工程為住宅樓，要求有靈活的空間布置和較高的抗震性能，故采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

4.基礎(chǔ)部分設(shè)計(jì)

4.1對(duì)于柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時(shí)宜采用柱下條基。并應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素，適當(dāng)加寬基礎(chǔ)。

4.2建筑地段較好，基礎(chǔ)埋深大于3米時(shí)，應(yīng)建議甲方做地下室。

4.3地下室外墻為混凝土?xí)r，相應(yīng)的樓層處梁和基礎(chǔ)梁可取消。

4.4抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設(shè)，連接處應(yīng)加強(qiáng)。但沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開(kāi)。

4.5新建建筑物基礎(chǔ)不宜深于周?chē)延谢A(chǔ)。

4.6獨(dú)立基礎(chǔ)偏心不能過(guò)大，必要時(shí)可與相近的基礎(chǔ)做成柱下條基。柱下條形基礎(chǔ)的底板偏心不能過(guò)大，必要時(shí)可作成三面支承一面自由板(類(lèi)似筏基中間開(kāi)洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎(chǔ)底版的形心宜重合，基礎(chǔ)底板可做成梯形或臺(tái)階形，或調(diào)整挑梁兩端的出挑長(zhǎng)度。

4.7獨(dú)立基礎(chǔ)的拉梁宜通長(zhǎng)配筋，其下應(yīng)墊焦碴。拉梁頂標(biāo)高宜較高，否則底層墻體過(guò)高。

4.8底層內(nèi)隔墻一般不用做基礎(chǔ)，可將地面的混凝土墊層局部加厚。

4.9考慮到一般建筑沉降為鍋底形，結(jié)構(gòu)的整體彎曲和上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的協(xié)同作用，頂、底板鋼筋應(yīng)拉通(多層的負(fù)筋可截?cái)鄉(xiāng)，2或I／3)，且縱向基礎(chǔ)梁的底筋也應(yīng)拉通。

4.10基礎(chǔ)底板混凝土不宜大于C30，一是沒(méi)用，二是容易出現(xiàn)裂縫。

4.11基礎(chǔ)底面積不應(yīng)因地震附加力而過(guò)分加大，否則地震下安全了而常規(guī)情況下反而沉降差異較大，本末倒置。

5.粱部分設(shè)計(jì)

5.1當(dāng)外部梁跨度相差不大時(shí)。梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。當(dāng)梁底距外窗頂尺寸較小時(shí)，宜加大梁高做至窗頂。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。粱與柱的偏心可大于1／4柱寬并宜小于1／3柱寬。

5.2.粱上有次梁時(shí)，應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支庫(kù)附近：否則應(yīng)考慮由次粱引起的主粱抗扭，或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。當(dāng)采用現(xiàn)澆板時(shí)，抗扭問(wèn)題并不嚴(yán)重。

5.3原則上梁縱筋宜小直徑、小間距，有利于抗裂；但應(yīng)注意鋼筋間距要滿足要求，并與粱的斷面相應(yīng)。箍筋按規(guī)定在梁端頭加密。布筋時(shí)應(yīng)將縱筋等距，箍筋肢距町不等。小斷面的連續(xù)梁或框架梁，上、下縱筋均應(yīng)采用同直徑的，盡量不在支座搭接。

5.4端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁。梁端支座可按簡(jiǎn)支考慮．但梁端箍筋應(yīng)加密。

5.5挑梁宜作成等截面(大挑粱外露者除外)。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個(gè)都不一樣，難以施工。

變截面粱的撓度也要大于等截面梁。挑梁端部有次梁時(shí)，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承載力不足。對(duì)于大挑粱，梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應(yīng)留有余地。

5.6梁上開(kāi)洞時(shí)，不但要計(jì)算洞口加筋。更應(yīng)驗(yàn)算粱洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構(gòu)造上能保證不發(fā)生沖切破壞和斜截面受彎破壞。

5.7挑梁出挑長(zhǎng)度小于梁高時(shí)。應(yīng)按牛腿計(jì)算或按深梁構(gòu)造配筋。

5.8梁寬度不必過(guò)大，只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因?yàn)樵趽隙扔?jì)算時(shí)，粱寬對(duì)剛度影響不大。相對(duì)來(lái)講，增大鋼筋更經(jīng)濟(jì)。同時(shí)粱的上筋應(yīng)大部分通長(zhǎng)布置。以減小混凝土徐變對(duì)撓度的增大。

6、現(xiàn)澆板部分設(shè)計(jì)

6.1扳的鋼筋宜采用大直徑、大間距，但間距不大于200，間距盡量用200(一般跨度小于6．6m的板的裂縫均可滿足要求)。板上下鋼筋問(wèn)距宜相等，直徑町不同，但鋼筋直徑類(lèi)型也不宜過(guò)多。

6.2相連幾個(gè)房間的同型號(hào)、同間距板底鋼筋宜連通。

6.3配筋計(jì)算時(shí)．可考慮塑性內(nèi)力重分布，將板上筋乘以0．8～0．9的折減系數(shù)。將板F筋乘以1．1～1．2的放大系數(shù)。

6.4當(dāng)厚板與薄板相接時(shí)．薄板支庫(kù)按固定端考慮是適當(dāng)?shù)模坏癜寰筒缓线m．宜減小厚板支座配筋。增大跨中配筋。

7、橫向框架粱截面設(shè)計(jì)

粱的斜截面強(qiáng)度計(jì)算

實(shí)驗(yàn)和理論分析證明，翼緣對(duì)提高T型截面粱的受剪承載力并不很顯著，因此，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在計(jì)算形截面粱的承載力時(shí)，仍取腹扳寬度b并按矩形截面計(jì)算。

為了防止粱在彎曲屈服前先發(fā)生剪切破壞，截面設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整。若調(diào)整后的剪力值大于組合表中的靜力組臺(tái)的剪力值，則按調(diào)整后的剪力進(jìn)行斜截面計(jì)算。

7.1柱截面設(shè)計(jì)

在框架設(shè)計(jì)中，應(yīng)體現(xiàn)“強(qiáng)柱弱粱”，即一、二級(jí)框架的粱柱節(jié)點(diǎn)處，除項(xiàng)

層和軸壓比小于0．15者外（因頂層和軸壓比小于0．15的柱可以認(rèn)為具有與

粱相近的變形能力)。

7.2荷載計(jì)算

(1)恒載計(jì)算。主要考慮屋面、樓面均布荷載，并得到恒載作用下結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。

(2)活載計(jì)算。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》得到非上人屋面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值以及各樓層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算，得到了活載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖。

(3)風(fēng)荷載計(jì)算。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，已知基本分壓w0=0.35kN／m2。由Wk=βzusuzwo。可知風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。將風(fēng)荷載換算成作用于每一層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，從而建立風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。

(4)地震荷載計(jì)算。本工程抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，Tk=0.40S，根據(jù)底部剪力法公式可得地震荷載作用在每一層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，從而得到地震荷載下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。

7.3內(nèi)力計(jì)算

(1)恒載作用下內(nèi)力計(jì)算。力法、位移法、彎矩分配法、無(wú)剪力分配法均可用來(lái)計(jì)算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移，但是多層鋼結(jié)構(gòu)往往桿件較多，超靜定次數(shù)很多，采用這些方法比較費(fèi)時(shí)，因此實(shí)際計(jì)算時(shí)一般用近似方法分別計(jì)算結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下的內(nèi)力和位移。框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作坩下的計(jì)算方法有分層法、迭代法、二次彎矩分配法等。

7.4 構(gòu)件設(shè)計(jì)

據(jù)內(nèi)力計(jì)算組合結(jié)果，即可選擇各截面的最不利內(nèi)力進(jìn)行梁柱截面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)公式為S≤R 和S≤R/yRE(地震作用參與的組合)。柱的截面設(shè)計(jì)考慮強(qiáng)度、剛度、平面內(nèi)整體穩(wěn)定、平面外整體穩(wěn)定以及局部穩(wěn)定等方面。主梁設(shè)計(jì)模型按多跨連續(xù)梁考慮。截面設(shè)計(jì)考慮強(qiáng)度、剛度、局部穩(wěn)定等方面(由于采用壓型鋼板組合樓板，且有牢靠的連接，故不必驗(yàn)算整體穩(wěn)定)，次梁截面按兩端簡(jiǎn)支考慮，由強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定等綜合確定。

8、 鋼筋混凝土在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

基于高層及多層建筑的特點(diǎn)：涉及工序多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程量大，建筑施工的具有一般的建筑所不具備的難度。

8.1在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)

控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B 級(jí)高度建筑甚或超過(guò)了B 級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。

7.2嵌固端的設(shè)置問(wèn)題。嵌固端高層建筑有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)

置在人防頂板等位置，這為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)許多注意的方面，如嵌固端位置與結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置的協(xié)調(diào)等等，忽略其中任何一個(gè)方面都有可能埋下安全隱患。

8.3地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于高層對(duì)地基來(lái)說(shuō)，要求更高的承載力，鋼筋混凝

土的地基基礎(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，任何在這過(guò)程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。

結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由粱、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系適用于多層建筑及不太高的高層建筑。正確理解框絮結(jié)構(gòu)的結(jié){智原理，遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，按照。強(qiáng)柱弱粱”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]張吉人.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工質(zhì)量控制[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.

篇5

Keywords: residential buildings; More long structure; Big span floor; Floor wrong layer; Slo spring Box a beam

中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 工程簡(jiǎn)介

該工程占地面積22161m2 ,總建筑面積68740m2 。主要包括南北兩排高級(jí)住宅綜合樓和東西兩側(cè)公建。南側(cè)住宅綜合樓(B～G座) 地上8 層,北側(cè)住宅綜合樓(J～R 座) 地上8～10 層。南北住宅綜合樓均為剪力墻結(jié)構(gòu),南樓局部設(shè)有框支梁。東側(cè)公建(H 座) 地上2 層,為高配套商業(yè)用房,框架結(jié)構(gòu);西側(cè)公建(A 座) 地上4 層,為文化娛樂(lè)、健身中心,框架結(jié)構(gòu)。南北住宅綜合樓均設(shè)有兩層地下室,南樓地下2層戰(zhàn)時(shí)為六級(jí)人防物資庫(kù)、平時(shí)為汽車(chē)庫(kù),北樓地下2 層為設(shè)備用房,南北樓地下1 層均為自行車(chē)庫(kù)。南北住宅綜合樓中間局部設(shè)有地下室,位于地下2 層,為單純汽車(chē)庫(kù),其西側(cè)局部從地下2 層至地面為游泳池,框架結(jié)構(gòu)(局部含有剪力墻) 。兩棟住宅綜合樓中間地面擬建社區(qū)公園,有假山、音樂(lè)噴泉、熱帶樹(shù)木、草坪、健身器材、夜景照明等。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本工程整體設(shè)計(jì)思路要求典雅、高級(jí)、舒適。建筑立面風(fēng)格追求歐式古典主義,平面布置講究高度靈活性,可以居住、辦公。為追求大尺度,部分戶型房間開(kāi)間達(dá)到12.8m ,進(jìn)深達(dá)到14.7m。戶型建筑面積在200～500m2 ,頂層帶躍層。

由于開(kāi)發(fā)商要求功能多樣化、適應(yīng)性強(qiáng)、個(gè)性鮮明,使得建筑設(shè)計(jì)平面與立面復(fù)雜、多變。所以與一般工程相比,本工程有鮮明特點(diǎn),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利因素相對(duì)集中,體系相對(duì)復(fù)雜,給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大難度,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1) 高差懸殊(住宅綜合樓與汽車(chē)庫(kù)高差達(dá)8～11 層) ;

2) 超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)(地下2 層建筑長(zhǎng)度達(dá)177m) ;

3) 大跨度樓板(最大板跨12.8m) ;

4) 錯(cuò)層集中(兩個(gè)部位剪力墻兩側(cè)層高分別為2.8m、3. 0m ,樓板層層交錯(cuò)設(shè)置) ;

5) 不規(guī)則坡屋頂(四坡屋項(xiàng)帶老虎窗) ;

6) 部分剪力墻不能直接落在基礎(chǔ)上(主要為南樓折線形外墻) 。

另外,本工程部分地下室設(shè)有人防層、游泳池。

3 技術(shù)施工

本工程復(fù)雜性,經(jīng)過(guò)反復(fù)論證、綜合分析比較,確定設(shè)計(jì)原則如下:

住宅整體結(jié)構(gòu)采用剪力墻體系,墻體厚度為300mm 到頂,局部樓電梯間處墻厚200mm ,以提高結(jié)構(gòu)整體性以及抗側(cè)移剛度,并可以滿足“新規(guī)范”對(duì)剪力墻厚度的要求。樓板采用大板塊現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具體技術(shù)措施如下:

1) 高差懸殊問(wèn)題

設(shè)置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車(chē)庫(kù)完全脫開(kāi),沉降縫寬度為100mm ,縫內(nèi)用粗砂填實(shí)。

2) 結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題

從地下1 層開(kāi)始設(shè)置伸縮縫將南北住宅綜合樓分成若干單體,縫寬100mm。仍然超長(zhǎng)的設(shè)置伸縮后澆帶,后澆帶寬800mm ,主體結(jié)構(gòu)施工完后兩個(gè)月用高一強(qiáng)度等級(jí)混凝土并加適量微膨脹劑澆灌,附加溫度鋼筋,加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù),以解決混凝土結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題。

3) 大跨度樓板問(wèn)題

本工程結(jié)構(gòu)最大板塊跨度為12.8m ×14.7m ,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定板厚為280mm。先采用普通混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算,在較大配筋率(0.65 %) 情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足,混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度ξ(0.14) 不超限。但是正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算為ωmax = 0.35mm ,超過(guò)限值ωlim =0.3mm;板塊最大撓度為f = 0.0698m ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出限值[ f ] =0.043m ,無(wú)法滿足正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度與撓度驗(yàn)算的要求。

4) 樓板錯(cuò)層問(wèn)題

由于開(kāi)發(fā)商特殊要求,本工程兩個(gè)部位出現(xiàn)錯(cuò)層集中現(xiàn)象,剪力墻兩側(cè)層高分別為2.8m、3.0m ,具體為Q、R 座中間墻,J 、K座中間墻。這樣使得樓板層層交錯(cuò),而且錯(cuò)層部位樓板高差不一致。

具體處理措施為:加強(qiáng)錯(cuò)層部位剪力墻厚度,將該部位剪力墻厚度調(diào)整為400mm ,以提高剪力墻平面外剛度;剪力墻抗震等級(jí)提高一級(jí),剪力墻分布鋼筋配筋率提高到0.5 % ,并適當(dāng)增加暗柱數(shù)量和配筋等。

在結(jié)構(gòu)計(jì)算上采用彈性樓板假定。

5) 坡屋面問(wèn)題

由于建筑立面要求,屋頂做成不規(guī)則坡屋面形式,水平跨度都在10～12.8m左右。下部為300mm 厚剪力墻結(jié)構(gòu),用層高限制,無(wú)法設(shè)置托柱梁,更不宜在屋脊交點(diǎn)位置樓板上設(shè)置立柱,形成不了框架結(jié)構(gòu),所以這種不規(guī)則坡屋面給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成很大困難。經(jīng)過(guò)多種結(jié)構(gòu)形式的比較分析、反復(fù)試算,確定采用空間剛架方案來(lái)解決,即在屋頂沿屋脊位置、窗間墻位置設(shè)置斜柱,柱截面高度與墻厚相等為300mm,柱截面寬度確定為600mm,并在屋頂部設(shè)置水平拉梁以構(gòu)成空間剛架。

6) 框支梁?jiǎn)栴}

由于南樓地下2 層出挑部分為汽車(chē)庫(kù),采用大柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)布置。住宅部分從地下1 層開(kāi)始,其部分外墻(南側(cè)外墻) 不能落到基礎(chǔ)上,而且外墻沿幾條軸線布置,走向形成折線外形。軸線間距在各個(gè)部位不等,大部分為2 000mm。結(jié)構(gòu)處理方法為采用框支托梁形式,把整個(gè)折線形外墻托起,以承擔(dān)豎向荷載并傳遞水平地震力。經(jīng)計(jì)算采用1000mm 高度沒(méi)有問(wèn)題,寬度各個(gè)部位有所不同,大部分為2500mm。

4 結(jié)構(gòu)計(jì)算

本建筑抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi),抗震設(shè)防烈度為8°,場(chǎng)地土類(lèi)別為Ⅱ類(lèi),住宅部分框架、剪力墻抗震等級(jí)均為二級(jí),框支框架抗震等級(jí)提高為一級(jí),單純地下車(chē)庫(kù)部分抗震等級(jí)確定為三級(jí)。采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM 工程部編寫(xiě)的《SATWE》程序計(jì)算。由于主體結(jié)構(gòu)在地下2 層開(kāi)始采用沉降縫全部斷開(kāi),分成了三個(gè)部分,其中汽車(chē)庫(kù)僅設(shè)置于地下2 層,南北住宅綜合樓地上層數(shù)較多,較為典型,尤以南樓具有代表性,現(xiàn)將南樓一部分(BCDE 座) 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算情況簡(jiǎn)單介紹如下:

1) 地震作用下層間位移角曲線

a - X 方向最大層間位移角= 1/1 821 ;

b - Y 方向最大層間位移角= 1/3 210

圖1 X 、Y 方向最大層間位移角曲線

2) 地震作用下最大反應(yīng)力曲線

3) 地震作用下結(jié)構(gòu)周期周期如表1。

表1 地震作用下的結(jié)構(gòu)周期

圖2 X 、Y 方向最大樓層反應(yīng)力曲線ƒ

a - x 方向;b - y 方向

圖3 質(zhì)心振動(dòng)

地震力Q0 X = 32 216kN ,Q0 Y = 36 014kN

剪重力Q0 X/Ge = 13.74 % ,Q0 Y/Ge = 15.36 %

最大層間位移= 1/1 821

軸壓比μ:絕大部分剪力墻軸壓比μ≈0 ,個(gè)別小墻肢最大軸壓比μ= 0.23。

框架梁、柱、剪力墻、連梁配筋均無(wú)超筋情況,從整體計(jì)算結(jié)果看,本工程結(jié)構(gòu)布置比較合理。

5 地基基礎(chǔ)

本工程由中國(guó)建筑科學(xué)研究院地質(zhì)勘察公司提供詳細(xì)“地勘”報(bào)告,地基持力層為第四紀(jì)沉積粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土④層,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值綜合取值為f k = 160kPa ,地下水近3～5年最高水位為自然地面下3m。

中間地下汽車(chē)庫(kù)采用上反肋梁式筏形基礎(chǔ), 底板厚500mm ,基礎(chǔ)梁800mm ×1200mm;南樓亦采用上反肋梁式筏形基礎(chǔ),底板厚1 000mm ,基礎(chǔ)梁800mm×1200mm;北樓采用平板式筏形基礎(chǔ),沿墻體做暗梁,底板厚1000mm。南北樓基礎(chǔ)底板系根據(jù)板格跨度及施工方便,綜合考慮統(tǒng)一確定厚度為1000mm。基礎(chǔ)亦在適當(dāng)位置設(shè)置伸縮后澆帶,具置同上部結(jié)構(gòu)。

篇6

隨著我國(guó)加入WTO，建筑市場(chǎng)國(guó)際化進(jìn)展加快，建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，高層建筑已經(jīng)非常普遍。為實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。高層建筑中，轉(zhuǎn)換層的形式多種多樣，現(xiàn)在常用的有梁式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換、空腹桁架式轉(zhuǎn)換、箱形轉(zhuǎn)換、預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換以及寬扁梁轉(zhuǎn)換等。

一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

轉(zhuǎn)換層技術(shù)在建筑與結(jié)構(gòu)的功能中具有一定的優(yōu)勢(shì)，它特別適用于體型復(fù)雜、功能繁多的結(jié)構(gòu)，它可以使高層建筑在轉(zhuǎn)換層上下的墻、柱布置較為靈活，因而可以比較合理的布置構(gòu)件，能夠更為靈活的實(shí)現(xiàn)建筑物的功能，真正體現(xiàn)高層建筑的優(yōu)勢(shì)，改善整體結(jié)構(gòu)的受力情況，這是其它形式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)所不能比擬的。在已建成的帶有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑中梁式轉(zhuǎn)換層應(yīng)用最廣泛,它設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)單,受力明確,一般廣泛應(yīng)用于底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)體系中,轉(zhuǎn)換梁可沿縱向與橫向雙向平行布置,受力性能好,結(jié)構(gòu)計(jì)算也相對(duì)容易。當(dāng)上下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開(kāi)較多,難以用梁直接承托時(shí)則需要作成厚板,形成板式承臺(tái)式轉(zhuǎn)換層。板式轉(zhuǎn)換層的下層柱網(wǎng)可以靈活布置,毋須與上層結(jié)構(gòu)對(duì)齊。板式轉(zhuǎn)換層一方面給上部結(jié)構(gòu)的布置帶來(lái)方便,另一方面也使板的傳力變的不清楚,因而受力也非常模糊,結(jié)構(gòu)計(jì)算相對(duì)困難,采用有限元計(jì)算時(shí)計(jì)算結(jié)果繁雜,給配筋設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。另外從受力角度考慮,往往需要在柱與柱,柱與墻之間配筋加強(qiáng),相當(dāng)于設(shè)置暗梁,增加配筋量。從抗剪和抗沖切的角度考慮轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大,這樣的厚板一方面自重很大,增加了對(duì)下部垂直構(gòu)件的承載力的設(shè)計(jì)要求,另一方面本層的混凝土用量也很大,不經(jīng)濟(jì)。厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量,在地震作用下,地震反應(yīng)強(qiáng)烈,不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上下層受到很大的作用力,容易發(fā)生震害。以往的模型震動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究表明,厚板的上下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的裂縫和混凝土剝落。另外,試驗(yàn)還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發(fā)生沖切破壞,還可能產(chǎn)生剪切破壞,板內(nèi)必須三向配筋。

二、工程實(shí)例

現(xiàn)有某小區(qū)共計(jì)8棟12層高層建筑,其中地下一層為車(chē)庫(kù),地上1、2層為商服用房,2～13層為普通住宅。為實(shí)現(xiàn)建筑功能的要求,結(jié)構(gòu)采用厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層位于地上2層,板厚1.5m,混凝土標(biāo)號(hào)為C40,柱網(wǎng)7m×9m,框架柱之間,混凝土井筒邊及厚板邊緣均設(shè)置暗梁,加強(qiáng)配筋。該工程現(xiàn)已投入使用,用戶反應(yīng)良好。

三、厚板轉(zhuǎn)換層的計(jì)算方法

當(dāng)高層建筑采用板式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行上下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換板的內(nèi)力分布有特殊的規(guī)律，其對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的影響是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，所以對(duì)轉(zhuǎn)換板的分析采用正確合理的方法是至關(guān)重要的。目前工程上常用的分析厚板轉(zhuǎn)換層和相應(yīng)結(jié)構(gòu)的方法主要有以下幾種：

1）劃分交叉梁系方法

先將厚板轉(zhuǎn)換劃分為等效的交叉梁系參與結(jié)構(gòu)整體分析，求得厚板的底面或頂面的墻和柱的內(nèi)力并作為施加在其上的荷載，然后對(duì)厚板自身重新進(jìn)行局部計(jì)算，得出其應(yīng)力后，轉(zhuǎn)化為內(nèi)力再按桿件結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力計(jì)算。此工程采用TBPL軟件，該軟件以MindLin中厚板理論為依據(jù)，采用帶內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的任意四邊形八結(jié)點(diǎn)等參板單元和帶邊自由度的三結(jié)點(diǎn)三角形板單元對(duì)厚板進(jìn)行離散，自動(dòng)劃分網(wǎng)格，適用于任意邊界的中厚板，可考慮板的厚度不同、荷載不同、材料不同及板中開(kāi)洞，可考慮板的支承為剛性支承或?yàn)閺椥灾С械那闆r(結(jié)點(diǎn)總數(shù)不超過(guò)7000，單元總數(shù)不超過(guò)2500)，并且該軟件可以同TBSA接力行，從TBSA的計(jì)算結(jié)果讀取各組內(nèi)力并根據(jù)現(xiàn)行

2）采用PMSAP整體分析方法

采用PMSAP整體分析，轉(zhuǎn)換厚板的計(jì)算結(jié)果同粱、柱、墻一樣從整體分析中得出。假定轉(zhuǎn)換厚板在平面內(nèi)有無(wú)限剛度，平面外有一定剛度(彎曲剛度)，用彈性樓板來(lái)模擬厚板的受力與變形。這種組合有限元方法考慮了轉(zhuǎn)換厚板與上下層勇力墻、柱之間的協(xié)調(diào)作用。

3）設(shè)置虛梁的分析方法

設(shè)置虛梁的分析方法是指先采用高層建筑結(jié)構(gòu)空問(wèn)有限元分析與設(shè)計(jì)軟件(如PKPM系列中SATWE)中定義的虛梁(截面為100×100)建立柱聯(lián)節(jié)點(diǎn)或元柱聯(lián)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)以形成轉(zhuǎn)換板上、下部結(jié)構(gòu)的力的有效傳遞,使轉(zhuǎn)換板參與結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析(虛梁沒(méi)有剛度，不參與分析計(jì)算)，再采用PKPM系列中的SlabCAD程序?qū)D(zhuǎn)換板進(jìn)行局部有限元分析。

四、對(duì)本小區(qū)住宅厚板轉(zhuǎn)換層的板厚取值計(jì)算分析

為了對(duì)厚板進(jìn)行研究，本文取實(shí)際工程的一部分進(jìn)行簡(jiǎn)化，各模型除轉(zhuǎn)換層不同外，上、下層的構(gòu)件及剛度均一樣，為了研究方便，設(shè)計(jì)了四種模型進(jìn)行整體計(jì)算。模型一:轉(zhuǎn)換厚板采用交叉梁系整體計(jì)算，板上沒(méi)有開(kāi)洞。模型二:轉(zhuǎn)換厚板采用交叉梁系整體計(jì)算，但板上開(kāi)有小洞(洞口占總轉(zhuǎn)換板面積的5一6%)。模型三:轉(zhuǎn)換厚板采用設(shè)虛梁的方法來(lái)整體計(jì)算，板上沒(méi)有開(kāi)洞。模型四:轉(zhuǎn)換厚板采用設(shè)虛梁的方法來(lái)整體計(jì)算，但板上開(kāi)有小洞。此四種模型的轉(zhuǎn)換層層高均為5.0m，上托14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9m，框支柱為800mmx800mm，落地剪力墻墻厚X向400mm,Y向500mm，標(biāo)準(zhǔn)層墻厚為200mm，轉(zhuǎn)換層與上層的側(cè)移剛度的70%的比值為:X向?yàn)?.4,Y向?yàn)?.6左右。采用PMSAP整體分析法和設(shè)置虛梁的分析法對(duì)厚板進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。

通過(guò)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)：隨著板厚的增加，轉(zhuǎn)換層以及轉(zhuǎn)換層的上、下層的地震作用力增加，當(dāng)板厚為1400mm(1/5柱距)時(shí)，厚板中應(yīng)力變化不大(板薄時(shí)有拉應(yīng)力突變，而板厚增加時(shí)雖沒(méi)有拉應(yīng)力突變，但拉應(yīng)力增大)，當(dāng)板厚大于或小于這個(gè)板厚時(shí)，地震變化明顯，所以從整體建筑來(lái)說(shuō)，板厚太薄或板厚太厚對(duì)建筑物整體地震反應(yīng)都是不利的，此工程的板厚取柱距的1/5左右來(lái)整體計(jì)算是較為合適的，在此基礎(chǔ)上再去分析厚板自身的內(nèi)力，也是比較準(zhǔn)確的。厚板轉(zhuǎn)換時(shí)板厚的取值，規(guī)范沒(méi)有直接給出具體的公式，但是規(guī)定厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定，由于抗沖切計(jì)算的板厚一般較薄，可在此基礎(chǔ)上先估算厚板的厚度，再按本文板厚取值的結(jié)論與建議對(duì)厚板板厚進(jìn)行整體計(jì)算。

五、厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工時(shí)注意事項(xiàng)

1）支撐和模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換厚板結(jié)構(gòu)自重以及施工荷載較大,必須對(duì)其模板支撐方案進(jìn)行設(shè)計(jì)以保證支撐系統(tǒng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。搭設(shè)支撐時(shí),要求上,下層支撐在同一位置,以保證荷載的正確傳遞,同時(shí)應(yīng)確定合理的拆除支撐的次序,使施工階段結(jié)構(gòu)受力最小。

2）混凝土工程

進(jìn)行轉(zhuǎn)換厚板截面承載力計(jì)算和撓度驗(yàn)算時(shí),還需考慮轉(zhuǎn)換厚板結(jié)構(gòu)混凝土徐變,收縮的影響及大體積混凝土的水化熱問(wèn)題。在選用水泥和施工上,應(yīng)采取防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大和提高混凝土抗拉強(qiáng)度措施。

3）鋼筋工程

篇7

本文簡(jiǎn)單介紹了馬蓮道面粉五廠住宅小區(qū)住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，并提出了一些相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析，按現(xiàn)行《高規(guī)》要求，力爭(zhēng)做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)、合理。設(shè)計(jì)過(guò)程和一些結(jié)論可供同類(lèi)鋼筋混凝土高層建筑借鑒和參考

一、工程概況

馬蓮道面粉五廠住宅小區(qū)，位于北京市宣武區(qū)羊房店路與南馬蓮道路的交叉口上，占地15475.43M2 ，總建筑面積93776.82 M2 ，包括住宅樓、辦公樓和地下車(chē)庫(kù)等建筑。其中的住宅樓部分，建筑面積64032.62 M2 ，地下室大底盤(pán)，共有三層，地面以上設(shè)縫分開(kāi)，由1號(hào)~3號(hào)塔樓均27層和一座1層4號(hào)裙房組成，詳參見(jiàn)建筑平面圖附圖1~附圖3。按使用功能劃分，地下三層為倉(cāng)庫(kù)、設(shè)備用房，層高3.6m，地下二層為人防層，層高3.6m，地下一層為自行車(chē)庫(kù)，層高3.9m，首層為商場(chǎng)，層高4.8m，2~27層為住宅，層高2.8m。建筑總高度80m，詳參見(jiàn)建筑剖面圖附圖4。

本工程抗震設(shè)防烈度8度，丙類(lèi)建筑，場(chǎng)地類(lèi)別Ⅱ類(lèi)，中硬場(chǎng)地土，1~3號(hào)樓結(jié)構(gòu)體系為現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻抗震等級(jí)一級(jí)，4號(hào)樓為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)二級(jí)。

二、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、基礎(chǔ)選型

根據(jù)北京中非勘察設(shè)計(jì)院提供的《巖土工程勘察報(bào)告》，場(chǎng)地內(nèi)自上而下土層依次為⑴雜填土，層厚1.6m~3.2m，⑵粘土層，層厚0.3~1.4m，⑶卵石層，未揭穿，最大揭穿厚度41.8m，建筑場(chǎng)地內(nèi)無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象，勘察期間地下水位埋深20~21m。本工程地下室三層，基礎(chǔ)埋置深度達(dá)12m以上，很顯然，在此標(biāo)高處地基持力層為⑶層卵石層，地質(zhì)報(bào)告提供修正后的地質(zhì)承載力特征值fak為400Kpa，完全能夠滿足上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，因此考慮采用天然地基方案。由于地質(zhì)情況良好，主樓和裙樓雖然存在較大的荷載差異，但差異沉降不大，因此主樓和裙樓采用一個(gè)底板，設(shè)沉降后澆帶，用以消除施工期間主樓和裙樓間的差異沉降，后澆帶位置在主樓底板四周裙樓基礎(chǔ)第一跨內(nèi)。主樓基礎(chǔ)采用平板式筏基，筏板厚1200mm，裙樓基礎(chǔ)采用梁板式筏基，基礎(chǔ)梁截面400x1100,筏板厚400mm。

2、基礎(chǔ)計(jì)算

采用PKPM系列中《基礎(chǔ)工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件》JCCAD對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行分析并進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)有關(guān)資料，分沉降后澆帶在澆筑前與澆筑后二個(gè)階段進(jìn)行計(jì)算[1]，后澆帶澆筑前，主樓基礎(chǔ)單獨(dú)承受主樓荷載，此時(shí)主樓的全部結(jié)構(gòu)自重與部分活荷載已加載完成，對(duì)于卵石層，主樓的最終沉降量可以認(rèn)為完成大約80%以上，因此取主樓荷載的80%進(jìn)行計(jì)算；后澆帶澆筑后，基礎(chǔ)連接在一起，荷載取主樓荷載的20%和全部裙樓荷載進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于裙樓基礎(chǔ)，取第二階段計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果采用裙樓基礎(chǔ)單獨(dú)承受全部裙樓荷載進(jìn)行計(jì)算，裙樓基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算偏小；對(duì)于主樓基礎(chǔ)，可取兩次計(jì)算內(nèi)力疊加進(jìn)行設(shè)計(jì)，本工程為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程及提高主樓基礎(chǔ)的安全儲(chǔ)備，在第一階段計(jì)算時(shí)，取主樓基礎(chǔ)承受全部主樓荷載進(jìn)行計(jì)算，并只取這次計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3、基礎(chǔ)配筋

主樓筏基配筋，上排雙向Φ22@150, 下排通筋雙向Φ25@300,支座附加筋Φ25@300, 配筋率分別為0.21%、0.27%(支座處)。裙樓基礎(chǔ)配筋，基礎(chǔ)梁主筋型號(hào)Φ25，配筋率0.45%~0.68%之間，基礎(chǔ)筏板配筋，上排雙向Φ16@150, 下排通筋雙向Φ18@300, 支座附加筋Φ18@300, 配筋率分別為0.33%、0.42%(支座處)。

4、一點(diǎn)看法

現(xiàn)在的一些資料表明，目前國(guó)內(nèi)工程實(shí)際中，許多高層基礎(chǔ)底板鋼筋實(shí)際受力，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)配鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[2]，某些工程中實(shí)測(cè)到的鋼筋應(yīng)力，僅為其屈服強(qiáng)度值的1/4 ~1/10[3]，基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)。事實(shí)上，對(duì)于本工程主樓基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)底板厚度很大，受力復(fù)雜，有向下的重力，向上的反力，還有四周土或水形成的水平擠壓力，從底板的應(yīng)力狀態(tài)看，基礎(chǔ)底板不是簡(jiǎn)單的受彎構(gòu)件，而是剪應(yīng)力影響很大的彎剪構(gòu)件，特別是墻下基礎(chǔ)底板還有單向或多向的反拱效應(yīng)[3]，極大的降低了底板跨中和支座的內(nèi)力，而現(xiàn)階段的地基基礎(chǔ)計(jì)算模型、地基與上部結(jié)構(gòu)相互作用的模擬等與實(shí)際存在的情況有很大的差距，造成了實(shí)際受力遠(yuǎn)小于理論計(jì)算的結(jié)果。對(duì)于裙樓基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，筏板如前所述，同樣存在反拱效應(yīng)和水平擠壓力。地基梁由于寬度小于柱子邊長(zhǎng)，在柱周?chē)右福绺綀D5，加腋綜合效果顯著，一方面增加了基礎(chǔ)梁剛域，使基礎(chǔ)梁計(jì)算跨度減少，從而使基礎(chǔ)梁內(nèi)力減少，另一方面由于剛域的存在，使基礎(chǔ)梁成為深受彎構(gòu)件，形成反拱效應(yīng)，拱腳就是剛域，彎剪應(yīng)力被拱的壓力抵消了一部分，減小了地基梁內(nèi)力。由此可見(jiàn)，實(shí)際上裙樓地基梁和上述閥形底板一樣，同樣也具有較大的安全儲(chǔ)備。

三、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、結(jié)構(gòu)整體計(jì)算

采用中國(guó)建筑科學(xué)院編制的《多高層結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件》SATWE對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析計(jì)算。本工程三層地下室，通過(guò)樓板連接成為一個(gè)大底盤(pán)，上部幾個(gè)塔樓的水平地震力，通過(guò)地下室的樓板進(jìn)行傳遞，直至周?chē)林校瑢?duì)于上部各塔樓在地面以下各個(gè)方向的嵌固比較有利，故在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)，將整個(gè)結(jié)構(gòu)分成完全獨(dú)立的四個(gè)單體分別進(jìn)行計(jì)算，不僅能大大提高結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的速度，而且計(jì)算結(jié)果與按實(shí)際模型計(jì)算差別不大。四個(gè)單體主要計(jì)算結(jié)果表1~表3所示：

表1

計(jì)算結(jié)果表明：

⑴ 1 ~3號(hào)塔樓第一振型的自振周期與場(chǎng)地特征周期相差較大，可以確認(rèn)該結(jié)構(gòu)與場(chǎng)地土無(wú)共振危險(xiǎn)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)整體布置合理。

⑵ 各個(gè)塔樓X、Y方向剛度基本接近。

⑶ 1 ~3號(hào)塔樓以扭轉(zhuǎn)為主的自振周期T3與以平動(dòng)為主的第一自振周期T1 之比，均小于0.9的限值，說(shuō)明結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件平面布局合理。

⑷ 1、3號(hào)塔樓結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大水平位移與樓層平均位移之比在1.17~1.46之間，小于1.5，說(shuō)明結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，但在合理范圍之內(nèi)。

⑸ 各個(gè)塔樓剪重比適中，受力狀態(tài)比較理想。

2、高層塔樓剪力墻設(shè)計(jì)

⑴剪力墻布置

①根據(jù)建筑平面的布置，將一些不重要的墻肢設(shè)置成非承重的隔墻，使剪力墻間距保持在4~6m之間，②剪力墻沿兩個(gè)正交的主軸方向布置，且使兩個(gè)方向的剪力墻的數(shù)量盡可能的接近，③墻肢較長(zhǎng)的剪力墻開(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)洞口，將其分成長(zhǎng)度較為均勻的若干墻段，保證各剪力墻設(shè)計(jì)成為彎曲破壞的延性剪力墻，防止墻體剛度過(guò)大，地震反應(yīng)過(guò)大，發(fā)生脆性的剪切破壞。

⑵邊緣構(gòu)件

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)邊緣構(gòu)件，有橫向鋼筋的約束，可改善混凝土受壓性能，增大延性，增大剪力墻耗能能力，提高極限承載力，且增加墻體穩(wěn)定性。邊緣構(gòu)件的箍筋或拉筋配置由《高規(guī)》 [4]第7.2.16條和第7.2.17條規(guī)定的構(gòu)造要求決定,本工程的約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配箍基本情況表4~表5所示：

表4地下一層~5層約束邊緣構(gòu)件配箍(砼C40)

邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋由剪力墻偏心受壓、偏心受拉承載力計(jì)算決定，且不小于高規(guī)第7.2.16條和第7.2.17條規(guī)定的最小構(gòu)造要求，根據(jù)本工程SATWE計(jì)算的結(jié)果，邊緣構(gòu)件縱筋大多數(shù)為構(gòu)造配筋，計(jì)算配筋是少數(shù)，基本的配筋情況如下表：

表6

按照抗震設(shè)防的要求，剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗剪承載能力應(yīng)該大于抗彎承載能力，在罕遇地震作用下，底部加強(qiáng)部位產(chǎn)生較大的塑性變形，吸收大量的地震能量，而此時(shí)抗剪承載力仍能滿足要求，從而使剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的延性。相對(duì)于計(jì)算配筋值，大幅度提高墻肢約束邊緣構(gòu)件縱向鋼筋以及墻體豎向分布筋數(shù)量，將大幅度提高剪力墻正截面抗彎承載力，可能導(dǎo)致剪力墻在產(chǎn)生較大的塑性變形以前，出現(xiàn)抗剪承載力不足，而發(fā)生脆性的剪切破壞，達(dá)不到剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)強(qiáng)剪弱彎的理論設(shè)計(jì)要求，對(duì)于剪力墻抗震設(shè)防在理論上是不利的。由此可見(jiàn)，認(rèn)為加大約束邊緣構(gòu)件的縱向配筋，是對(duì)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，增加了結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備的觀念，是不準(zhǔn)確的。

⑶墻分布筋

豎向分布筋按《高規(guī)》構(gòu)造要求配筋率取0.25%；水平分布筋由抗剪計(jì)算確定，且滿足最小構(gòu)造要求，根據(jù)SATWE計(jì)算結(jié)果，1~5層剪力墻水平分布筋有部分為計(jì)算配筋，多數(shù)為構(gòu)造配筋，6層以上基本上全部為構(gòu)造配筋。按照斜截面理論，墻體內(nèi)主拉應(yīng)力方向應(yīng)該在水平和豎向之間，其大小由剪力墻縱、橫向鋼筋共同抵抗。由此可見(jiàn)，實(shí)際上剪力墻的豎向分布筋也是有抗剪作用的，由于水平分布筋配筋量大于豎向分布筋，取豎向分布筋與水平分布筋相同。本工程分布筋配置基本情況如下表：

表7

⑷連梁

為防止在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中，出現(xiàn)大量連梁抗剪承載力不足的現(xiàn)

象，采用以下幾種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：

①對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減，折減系數(shù)取0.55 ，②增加洞口寬度，③減小連梁高度。經(jīng)過(guò)調(diào)整后仍有少數(shù)連梁承載力超限，截面尺寸不符合《高規(guī)》規(guī)定的要求。

連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)體系中重要的耗能構(gòu)件，當(dāng)連梁具有足夠的延性時(shí)，它能通過(guò)塑性鉸的變形吸收大量地震能量，同時(shí)塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，對(duì)墻肢起一定約束作用，使墻體仍保持足夠的剛度和強(qiáng)度。當(dāng)連梁延性不足時(shí)，一種情況是當(dāng)剪力墻發(fā)生破壞時(shí)，連梁不屈服，墻肢首先屈服，此時(shí)墻體極限變形較小，吸收地震能量較低；另一種情況是連梁發(fā)生脆性的剪切破壞，失去了對(duì)墻體的約束作用。

由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)高層建筑剪力墻時(shí)，應(yīng)優(yōu)先確保連梁的延性要求，如果根據(jù)SATWE計(jì)算結(jié)果，將超限連梁的上下縱筋配足，很有可能會(huì)導(dǎo)致連梁剪切破壞的發(fā)生，縱筋也不能充分發(fā)揮作用。

當(dāng)只有少數(shù)連梁承載超限，如果連梁出現(xiàn)屈服并形成塑性鉸，會(huì)有部分彎矩轉(zhuǎn)移到墻肢，一般情況下，可以認(rèn)為墻肢的強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)能夠承受這些增加的彎矩，因此，要確保連梁的延性，滿足規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)剪弱彎要求，采取以下方法對(duì)超限連梁進(jìn)行鋼筋配置：

① 由已知連梁截面計(jì)算出連梁最大受剪承載力

Vb=0.2(0.15)fcbh0/rRE（3-1）

② 假定連梁受彎點(diǎn)位于跨中，由連梁最大受剪承載力求出梁端彎矩

M=VbLn/2 (3-2)

根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的要求和剪力墻的抗震等級(jí)，將其除以1.3,考慮到豎向荷載同樣產(chǎn)生連梁剪力，將其乘0.9

③ 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，求出連梁縱筋數(shù)量，上下對(duì)稱(chēng)配置，由公式

Vb=[0.42(0.38)Ftbh0+1.0(0.9)fyv.Asv/s.h0]/Rre(3-3)

求連梁箍筋。

3、樓板設(shè)計(jì)

在鋼筋混凝土高層建筑中，混凝土樓蓋自重約占結(jié)構(gòu)總自重的50%~60%。樓蓋不僅承受樓面荷載，而且能夠協(xié)調(diào)抗側(cè)力構(gòu)件的水平位移，增強(qiáng)建筑物的整體性，甚至參與水平方向的變形。因此樓板設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑的造價(jià)和結(jié)構(gòu)都十分重要，應(yīng)該引起足夠的重視。

⑴地下一層頂板

《抗震規(guī)范》第6.1.14條和《高規(guī)》第4.5.5條都規(guī)定，作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層，應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)，樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度不宜低于C30，應(yīng)采用雙層雙向配筋，且每層每個(gè)方向的配筋率不宜小于0.25%。地下一層頂板連接地面以上各塔樓，傳遞水平地震力，起著非常重要的作用，因此采用上述措施，進(jìn)行設(shè)計(jì)。

⑵屋面板

①屋面板不僅受到季節(jié)及早晚溫差的影響，同時(shí)也受到室內(nèi)外溫差的影響，當(dāng)屋面板的熱脹冷縮運(yùn)動(dòng)受到阻力和限制時(shí)，樓板就受力產(chǎn)生溫度裂縫。②在水平力作用下，特別是在地震作用下，突出屋面塔樓的鞭梢效應(yīng)所產(chǎn)生的地震作用，要通過(guò)屋面板傳遞到各抗側(cè)力構(gòu)件。③建筑物頂部約束加強(qiáng)，可提高抗風(fēng)、抗震能力。

由于以上幾個(gè)原因，屋面現(xiàn)澆樓板厚度取150mm，混凝土強(qiáng)度C25，采用雙層雙向配筋，且每層每個(gè)方向的配筋率不小于0.20%，突出屋面塔樓頂板也采取上述措施。

⑶標(biāo)準(zhǔn)層樓板

標(biāo)準(zhǔn)層現(xiàn)澆樓板，板厚取跨度的1/35~1/40，且不小于100mm，對(duì)不規(guī)則樓板適當(dāng)加厚，根據(jù)設(shè)備專(zhuān)業(yè)要求，樓、電梯周?chē)鷧^(qū)域的板，預(yù)埋電、暖、空調(diào)等管線較多，適當(dāng)加厚，至160mm，同時(shí)也補(bǔ)償了樓、電梯間對(duì)樓層板的較大削弱。采用彈性理論對(duì)樓板進(jìn)行計(jì)算并設(shè)計(jì)，主要鋼筋的配筋率在0.35%~0.68%之間，比較接近我國(guó)現(xiàn)階段板的經(jīng)濟(jì)配筋率0.3%~0.8%。

⑷一點(diǎn)看法

本工程現(xiàn)澆樓板采用彈性理論進(jìn)行計(jì)算，《混凝土規(guī)范》[6]第5.3.2條規(guī)定，承受均布荷載的周邊支承雙向矩形板，可采用塑性極限方法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。經(jīng)有人分析比較，按塑性理論計(jì)算與按彈性理論計(jì)算相比，鋼筋量能節(jié)約20%~30%[7]。

現(xiàn)澆混凝土板在達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，板的支座處在負(fù)彎矩作用下上部開(kāi)裂，而跨中則由于正彎矩的作用下部開(kāi)裂，使其跨中和支座之間受壓混凝土形成一個(gè)拱，如板的四周有限制水平位移的邊梁或剪力墻，板的支座不能自由移動(dòng)時(shí)，則板在豎向荷載作用下產(chǎn)生橫向推力，其推力由與板周邊整體相連的梁或剪力墻承受，這些推力反過(guò)來(lái)作用于樓板，減少了板中各計(jì)算截面的彎矩。通常情況下，按彈性理論計(jì)算，這種效應(yīng)可使各截面計(jì)算彎矩減少20%左右[8]。

由上述幾條可知，按彈性理論對(duì)樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)，樓板的承載能力潛力較大。只需嚴(yán)格按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配筋，則樓板的安全程度也是足夠的。

篇8

剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗側(cè)移剛度大，承載力較高，抗震性能好和良好的經(jīng)濟(jì)性能，在高層建筑中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在確保實(shí)現(xiàn)建筑功能和結(jié)構(gòu)安全的前提下，將資源進(jìn)行合理配置，從而做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)。本文通過(guò)實(shí)例分析，探討關(guān)于高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

一、工程概況及結(jié)構(gòu)布置

(一)工程概況。該工程為剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2層，地上29層，帶三層裙房，建筑總高度為87.3m。抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0．2g，地震分組為第一組，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，特征周期為0.35s，抗震等級(jí)為一級(jí)，基本風(fēng)壓為0．40KN/m2(100年一遇)，地面粗糙度類(lèi)別為B類(lèi)，其它使用荷載按規(guī)范取值。

(二)結(jié)構(gòu)布置。

結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻平面布置圖見(jiàn)圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻平面布置圖

1.剪力墻布置。剪力墻布置的原則是加強(qiáng)建筑周邊剛度，減小建筑中心剛度;同時(shí)控制短肢剪力墻數(shù)量，減少邊緣構(gòu)件，從而降低結(jié)構(gòu)用鋼量。

2.梁、板布置。高層住宅中，梁板跨度一般不大，樓層梁的布置應(yīng)有明確的傳力路徑，盡量避免多重的傳力情況。

(三)結(jié)構(gòu)規(guī)則性判斷。規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系受力明確，能很好的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)工程師對(duì)概念設(shè)計(jì)的理念，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)先選擇的方案。

1.平面規(guī)則性判斷。結(jié)構(gòu)平面應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則，避免剛度、質(zhì)量和承載力分布不均勻。由圖1看出結(jié)構(gòu)中部由于電梯間、樓梯間開(kāi)洞及建筑造型要求形成薄弱部位，這部分采取以下措施：增加樓、電梯間四周板厚(取120mm，HRB400級(jí)8@150雙層雙向拉通配筋)，在中

部建筑凹槽處增加結(jié)構(gòu)樓板（120mm厚板）以控制中部樓板開(kāi)洞率不大于50%，且將凹槽兩邊板適當(dāng)加厚(取120mm)。通過(guò)以上措施減少開(kāi)洞對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。

2.豎向規(guī)則性判斷。結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則指剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變。《高規(guī)》中規(guī)定剪力墻結(jié)構(gòu)中，樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度的比值不宜小于0.9，當(dāng)本層層高大于相鄰上層層高的1．5倍時(shí)，該比值不宜小于1．1。本工程二層建筑層高（4.5m）是三層建筑層高(2.9m)的1.55倍，計(jì)算結(jié)果中第二層與第三層X(jué)向側(cè)向剛度比值為0.9757

二、計(jì)算分析

采用PKPM中的SATWE分析軟件，-1～3層定義為底部加強(qiáng)部位，考慮5%偶然偏心，風(fēng)荷載體型系數(shù)取1．3，連梁剛度折減系數(shù)0.6，周期折減系數(shù)0.95，計(jì)算結(jié)果分析如下:

(一)嵌固端判定。嵌固部位關(guān)系到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與實(shí)際受力狀態(tài)之間的符合程度，涉及到構(gòu)件內(nèi)力和位移計(jì)算。本工程地下二層，選取負(fù)一層頂（0.000）作為該樓的嵌固端。計(jì)算結(jié)果中X向地上一層與地下一層側(cè)移剛度比值為0．3873，Y向地上一層與地下一層側(cè)移剛度比值為0.4868，滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱(chēng)《抗規(guī)》）作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端的要求。

(二)最大層間位移角。在正常使用條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，來(lái)滿足結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定和使用要求，這就要對(duì)結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行控制。實(shí)際的計(jì)算結(jié)果如下:X方向最大層間位移角為1/1004， Y方向最大層間位移角為1/1038，結(jié)構(gòu)滿足彈性狀態(tài)下的正常使用要求。

(三)結(jié)構(gòu)抗扭剛度。地震作用下，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，對(duì)高層建筑的抗震極為不利。《高規(guī)》中把位移比和周期比作為控制高程建筑結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標(biāo)。計(jì)算結(jié)果中，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期(秒)、X，Y方向的平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)見(jiàn)表1。

表1 平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)

由表1中數(shù)據(jù)可得以扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與平動(dòng)為主的第一周期比值為0．766＜0．9，結(jié)構(gòu)具有一定的抗扭剛度。

(四)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算。在水平風(fēng)荷載或水平地震荷載作用下，影響高層建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的因素主要是結(jié)構(gòu)的剛重比。當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛重比小于結(jié)構(gòu)的最低要求時(shí)，結(jié)構(gòu)重力的P－效應(yīng)會(huì)急劇增加，可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。在水平力作用下，高層剪力墻結(jié)構(gòu)的變形形態(tài)為彎剪型，當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛重比小于1．4時(shí)，會(huì)導(dǎo)致P－效應(yīng)快速增加，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，這是剛重比的下限要求；當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛重比大于2．7時(shí)，重力P－導(dǎo)致內(nèi)力和位移增量在5%左右，即使結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度折減50%的情況下，重力P－效應(yīng)仍可控制在20%以內(nèi)，重力二階影響很小，可以忽略不計(jì)。計(jì)算結(jié)果中:X向剛重比EJd/GH2=5.61;Y向剛重比EJd/GH2=6.04，兩個(gè)方向的剛重比均大于2．7，可以不考慮重力二階效應(yīng)。程序自動(dòng)計(jì)算.

(五)水平地震剪力系數(shù)。對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地震動(dòng)態(tài)作用中的地面運(yùn)動(dòng)速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞具有更大的影響，目前規(guī)范所采用的陣型分解反應(yīng)譜法尚無(wú)法對(duì)此作出評(píng)估，出于對(duì)結(jié)構(gòu)安全的考慮，提出了對(duì)結(jié)構(gòu)中水平地震剪力及各樓層水平地震剪力最小值的要求，《抗規(guī)》5．2．5以強(qiáng)制性條文對(duì)水平剪力系數(shù)作了規(guī)定。在水平地震作用下本工程水平地震剪力系數(shù)最小值為0．032，計(jì)算結(jié)果中首層水平地震剪力系數(shù)為0．0306

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面實(shí)例分析可以看出，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要確定合理可行的結(jié)構(gòu)方案，把握好結(jié)構(gòu)體型、剛度分布、構(gòu)件傳力路徑及延性等幾個(gè)主要方面，利用計(jì)算軟件實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)的目的，再加以必要的抗震構(gòu)造措施，使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和足夠的抗震可靠度。其次通過(guò)計(jì)算結(jié)果中各參數(shù)判斷設(shè)計(jì)的合理和經(jīng)濟(jì)性。另外，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮成本控制，比如剪力墻結(jié)構(gòu)中下部承載力最大，可采用較高強(qiáng)度的混凝土來(lái)滿足軸壓比的要求，用較低強(qiáng)度混凝土過(guò)度代換，受力主筋采用HRB400高強(qiáng)鋼筋，能發(fā)揮鋼筋的抗拉性能，節(jié)省鋼筋用量，從而達(dá)到節(jié)省建筑成本的目的。

【參考文獻(xiàn)】：

【1】.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3－2010)【M】.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社

【2】.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011－2010)【M】.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社

【3】.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010－2010)【M】.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社

【4】.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理【M】.成都:西南交通大學(xué)出版社

篇9

某工程為一幢高層住宅建筑，總長(zhǎng)65.26m，總寬21.6m，地下一層，地上33層，層高2.9rn，建筑高度為95，70m，建筑面積36750m2。住宅標(biāo)準(zhǔn)層平面由二個(gè)相同的單元組合而成，平面布置圖如圖1所示。剪力墻結(jié)構(gòu)，工程按8度抗震烈度設(shè)防，地震基本加速度為0.15g,剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)。濕陷性黃土地基。

圖1標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖（mm）

2地基與基礎(chǔ)

根據(jù)該工程詳勘報(bào)告，本工程由淺至深的土層分別為填土、素填土、黃土1、黃土1、黃土2、古土壤2、中砂(見(jiàn)表1)。根據(jù)剪切波速測(cè)試結(jié)果，擬建場(chǎng)地土層范等效剪切波速平均為為254.6m/s，且場(chǎng)地覆蓋層大于5m，根據(jù)GB50011-2001規(guī)范表4.1.6。建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。根據(jù)地堪報(bào)告本場(chǎng)地屬于Ⅱ級(jí)自重濕陷黃土地基。

該高層住宅樓為濕陷性黃土場(chǎng)地上的甲類(lèi)建筑，依據(jù)，《GB50025-2004》規(guī)范，甲類(lèi)鍵筑應(yīng)消除地基的全部濕陷量或采用樁基穿透全部濕陷黃土層，或?qū)⒒A(chǔ)設(shè)置在非濕性黃土層上；防水措施可按一般地區(qū)規(guī)定設(shè)計(jì)。根據(jù)本工程特性，地基處理方案應(yīng)同時(shí)滿足消除濕陷性及上部荷載的要求，而天然地基及復(fù)合地基均難以達(dá)到荷載和變形要求。因此該建筑采用樁基方案。基礎(chǔ)型式采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，筏板厚1600mm，筏板外挑300mm。基礎(chǔ)與灌注樁樁頂之間設(shè)置100mm素混凝土墊層，保證基礎(chǔ)受力均勻。

3主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1變形縫設(shè)置

依據(jù)伸縮縫最大間距控制要求，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫間距不大于45m，故在本工程中部設(shè)置一道變形縫，縫寬400mm，同時(shí)滿足抗震縫寬度要求。鑒于地下室變形縫對(duì)建筑防水的不利影響，故筏板基礎(chǔ)及地下室不設(shè)變形縫，而是通過(guò)設(shè)置后澆帶來(lái)滿足結(jié)構(gòu)需要。后澆帶寬800mm，由筏板、地下室外墻、地下室頂板貫通設(shè)置，后澆帶處鋼筋不斷，待兩個(gè)月后用強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的不收縮混凝土澆注。

3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析

本工程抗震設(shè)防烈度為8度，基本地震加速度為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，特征周期為凡=0.35s。建筑場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)。剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)。基本風(fēng)壓為0.4kN/m2，基本雪壓為0.35kN/m2。采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的PKPM系列軟件(2008年5月版)的SATWE程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

由于本工程平面凹凸不規(guī)則，故采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的不規(guī)則結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，并且考慮偶然偏心和雙向地震作用。施工荷載采用逐層加載方法。地震計(jì)算振型個(gè)數(shù)取15，風(fēng)荷載體型系數(shù)取1.3。結(jié)構(gòu)分析采用樓層剛度分析法。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2、表3、表4。

由以上計(jì)算結(jié)果可以得出:基底剪力系數(shù)即樓層剪重比大于3.2%，滿足規(guī)范對(duì)樓層最小剪重比的要求;結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比為0.78小于規(guī)范規(guī)定的最大限值0.9，表明該結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)符合規(guī)范要求;層間位移小于規(guī)范限值，保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能;同時(shí)考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比小于1.2，表明該結(jié)構(gòu)不屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)。另外，從JCCAD程序中可以得出該結(jié)構(gòu)質(zhì)心與剛度中心的偏心距比值符合規(guī)范要求，表明本工程結(jié)構(gòu)選型合理。

3.3杭震措施與構(gòu)造

我國(guó)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案采用的是較低地震力―較高延性方案:采用明顯小于設(shè)防烈度的小震地面運(yùn)動(dòng)加速度來(lái)確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)地震作用，并通過(guò)與其他荷載內(nèi)力進(jìn)行組合，來(lái)完成結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)。在地震反應(yīng)過(guò)程中，主要通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)屈服后形成的延性耗能機(jī)構(gòu)，達(dá)到抗震設(shè)防的目標(biāo)。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要通過(guò)內(nèi)力調(diào)整和構(gòu)造措施，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在低設(shè)計(jì)地震力的情況下具有足夠的延性。

1)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行了以下幾方面的內(nèi)力調(diào)整:結(jié)構(gòu)自振周期折減，折減系數(shù)為0.95;梁端負(fù)彎矩折減，取折減系數(shù)為0.55;連梁剛度折減，折減系數(shù)為0.7;梁扭矩折減，折減系數(shù)為0.4;對(duì)于跨高比大于2.5的連梁，梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)考慮梁端計(jì)算彎矩的影響進(jìn)調(diào)整，增大系數(shù)為1.1;底部加強(qiáng)部位剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值增大，增大系數(shù)為1.6。

2)設(shè)計(jì)中，采取了以下幾方面的構(gòu)造措施:在剪力墻中設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件;墻體分布筋最小配筋率不小于0.25%;1100mm高連梁腰筋截面直徑不小于10mm;。

以上構(gòu)造措施主要用來(lái)加強(qiáng)各類(lèi)構(gòu)件的抗剪能力，使其不致于在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)延性未發(fā)揮出來(lái)之前出現(xiàn)非延性的剪切破壞。進(jìn)而保證達(dá)到規(guī)范要求的“強(qiáng)剪弱彎”能力。

3)在抗震結(jié)構(gòu)中，樓板不但承受豎向荷載，而且對(duì)傳導(dǎo)水平力，協(xié)同各抗側(cè)力構(gòu)件工作起著非常重要的作用，故我們一方面應(yīng)該盡量減小板厚，降低結(jié)構(gòu)荷載，同時(shí)，也必須保證樓板足夠的剛度進(jìn)而保證結(jié)構(gòu)抗震的整體性。綜合考慮，本工程地下室頂板，板厚200mm采用雙層雙向配筋，標(biāo)準(zhǔn)層電梯和心筒板厚取120mm。采用雙層雙向配筋。另外在平面凹凸位置加大連梁斷面以減小扭轉(zhuǎn)變形。屋面樓板考慮溫度作用采用雙層雙向配筋。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述工程實(shí)例的介紹與分析，掌握了高層剪力墻的一般設(shè)計(jì)方法，并從中獲得幾點(diǎn)體會(huì):

篇10

近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的大力開(kāi)發(fā)，為了提高土地的利用率，高層住宅樓中高寬比超限結(jié)構(gòu)也越來(lái)越多，這不僅給設(shè)計(jì)計(jì)算分析帶來(lái)了難度，而且加大了抗震研究的難度，需要根據(jù)具體情況具體計(jì)算分析和設(shè)計(jì)，提出合適必要的抗震加強(qiáng)措施。對(duì)于結(jié)構(gòu)工程而言，給出結(jié)構(gòu)在不同強(qiáng)度地震作用下的反應(yīng)值，使研究和設(shè)計(jì)人員注重對(duì)結(jié)構(gòu)地震作用下地震反應(yīng)分析。在超限高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，有助于提高高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的可靠性，促進(jìn)高層建筑技術(shù)發(fā)展。設(shè)計(jì)者需要根據(jù)具體工程實(shí)際的超限情況，必要時(shí)還要進(jìn)行模型試驗(yàn)，業(yè)主也需要提供相應(yīng)的資助，以期保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。高層建筑工程抗震設(shè)防專(zhuān)項(xiàng)審查實(shí)踐表明，有的工程在抗震審查中由專(zhuān)家組的專(zhuān)家提出某些基于性能的設(shè)計(jì)要求。

2 高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性和意義

城市化進(jìn)程讓人們的生活質(zhì)量水平不斷提高，而住宅樓是人們生活賴以生存的空間，住宅樓的安全是保證人們生活質(zhì)量的基本保障。目前流行的高層住宅樓在安全問(wèn)題上是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，特別是抗震設(shè)計(jì)方面的威脅，給設(shè)計(jì)者和施工者帶來(lái)了更加嚴(yán)厲的要求。超高層建筑工程是一種建立在現(xiàn)代化技術(shù)下的建筑接哦股，在人們對(duì)空間的成分利用的前提下應(yīng)運(yùn)而生的，反映了人們對(duì)充滿現(xiàn)代感和時(shí)代感的城市生活的追求。超限高層建筑工程自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較復(fù)雜，超出了我國(guó)對(duì)建筑工程的規(guī)定，因而其抗震設(shè)計(jì)是超高建筑工程的重大難題。建筑物的抗震安全性和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全密不可分，必須認(rèn)識(shí)到超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的重要性。高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)只管重要，不僅是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保證，同時(shí)也是社會(huì)發(fā)展的需要所在。

3 高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)研究

3.1 高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理念

與一般的超高層結(jié)構(gòu)、高寬比超限高層結(jié)構(gòu)一樣，高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理念也是經(jīng)濟(jì)與性能的抗震設(shè)計(jì)。基于性能的抗震設(shè)計(jì)，是為了能夠根據(jù)建筑物的重要性和用途，由不同的性能目標(biāo)提出的一種抗震設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)分為不同的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)樵诮ㄖ镎麄€(gè)生命期內(nèi)，可能遭遇發(fā)生的地震是不同程度的。為了進(jìn)一步改善結(jié)構(gòu)抗震性能，相繼提出一些新規(guī)范及舊規(guī)范的修改計(jì)劃。基于性能的抗震設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)在不同水平地震作用下具有明確的性能水平，目標(biāo)性能水平的確定要綜合考慮來(lái)優(yōu)化確定。基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想，對(duì)于具體的工程結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員提出幾種抗震性能目標(biāo)及對(duì)應(yīng)的造價(jià)，由設(shè)計(jì)人員根據(jù)所選定的性態(tài)目標(biāo)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)滿足預(yù)期的抗震性能目標(biāo)。

3.2 高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本原則

從世界范圍來(lái)看，抗震的主要原則是“小震不壞，中震可修，大震不倒”。在實(shí)踐過(guò)程中，大部分建筑物符合了抗震規(guī)范設(shè)計(jì)，但是在中小地震過(guò)程中，可能造成建筑物的某些結(jié)構(gòu)正常使用功能的喪失。高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理念是基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念，如何把這種理念合理并且簡(jiǎn)單實(shí)用地應(yīng)用到實(shí)際中，主要遵循兩個(gè)基本原則。第一，傳統(tǒng)基于力的設(shè)計(jì)原則，即首先進(jìn)行基于地震作用的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行變形驗(yàn)算，采用可靠度理論和優(yōu)化思想來(lái)確定。第二，直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)原則，即采用結(jié)構(gòu)位移作為結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)，這種方法采用結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)最大位移進(jìn)行變形設(shè)計(jì)，與結(jié)構(gòu)實(shí)際情況更為符合。

3.3 高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

針對(duì)寬度和高度比超限的住宅樓的設(shè)計(jì)，其要點(diǎn)是一般連體板主要用來(lái)計(jì)算建筑物的連體部位和周邊，同時(shí)還要考慮地震的豎向作用。對(duì)在超限高層住宅樓工程中，主要依據(jù)就是結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)，防止出現(xiàn)過(guò)大的扭轉(zhuǎn)，對(duì)于抗震薄弱部位的保護(hù)措施能夠加強(qiáng)并得以保證，逐步改善建筑的抗震性能。綜合考慮其建設(shè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種不利因素和影響，基本要求就是要對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行超限的程度控制，以滿足提高結(jié)構(gòu)的延性的要求。高寬比必須要有一點(diǎn)或者一點(diǎn)以上符合規(guī)程、規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，要對(duì)結(jié)構(gòu)抗震進(jìn)行計(jì)算分析，要求在超限高層建筑的設(shè)計(jì)中注意對(duì)抗震計(jì)算的控制，結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)試和抗震實(shí)驗(yàn)也必須進(jìn)行過(guò)操作。

3.4 高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)抗震措施

對(duì)于高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，抗震設(shè)計(jì)措施首先是要注意底部剪力墻的厚度的加強(qiáng)，在連梁配筋的時(shí)候，采用交叉暗撐這種形式來(lái)加強(qiáng)其穩(wěn)定性。在梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)上，同樣也要注意剪力墻的厚度的加強(qiáng)，能夠使轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度符合規(guī)定的要求。超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)需要通過(guò)對(duì)已建成的工程進(jìn)行分析和總結(jié)，抗震實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證等方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。在加強(qiáng)構(gòu)建的強(qiáng)度和剛度，對(duì)于每一項(xiàng)的超限，都需要要有相應(yīng)的解決措施和方法來(lái)保證其抗震安全和受力的合理。對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力和變形進(jìn)行計(jì)算分析，應(yīng)多取一些振型，振型數(shù)的取值多少應(yīng)根據(jù)振型有效質(zhì)量來(lái)確定，應(yīng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)整體的抗傾覆穩(wěn)定性；并控制這些構(gòu)件的軸壓比，通過(guò)調(diào)整樁的布置，滿足有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。

4 總結(jié)

綜上所述，高層住宅樓高寬比超限結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，順應(yīng)了國(guó)家城市化的進(jìn)程，也是城市土地資源緊缺情況的必要措施，高層住宅樓抗震設(shè)計(jì)和研究具有重要意義，抗震設(shè)計(jì)和研究過(guò)程中應(yīng)該注意和避免一些問(wèn)題，這對(duì)提高我國(guó)高層建筑領(lǐng)域的技能和水平，都有著重要的意義和作用。總之，高層住宅樓發(fā)展前景廣闊，對(duì)其高寬比超限結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求也將更加嚴(yán)格。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛發(fā)民. 超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J]. 中華建設(shè)，2012，（10）.

[2]方嬌.某超限高層基于性能的抗震設(shè)計(jì)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2012.

[3]姜文輝，李智.超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題[J].廣東土木與建筑，2008（01）.

篇11

Key words: steel structure housing; slab types; comprehensive comparison

中圖分類(lèi)號(hào)：TU39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2010）36-0068-01

0引言

鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種新型的住宅形式，是在最近20年間才開(kāi)始投入實(shí)際工程中使用的。雖然鋼結(jié)構(gòu)在保護(hù)環(huán)境、資源合理利用、推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但還存在很多限制其發(fā)展的因素，例如鋼結(jié)構(gòu)建筑材料價(jià)格高，加上缺乏行之有效的行業(yè)法規(guī)，幾方面原因?qū)е落摻Y(jié)構(gòu)在普通民用建筑中難于推廣應(yīng)用。鑒于此，本文特以多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)為例，選取其樓板設(shè)計(jì)為分析對(duì)象，從選擇原則、類(lèi)型及綜合對(duì)比等方面進(jìn)行了深入地比較與分析，望對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于普通民用住宅中起到推進(jìn)作用。

1多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板的選擇原則

鋼結(jié)構(gòu)的基本元件是冷彎或熱軋的型鋼和鋼板，它的承載能力高，外部尺寸小，重量輕，由于框架這種形式，建筑內(nèi)部支撐少，空間布置的靈活性大。在設(shè)計(jì)中，針對(duì)結(jié)構(gòu)材料和類(lèi)型特征，應(yīng)把握如下設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:

①設(shè)計(jì)中綜合考慮布置梁柱的位置，特別是柱的形式、排列和柱距，應(yīng)最大限度地滿足居住空間靈活性的要求。②選擇合理的樓蓋結(jié)構(gòu)跨度，既不要太大（導(dǎo)致板厚加大，自重增加），也不要太小（不經(jīng)濟(jì)）。③選擇適當(dāng)?shù)奈恢貌贾媒Y(jié)構(gòu)支撐體系，以不妨礙建筑空間布局為宜，應(yīng)避免設(shè)在有門(mén)窗洞口或?qū)?lái)住戶有可能開(kāi)設(shè)門(mén)窗洞口的位置。④選擇適宜的鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)型，考慮人力、氣候、原材料、工期、造價(jià)等綜合因素的影響。⑤結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化且尺寸精確，以免增加現(xiàn)場(chǎng)安裝的困難和導(dǎo)致廢料的產(chǎn)生。⑥選擇隔聲、防滲效果好的樓板體系，保障居住環(huán)境的舒適性。⑦充分考慮鋼構(gòu)件的防火性能以及因此而產(chǎn)生的費(fèi)用。

2多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅樓板的類(lèi)型

2.1 全現(xiàn)澆樓板這種樓板與混凝土結(jié)構(gòu)建筑完全相同，樓板建造需支模，大量濕作業(yè)，施工現(xiàn)場(chǎng)工作量大，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)。而且因混凝土收縮、地基沉降、溫度等原因，樓板易開(kāi)裂，影響使用功能。但是成本低、防火性能較好、施工單位較熟悉，目前在鋼結(jié)構(gòu)住宅中仍有不少應(yīng)用。

2.2 半預(yù)制半現(xiàn)澆樓板①壓型鋼板-現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。通過(guò)栓釘將壓型鋼板固定在鋼梁上，作為永久性模板，同時(shí)考慮壓型鋼板參與部分樓板受力。現(xiàn)澆混凝土層整體性好，方便水、電等設(shè)備管線的敷設(shè)。由于壓型鋼板底部不平整，而且壓型鋼板外露防火性能較差，因而樓板下部需要做防火處理并加設(shè)吊頂，既增加造價(jià)又降低室內(nèi)空間凈高，國(guó)外一些生產(chǎn)企業(yè)對(duì)壓型鋼板進(jìn)行技術(shù)改造，生產(chǎn)推廣閉口型壓型鋼板作為鋼結(jié)構(gòu)樓層模板。該種鋼承板將板波口部縮小，板面與混凝土現(xiàn)澆層接觸面較多，而暴露在外的面積較小，因而可以不做板底防火處理，即能達(dá)到樓板防火要求。同時(shí)由于板底平整，無(wú)須吊頂，只要板底噴涂即可，保證室內(nèi)有效凈空。現(xiàn)澆混凝土若采用輕骨料混凝土，可以大大降低結(jié)構(gòu)樓板自重。②預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合現(xiàn)澆樓板。將工業(yè)化預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土薄板與鋼梁連接，上澆混凝土現(xiàn)澆層組成疊合板。這種疊合板同樣無(wú)須模板，施工方便，且省去了壓型鋼板，可降低造價(jià)。樓板厚度根據(jù)跨度大小經(jīng)計(jì)算確定。通常，預(yù)應(yīng)力混凝土薄板厚度為0~100mm，寬度國(guó)內(nèi)普遍采用900mm、1200mm兩種類(lèi)型，長(zhǎng)度可達(dá)到6m。現(xiàn)澆混凝土板厚度為50~80mm，現(xiàn)澆層加強(qiáng)樓板整體剛度，防止預(yù)制板開(kāi)裂，并可以增加樓板的隔聲性能。③雙向輕鋼密肋組合樓蓋。由鋼筋或小型鋼焊接的單品析架正交成的平板網(wǎng)架，并在網(wǎng)格內(nèi)嵌入五面體無(wú)機(jī)玻璃鋼模殼而形成雙向輕鋼密肋組合樓蓋。施工時(shí)利用平板網(wǎng)架自身的強(qiáng)度、剛度，并配1~2點(diǎn)臨時(shí)支撐即可完成無(wú)模板澆注混凝土作業(yè)。鋼框架梁和輕鋼析架被現(xiàn)澆混凝土包裹形成雙向組合樓蓋，增加了樓板的剛度。無(wú)機(jī)玻璃鋼模殼高度約250mm，500~600mm見(jiàn)方，混凝土現(xiàn)澆層厚度為50~70mm，樓板總厚度較大（密肋模殼可供設(shè)備管線穿過(guò)），需要架設(shè)吊頂。④密排小桁架-現(xiàn)澆混凝土樓板。樓面次梁采用密排小析架替代，與現(xiàn)澆混凝土樓板組合作用，各類(lèi)管線可從析架空腹穿過(guò)，同密肋模殼樓板一樣，也需要設(shè)置吊頂。

2.3 全預(yù)制樓板①壓型鋼板干式組合樓板。以冷彎薄壁型鋼制成的大波紋壓型鋼板作為結(jié)構(gòu)樓板骨架，結(jié)構(gòu)鋼梁預(yù)制為下翼緣加強(qiáng)加寬型，壓型鋼板置于結(jié)構(gòu)鋼梁的下翼緣上，跨度可達(dá)6m，上部釘高密度水泥刨花板，下部加一層保溫隔聲材料，底部防火石膏板吊頂。樓板各部件工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)施工組裝，構(gòu)件采用螺栓連接，施工全過(guò)程無(wú)水化。壓型鋼板厚度與鋼梁相同，樓板總厚度在200~400mm。總重量約為混凝土樓板的1/6。在歐洲各國(guó)使用較多，國(guó)內(nèi)只有引進(jìn)的小住宅采用。②預(yù)制加氣混凝土樓板。預(yù)制加氣混凝土樓板是以硅砂、水泥、石灰等為主要原料，內(nèi)配經(jīng)過(guò)防銹處理的加強(qiáng)鋼筋，經(jīng)過(guò)高溫、高壓、蒸氣養(yǎng)護(hù)而成的多氣孔混凝土板材。計(jì)算密度650kg/m3，是混凝土的1/4。具有質(zhì)輕耐火等特點(diǎn)。板材由工廠預(yù)制加工，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求定制，也可批量定型化生產(chǎn)。板材容許最大荷載5.0kN/m2，最大長(zhǎng)度可達(dá)4m。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)廠家引進(jìn)日本等國(guó)家技術(shù)設(shè)備，大量生產(chǎn)制作并投入使用。

3多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅不同類(lèi)型樓板的綜合比較

篇12

本住宅綜合樓,由某房地產(chǎn)公司投資興建,入住居民可以俯瞰公園全景,是集居住、休閑、健身、購(gòu)物、家庭辦公于一體的多功能公寓式高級(jí)住宅。

該工程占地面積22161m2 ,總建筑面積68740m2 。主要包括南北兩排高級(jí)住宅綜合樓和東西兩側(cè)公建。南側(cè)住宅綜合樓(B～G座) 地上8 層,北側(cè)住宅綜合樓(J～R 座) 地上8～10 層。南北住宅綜合樓均為剪力墻結(jié)構(gòu),南樓局部設(shè)有框支梁。東側(cè)公建(H 座) 地上2 層,為高配套商業(yè)用房,框架結(jié)構(gòu);西側(cè)公建(A 座) 地上4 層,為文化娛樂(lè)、健身中心,框架結(jié)構(gòu)。南北住宅綜合樓均設(shè)有兩層地下室,南樓地下2層戰(zhàn)時(shí)為六級(jí)人防物資庫(kù)、平時(shí)為汽車(chē)庫(kù),北樓地下2 層為設(shè)備用房,南北樓地下1 層均為自行車(chē)庫(kù)。南北住宅綜合樓中間局部設(shè)有地下室,位于地下2 層,為單純汽車(chē)庫(kù),其西側(cè)局部從地下2 層至地面為游泳池,框架結(jié)構(gòu)(局部含有剪力墻) 。

兩棟住宅綜合樓中間地面擬建社區(qū)公園,有假山、音樂(lè)噴泉、熱帶樹(shù)木、草坪、健身器材、夜景照明等。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本工程整體設(shè)計(jì)思路要求典雅、高級(jí)、舒適。建筑立面風(fēng)格追求歐式古典主義,平面布置講究高度靈活性,可以居住、辦公。為追求大尺度,部分戶型房間開(kāi)間達(dá)到12.8m ,進(jìn)深達(dá)到14.7m。戶型建筑面積在200～500m2 ,頂層帶躍層。

由于開(kāi)發(fā)商要求功能多樣化、適應(yīng)性強(qiáng)、個(gè)性鮮明,使得建筑設(shè)計(jì)平面與立面復(fù)雜、多變。所以與一般工程相比,本工程有鮮明特點(diǎn),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利因素相對(duì)集中,體系相對(duì)復(fù)雜,給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大難度,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1) 高差懸殊(住宅綜合樓與汽車(chē)庫(kù)高差達(dá)8～11 層) ;

2) 超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)(地下2 層建筑長(zhǎng)度達(dá)177m) ;

3) 大跨度樓板(最大板跨12.8m) ;

4) 錯(cuò)層集中(兩個(gè)部位剪力墻兩側(cè)層高分別為2.8m、3. 0m ,樓板層層交錯(cuò)設(shè)置) ;

5) 不規(guī)則坡屋頂(四坡屋項(xiàng)帶老虎窗) ;

6) 部分剪力墻不能直接落在基礎(chǔ)上(主要為南樓折線形外墻) 。

另外,本工程部分地下室設(shè)有人防層、游泳池。

3 技術(shù)施工

緣于本工程復(fù)雜性,經(jīng)過(guò)反復(fù)論證、綜合分析比較,確定設(shè)計(jì)原則如下:

住宅整體結(jié)構(gòu)采用剪力墻體系,墻體厚度為300mm 到頂,局部樓電梯間處墻厚200mm ,以提高結(jié)構(gòu)整體性以及抗側(cè)移剛度,并可以滿足“新規(guī)范”對(duì)剪力墻厚度的要求。樓板采用大板塊現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。針對(duì)該工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具體技術(shù)措施如下:

1) 高差懸殊問(wèn)題

設(shè)置兩道沉降縫將南北住宅綜合樓與中間地下汽車(chē)庫(kù)完全脫開(kāi),沉降縫寬度為100mm ,縫內(nèi)用粗砂填實(shí)。

2) 結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題

從地下1 層開(kāi)始設(shè)置伸縮縫將南北住宅綜合樓分成若干單體,縫寬100mm。仍然超長(zhǎng)的設(shè)置伸縮后澆帶,后澆帶寬800mm ,主體結(jié)構(gòu)施工完后兩個(gè)月用高一強(qiáng)度等級(jí)混凝土并加適量微膨脹劑澆灌,附加溫度鋼筋,加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù),以解決混凝土結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題。

3) 大跨度樓板問(wèn)題

本工程結(jié)構(gòu)最大板塊跨度為12.8m ×14.7m ,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定板厚為280mm。先采用普通混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算,在較大配筋率(0.65 %) 情況下承載力極限狀態(tài)可以滿足,混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度ξ(0.14) 不超限。但是正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算為ωmax = 0.35mm ,超過(guò)限值ωlim =0.3mm;板塊最大撓度為f = 0.0698m ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出限值[ f ] =0.043m ,無(wú)法滿足正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度與撓度驗(yàn)算的要求。

經(jīng)分析比較,認(rèn)為配置預(yù)應(yīng)力鋼筋是比較合理的,配筋率比較經(jīng)濟(jì),撓度和裂縫問(wèn)題均能很好解決,并可達(dá)到建筑上靈活設(shè)置隔墻、家庭辦公等要求。

另外,在板塊上部中間部位增設(shè)溫度鋼筋,以提高樓板抗變形能力。

4) 樓板錯(cuò)層問(wèn)題

由于開(kāi)發(fā)商特殊要求,本工程兩個(gè)部位出現(xiàn)錯(cuò)層集中現(xiàn)象,剪力墻兩側(cè)層高分別為2.8m、3.0m ,具體為Q、R 座中間墻,J 、K座中間墻。這樣使得樓板層層交錯(cuò),而且錯(cuò)層部位樓板高差不一致。

由于樓板起到傳遞和分配水平力的作用,樓板錯(cuò)層造成局部應(yīng)力集中和剪力墻平面外、平面內(nèi)短墻受彎等情況,對(duì)結(jié)構(gòu)十分不利。

具體處理措施為:加強(qiáng)錯(cuò)層部位剪力墻厚度,將該部位剪力墻厚度調(diào)整為400mm ,以提高剪力墻平面外剛度;剪力墻抗震等級(jí)提高一級(jí),剪力墻分布鋼筋配筋率提高到0.5 % ,并適當(dāng)增加暗柱數(shù)量和配筋等。

在結(jié)構(gòu)計(jì)算上采用彈性樓板假定。

5) 坡屋面問(wèn)題

由于建筑立面要求,屋頂做成不規(guī)則坡屋面形式,水平跨度都在10～12.8m左右。下部為300mm 厚剪力墻結(jié)構(gòu),用層高限制,無(wú)法設(shè)置托柱梁,更不宜在屋脊交點(diǎn)位置樓板上設(shè)置立柱,形成不了框架結(jié)構(gòu),所以這種不規(guī)則坡屋面給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成很大困難。

經(jīng)過(guò)多種結(jié)構(gòu)形式的比較分析、反復(fù)試算,確定采用空間剛架方案來(lái)解決,即在屋頂沿屋脊位置、窗間墻位置設(shè)置斜柱,柱截面高度與墻厚相等為300mm,柱截面寬度確定為600mm,并在屋頂部設(shè)置水平拉梁以構(gòu)成空間剛架。

如此布置很好地滿足了建筑上豐富立面的構(gòu)思,又能夠減輕結(jié)構(gòu)自重,圓滿地解決了工程問(wèn)題。

6) 框支梁?jiǎn)栴}

由于南樓地下2 層出挑部分為汽車(chē)庫(kù),采用大柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)布置。住宅部分從地下1 層開(kāi)始,其部分外墻(南側(cè)外墻) 不能落到基礎(chǔ)上,而且外墻沿幾條軸線布置,走向形成折線外形。軸線間距在各個(gè)部位不等,大部分為2 000mm。

結(jié)構(gòu)處理方法為采用框支托梁形式,把整個(gè)折線形外墻托起,以承擔(dān)豎向荷載并傳遞水平地震力。經(jīng)計(jì)算采用1000mm 高度沒(méi)有問(wèn)題,寬度各個(gè)部位有所不同,大部分為2500mm。

4 結(jié)構(gòu)計(jì)算

本建筑抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi),抗震設(shè)防烈度為7°,場(chǎng)地土類(lèi)別為Ⅱ類(lèi),住宅部分框架、剪力墻抗震等級(jí)均為二級(jí),框支框架抗震等級(jí)提高為一級(jí),單純地下車(chē)庫(kù)部分抗震等級(jí)確定為二級(jí)。采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM 工程部編寫(xiě)的《SATWE》程序計(jì)算。

由于主體結(jié)構(gòu)在地下2 層開(kāi)始采用沉降縫全部斷開(kāi),分成了三個(gè)部分,其中汽車(chē)庫(kù)僅設(shè)置于地下2 層,南北住宅綜合樓地上層數(shù)較多,較為典型,尤以南樓具有代表性,現(xiàn)將南樓一部分(BCDE 座) 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算情況簡(jiǎn)單介紹如下:

1) 地震作用下層間位移角曲線

a - X 方向最大層間位移角= 1/1 821 ;

b - Y 方向最大層間位移角= 1/3 210

圖1 X 、Y 方向最大層間位移角曲線

2) 地震作用下最大反應(yīng)力曲線

3) 地震作用下結(jié)構(gòu)周期周期如表1。

表1 地震作用下的結(jié)構(gòu)周期

方向 T1 T2 T3 T4 T5 T6

X方向 0.3182 0.1065 0.0625 0.0586 0.0546 0.0543

Y方向 0.2515 0.1239 0.0770 0.0418 0.0326 0.0302

a - X 方向最大樓層反應(yīng)力= 4 522.0kN;

b - Y 方向最大樓層反應(yīng)力= 4 208.4kN

圖2 X 、Y 方向最大樓層反應(yīng)力曲線ƒ

a - x 方向;b - y 方向

圖3 質(zhì)心振動(dòng)

地震力Q0 X = 32 216kN ,Q0 Y = 36 014kN

剪重力Q0 X/Ge = 13.74 % ,Q0 Y/Ge = 15.36 %

最大層間位移= 1/1 821

軸壓比μ:絕大部分剪力墻軸壓比μ≈0 ,個(gè)別小墻肢最大軸壓比μ= 0.23。

框架梁、柱、剪力墻、連梁配筋均無(wú)超筋情況,從整體計(jì)算結(jié)果看,本工程結(jié)構(gòu)布置比較合理。

5 地基基礎(chǔ)

本工程由中國(guó)建筑科學(xué)研究院地質(zhì)勘察公司提供詳細(xì)“地勘”報(bào)告,地基持力層為第四紀(jì)沉積粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土④層,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值綜合取值為f k = 160kPa ,地下水近3～5年最高水位為自然地面下3m。

根據(jù)《江蘇省建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范》,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)深度修正已達(dá)到f = 260kPa(基礎(chǔ)埋深為自然地面下9m) ,以層數(shù)較多的北樓為代表,結(jié)構(gòu)豎向力標(biāo)準(zhǔn)值(D +L) 為246kPa ,地基承載力完全可以滿足要求,采用天然地基沒(méi)有問(wèn)題。地下室抗浮驗(yàn)算也無(wú)問(wèn)題。

篇13

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提高，越來(lái)越多農(nóng)村人口向城市聚集，使得城市人口越來(lái)越擁擠，這勢(shì)必會(huì)帶來(lái)住房緊張等各類(lèi)問(wèn)題，然而想要緩解城市人口以及住房壓力等問(wèn)題就只能不斷擴(kuò)大城市建設(shè)的同時(shí)新建高層建筑，從而擴(kuò)大城市人口容納量，加快城市化進(jìn)程。在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)槠洫?dú)有的抗震性能好、抗側(cè)剛度大、側(cè)移較小的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于其中，特別是高層剪力墻住宅。然而剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中仍沒(méi)有一個(gè)明確的規(guī)定用以判斷剪力墻截面尺寸大小及其形狀、位置布置等合理與否情況，一般情況下都是根據(jù)結(jié)構(gòu)工程師經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、判斷的。這就使得一些不合理設(shè)計(jì)問(wèn)題容易出現(xiàn)，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)安全性不足或造價(jià)增加等。本文主要以佛山裕富花苑住宅小區(qū)工程項(xiàng)目中的C座住宅樓為例，并在此基礎(chǔ)上探討其剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題。

1 工程概況

2.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：首先是，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)水平荷載而進(jìn)行的，水平荷載成為了決定性的因素。原因是剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)樨Q向荷載力（包括重力等）引起的彎矩與軸力大小只是與建筑高度的一次方成正比例的關(guān)系，而水平荷載引起的傾覆力矩以及在豎構(gòu)件中出現(xiàn)的軸力大小是與建筑高度的兩次方成正比例關(guān)系；且對(duì)一般建筑而言，豎向荷載（包括自重等）的值基本上都是固定不變，而水平荷載主要有風(fēng)荷載與地震作用等，其數(shù)值是可改變的，且隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的改變而改變；其次是，在自重等豎向荷載作用下軸向變形比較大。高層建筑豎向荷載比較大，容易使柱出現(xiàn)較大的軸向變形，從而影響到主梁的彎矩。此外，還會(huì)對(duì)構(gòu)件的位移以及剪力造成一定程度的影響，最終影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性；第三，側(cè)移的控制是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。建筑結(jié)構(gòu)的位移與建筑高度呈正比關(guān)系，高度越高位移就越大，從而影響到工程建筑的安全性，這就要求，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意將在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)位移量控制在規(guī)定限度以內(nèi)；第四，結(jié)構(gòu)延性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。在地震作用下，高層建筑與較低樓房建筑相比，出現(xiàn)的變形量會(huì)更大一些。為確保高層建筑結(jié)構(gòu)在通過(guò)塑性變形階段后仍然具備較大的變形能力，以防倒塌現(xiàn)象發(fā)生，因此，應(yīng)采取有效的處理辦法，使高層建筑結(jié)構(gòu)具備充足的延性。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，除了承受樓板傳來(lái)的豎向荷載外，還承受風(fēng)荷載和水平地震作用。剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，在水平力作用下的側(cè)移較小，承載力較大，且整體性較好。通過(guò)合理設(shè)計(jì)，能設(shè)計(jì)成抗震性能很好的延性剪力墻。由于剪力墻承載力大，側(cè)向變形小，且有一定延性，在多次大地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)破壞很小，表現(xiàn)出很好的抗震性能。但剪力墻的間距一般較小，平面布置不夠靈活，建筑空間受到一定限制，因此一些需要大空間的建筑使用剪力墻結(jié)構(gòu)就受到一定的限制。對(duì)于上部為住宅，下面幾層為商場(chǎng)的高層建筑，對(duì)影響建筑使用空間的剪力墻，可以采用框支梁、框支柱來(lái)轉(zhuǎn)換，擴(kuò)大使用空間。

3 簡(jiǎn)述剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的合理布設(shè)

在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布設(shè)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：（1）剪力墻應(yīng)沿主軸方向雙向均勻布置，宜使兩個(gè)方向抗側(cè)剛度接近，不宜采取單向的方式進(jìn)行布設(shè)。盡量使得剛度中心與質(zhì)量中心靠近，減小地震造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)；（2）在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行布設(shè)時(shí)，墻肢使用不宜選擇“一”字形的，帶翼緣的T型或L型等最為適宜。以上C座住宅樓在剪力墻結(jié)構(gòu)布置中墻肢就主要以T型和L型的為主，“一”字形墻肢的采用則比較少；（3）為減輕結(jié)構(gòu)自重，加大建筑可用空間，剪力墻不宜布置太密使結(jié)構(gòu)有合適的剛度，以滿足規(guī)范的側(cè)移限制為好；（4）剪力墻豎向剛度要求勻稱(chēng)，由下到上連續(xù)布置，可沿高度改變剪力墻厚度和混凝土強(qiáng)度等級(jí)；（5）剪力墻上要布置洞口，應(yīng)盡量布置成成排成列，能夠形成很明確的墻肢和連梁，使得應(yīng)力分布比較規(guī)則，又與計(jì)算簡(jiǎn)圖較為吻合，設(shè)計(jì)結(jié)果比較可靠。本次案例C座住宅樓剪力墻布置圖如圖2所示。

3.2 剪力墻長(zhǎng)度和厚度的選擇

剪力墻越細(xì)長(zhǎng)（寬高比不小于2），延性越好，從而對(duì)脆性的剪切破壞能夠起到預(yù)防的作用，而為了確保剪力墻結(jié)構(gòu)有充足的延性，剪力墻墻肢設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度通常情況下為8米以內(nèi)。如本次C座住宅樓建筑工程設(shè)計(jì)中，剪力墻墻肢長(zhǎng)度大部分設(shè)計(jì)在1.6米至2米以內(nèi)，最大的為3.8米。如果剪力墻墻肢長(zhǎng)度為8米以上或更大時(shí)，長(zhǎng)墻可通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口的方式分為長(zhǎng)度均勻且較短的聯(lián)肢墻，而洞口連梁應(yīng)采用弱連梁。

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》為確保剪力墻的穩(wěn)定性和剛性，在第7.2.2條提出了剪力墻的最小厚度，且規(guī)定在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，其選擇的抗震等級(jí)應(yīng)比第7.2.2條規(guī)定的要高出一級(jí)。本次工程中，填充墻厚度設(shè)計(jì)為200毫米，那么剪力墻厚度也應(yīng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)為200毫米，如此一來(lái)，有利于剪力墻平面外獲取較充足的剛度，預(yù)防偏心荷載作用下剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲、不穩(wěn)的情況。

3.3 連梁在剪力墻結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)

所謂連梁，指的是在剪力墻結(jié)構(gòu)中，在墻肢與墻肢之間的梁。在地震和風(fēng)荷載作用下，連梁對(duì)墻肢發(fā)生彎曲變形破壞時(shí)的形態(tài)影響很大。在對(duì)剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)連梁的設(shè)計(jì)引起重視，合理設(shè)計(jì)使剪力墻受破壞的幾率得到有效控制或降低。在對(duì)連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)強(qiáng)墻弱梁的原則而進(jìn)行，使剪切墻結(jié)構(gòu)延性得到提高。

3.4 底部加強(qiáng)區(qū)約束邊緣構(gòu)件設(shè)置

通過(guò)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》以及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，應(yīng)將約束邊緣構(gòu)件布設(shè)于一、二級(jí)抗震剪力墻鄰近的上層墻肢的端部及其底部加強(qiáng)區(qū)位置，且三、四級(jí)抗震設(shè)計(jì)、非抗震設(shè)計(jì)的剪力墻墻肢端部和一、二級(jí)抗震設(shè)計(jì)剪力墻的其余位置也應(yīng)布設(shè)約束邊緣構(gòu)件。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》還規(guī)定，在重力荷載代表值作用下墻肢底截面的軸壓比如果與一定值相比比較小時(shí)，也應(yīng)布設(shè)構(gòu)造邊緣構(gòu)件。構(gòu)造邊緣構(gòu)件布設(shè)的主要作用為，條件合適時(shí)，它可以有助于剪力墻耗能能力及其延性的增強(qiáng)，如本次C座住宅樓將地下室一直至地上三層設(shè)計(jì)為加強(qiáng)區(qū)。

3.5 剪力墻的配筋設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)中，水平筋與豎向筋的間距一般在150毫米至300毫米之間，通常情況下選200毫米，且水平筋于剪力墻外側(cè)設(shè)置，豎向筋則于剪力墻的內(nèi)側(cè)設(shè)置。如果有負(fù)責(zé)將主筋和箍筋拉住的拉筋時(shí)，拉筋材料應(yīng)選擇Φ8或者是Φ6的鋼筋，間距不宜大于600毫米。豎向鋼筋的搭接率的確定應(yīng)依照剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震級(jí)別來(lái)進(jìn)行。剪力墻結(jié)構(gòu)中，暗柱與短柱中的水平筋直至端部為止應(yīng)保持接連不斷，于端部彎折，且彎折的長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)計(jì)為10d。對(duì)于豎向筋，不應(yīng)在暗柱中布設(shè)，但是其總配筋應(yīng)符合構(gòu)造需求。

結(jié)語(yǔ)

本文主要在筆者多年建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)要概述了高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及高層建筑結(jié)構(gòu)本身的特性，對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了闡明，并總結(jié)概括了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題和注意事項(xiàng)。從剪力墻長(zhǎng)度以及厚度選擇、剪力墻結(jié)構(gòu)合理布設(shè)等角度出發(fā)，并在此基礎(chǔ)上提出了一些在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇見(jiàn)的問(wèn)題和解決方法。同時(shí)結(jié)合佛山市裕富花苑住宅小區(qū)工程項(xiàng)目中的C座住宅樓的實(shí)例，指出了剪切墻在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)以及具體應(yīng)用的相關(guān)解決措施，意在為相關(guān)建筑工程設(shè)計(jì)人員提供參考，用以加強(qiáng)建筑工程的安全性以及經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]楊斌，張紅英.關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中若干問(wèn)題的研究[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2007，

24（6）：596-600.

[2]夏卓文.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與剪力墻設(shè)計(jì)[J].住宅技，2007，21（2）：29-32.