高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計精選(九篇)
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第1篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】住宅；轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計；構(gòu)造措施
一、工程概況
某住宅區(qū)由東、西兩區(qū)組成，總建筑面積約14.11萬m2，地上有6棟32～35層住宅，其中1#、2#樓1～2層為商業(yè)裙樓，3～32層為住宅，總高度97.8m；3#樓一層為架空層，2～32層為住宅，總高度97.6m；4#～6#樓1～35層均為住宅，總高度98.2m；地下2層，設(shè)置連通地下室作為車庫及設(shè)備用房使用，其中負(fù)2層有部分設(shè)有平戰(zhàn)結(jié)合的核6級、常6級防空地下室。
因本工程平面呈細(xì)腰型，腰部應(yīng)力最集中，而在此處又布置了電梯井道和消防疏散樓梯，開洞較多，對樓板剛度削弱較嚴(yán)重，不利于抗震，是結(jié)構(gòu)設(shè)計中值得高度重視的部位。框支剪力墻加落地筒體及部分落地剪力墻結(jié)構(gòu)，屬A級高度復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)。底部設(shè)計為規(guī)整的大跨度柱網(wǎng)，既可滿足地下室停車場和設(shè)備用房的使用要求，又為其上的商業(yè)裙樓提供了更大的空間。其中1#、2#樓在2層頂部設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，3#樓在1層頂部設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層以下為框支框架及部分落地剪力墻，轉(zhuǎn)換層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)；4#～6#樓為剪力墻結(jié)構(gòu)。上部住宅采用剪力墻結(jié)構(gòu)，其中剪力墻最小厚度200mm，轉(zhuǎn)換層以下剪力墻厚度400～ 700mm，框支柱最大截面800*2300mm，底部加強(qiáng)部位在六層以下，加強(qiáng)部位豎向抗側(cè)力構(gòu)件采用C50混凝土。1#～6#樓均以地下室頂板作為嵌固端。
二、計算分析及參數(shù)選取
采用中國建研院編制的SATWE進(jìn)行計算，計算參數(shù)為：抗震設(shè)防烈度為7度，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，Ⅱ類場地土，基本風(fēng)壓0.9KN/m2（承載力計算）及0.75 KN/m2（位移計算），框支框架和剪力墻抗震等級分別為一級和二級，計算中考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、模擬施工加載，取18個振型進(jìn)行計算。
1、側(cè)向剛度計算方法的選取
A：剪切剛度法，即GKi=GiAi/Hi；B：剪彎剛度法，即 Ki=Δi/Hi；C：抗震規(guī)范條文說明建議方法（地震層間剪力與地震層間位移的比值），即 Ki=Vi/Δui。其中方法A適用于底層大開間結(jié)構(gòu)；在計算高位轉(zhuǎn)換這類長細(xì)柱（墻）結(jié)構(gòu)時，側(cè)向剛度宜采用方法B計算，以充分反映彎曲變形的影響；方法C適用于除A、B以外的規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)。
2、嵌固端選擇的合理性分析
地下室作為地下車庫使用，空間大間隔少，其頂板作為上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的嵌固端，應(yīng)保證被嵌固構(gòu)件在嵌固處不會發(fā)生平動位移和轉(zhuǎn)動位移。本工程地下室頂板覆土1m，且消防車道部分給予20KN/m2的活荷載，地下室頂板采用現(xiàn)澆梁板框架井字梁結(jié)構(gòu)，主框架梁500*900（消防車道下部分500*110），次梁300*700mm；板厚200mm，混凝土強(qiáng)度等級C30，采用雙向拉通配筋，并滿足構(gòu)造要求。結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度亦能滿足規(guī)范要求，因此嵌固端選擇在地下室頂板處是合理的。
3、結(jié)構(gòu)自振周期
以3#樓為例，按框支結(jié)構(gòu)經(jīng)驗公式計算，T=（0.05～0.07）N=1.70～2.38s，自振周期值在經(jīng)驗值范圍內(nèi)，扭轉(zhuǎn)周期與平動周期Tt/T1=0.721
4、結(jié)構(gòu)規(guī)則性
本工程采用的是豎向抗側(cè)力構(gòu)件內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件向下傳遞的形式，屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，通過計算、內(nèi)力調(diào)整及構(gòu)造的方式調(diào)整，使其余各項均能滿足規(guī)范要求：結(jié)構(gòu)在地震和風(fēng)荷載作用下的層間最大位移轉(zhuǎn)角滿足規(guī)范要求；最大位移與樓層平均位移的比值滿足規(guī)范要求；側(cè)向剛度不小于相鄰上層的70%和相鄰3個樓層平均值的80%；腰部樓板通過構(gòu)造措施避免尺寸和平面剛度的急劇變化。
三、轉(zhuǎn)換層的設(shè)計特點
本工程轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件為梁―柱體系，框支框架抗震等級取一級。框支剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度取六層以下，抗震等級為二級，軸壓比限值為0.6，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量不變的情況下， 該部位不落地剪力墻往往不能滿足要求，需要特別加厚或加長，為避免轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度突變，加大落地剪力墻和底部核心筒剪力墻厚度，提高底部豎向構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級。結(jié)合樓層扭轉(zhuǎn)位移控制條件，在平面剛度較弱的周邊部位增加布置剪力墻并調(diào)整使其對稱均勻，避免過大偏心，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時也能提高轉(zhuǎn)換層下部的側(cè)向剛度比。上部剪力墻的水平剪力需要通過轉(zhuǎn)換層樓板傳遞到落地剪力墻，實現(xiàn)上下層剪力的重分配，轉(zhuǎn)換層樓板傳遞因豎向不連續(xù)產(chǎn)生的水平集中應(yīng)力，平面翹曲變形顯著，因此轉(zhuǎn)換層板厚取 200mm，雙層雙向配φ12@150結(jié)合周邊框架梁的布置，轉(zhuǎn)換層樓板整體性得到加強(qiáng)。
結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換梁盡量做到一次轉(zhuǎn)換，盡量做到轉(zhuǎn)換梁軸線與上部墻肢軸線相重合，以避免由偏心支承帶來的彎剪扭效應(yīng)對結(jié)構(gòu)延性的降低。對于二次轉(zhuǎn)換、偏心布置和受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換構(gòu)件，施工圖階段補(bǔ)充局部應(yīng)力分析，在考慮最不利荷載組合情況下得到轉(zhuǎn)換梁的應(yīng)力分布特點，對高應(yīng)力區(qū)進(jìn)行重點加強(qiáng)，如提高配箍率和增加抗扭筋的設(shè)置，提高轉(zhuǎn)換梁構(gòu)件的抗剪和抗扭能力。
四、概念設(shè)計與構(gòu)造措施
概念設(shè)計比數(shù)值設(shè)計更重要，先進(jìn)的設(shè)計思想可以通過概念設(shè)計得到充分的體現(xiàn)。概念設(shè)計是指通過力學(xué)規(guī)律、震害教訓(xùn)、試驗研究、工程實踐經(jīng)驗等的設(shè)計概念、設(shè)計對策和措施 ， 它比量化的計算更能有效的從宏觀上處理好結(jié)構(gòu)的安全問題，特別是抗震安全。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位，地震能量的耗散僅集中在少數(shù)薄弱部位，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞。現(xiàn)有抗震設(shè)計方法的前提之一是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)件設(shè)計并加以構(gòu)造措施，或采用動力時程分析進(jìn)行驗算，試圖達(dá)到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。
本工程采用合理的建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，在方案階段早期介入，并將概念設(shè)計貫徹整個設(shè)計始終。通過不同結(jié)構(gòu)布置方案的試算和比較，不斷調(diào)整剪力墻的位置和數(shù)量使之趨于合理經(jīng)濟(jì)，對結(jié)構(gòu)的薄弱部位采取抗震加強(qiáng)措施，主要包括：提高結(jié)構(gòu)抗震能力，保證框支轉(zhuǎn)換層及以上作為剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的部位有足夠的承載能力和延性，將轉(zhuǎn)換層以上6層不落地剪力墻混凝土等級提高至C50，降低構(gòu)件軸壓比，增加墻體豎向和水平鋼筋，提高構(gòu)件延性，并適應(yīng)罕遇地震作用下塑性鉸的出現(xiàn)和發(fā)展；提高結(jié)構(gòu)抗扭剛度，降低扭轉(zhuǎn)作用，將底部加強(qiáng)層以下兩邊縱向的剪力墻厚度增大至250mm；加強(qiáng)樓板傳遞水平力的能力，將細(xì)腰部樓板厚度加大至160mm，并提高其配筋率，采用雙層雙向通長配筋。
五、結(jié)束語
綜上所述，本工程抗側(cè)力構(gòu)件結(jié)構(gòu)布置合理，自振周期及剪重比適中，水平位移滿足規(guī)范限制要求，構(gòu)件截面取值合理，結(jié)構(gòu)體系具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力，構(gòu)件設(shè)計滿足“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”的原則，對結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的薄弱部位采取了必要的加強(qiáng)措施，結(jié)構(gòu)體系選擇恰當(dāng)。
參考文獻(xiàn)：
第2篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：高層住宅 剪力墻體系 結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號：TU241.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
0 引言
改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑業(yè)已經(jīng)成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來，在國家城鄉(xiāng)一體化統(tǒng)籌發(fā)展思路指引下，城市化進(jìn)程加快，房地產(chǎn)開發(fā)如火如荼，其中高層住宅小區(qū)占了很大的比例。而目前的鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)住宅以剪力墻結(jié)構(gòu)居多，因此，對于從事高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師來說，必須能夠吸收當(dāng)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些成功經(jīng)驗，并把結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、合理性與結(jié)構(gòu)抗震的安全性等諸多因素加以統(tǒng)籌考慮，才能很好的與建筑師配合并設(shè)計出經(jīng)濟(jì)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。
1 高層住宅的受力特點與支撐件
對于高層住宅而言，越高所承受的豎向荷載就越大，水平風(fēng)荷影響也越大，所承受的外力主要就是水平和垂直方向。對于比較低的建筑來說，高度較低，地基面積較大，相對而言所受的風(fēng)荷及地震影響就相對較小，在高層住宅上，水平荷載產(chǎn)生的傾覆力會很大，設(shè)計人員主要考慮的問題是水平荷載，軸向變形及結(jié)構(gòu)延性等方面。
1.1 水平載荷
建筑物的高度達(dá)到一定數(shù)值后，它們在豎直方向上承載的荷載變化量并不大，所承受的風(fēng)荷載以及地震作用的水平荷載會呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，建筑物的結(jié)構(gòu)特性不同，風(fēng)荷載及地震水平荷載則會隨之發(fā)生較大變化。
1.2 軸向變形
建筑物越高，豎向荷載越大，豎向荷載越大，連接柱中的軸向變形就會越大，相應(yīng)的，連續(xù)梁的彎矩所受影響就會越大，預(yù)制構(gòu)件的下料長度也會受影響而有所改變，由此可見，在施工時必須計算出軸向變形值，并及時調(diào)整下料長度。
1.3 結(jié)構(gòu)側(cè)移
高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵之一是結(jié)構(gòu)側(cè)移的控制，建筑物越高，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移就會越大，對于建筑物的穩(wěn)定性威脅也就越大，因此，高層住宅的結(jié)構(gòu)側(cè)移一定要嚴(yán)格控制，以確保建筑物的穩(wěn)定性。
1.4 結(jié)構(gòu)延性
相對于低層建筑而言，高層住宅的結(jié)構(gòu)柔和性較好，在地震侵襲發(fā)生較大震動時，會產(chǎn)生較大的變形。建筑物在塑性變形階段中對變形能力的要求相對較高，要想保證結(jié)構(gòu)延性，必須在建筑設(shè)計中采取一定的措施。
2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則
剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑中主要承擔(dān)豎直方向重力與水平方向荷載，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計既要安全合理，又要考慮經(jīng)濟(jì)問題。設(shè)計過程中，各種位移限制值都要滿足，結(jié)構(gòu)構(gòu)件中抗側(cè)力構(gòu)件的作用也要充分考慮到。設(shè)計時，剪力墻的數(shù)量也要滿足位移限制值相關(guān)規(guī)范的要求，數(shù)量應(yīng)該盡量少，但又不能影響基本振型的要求。建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)所承受的傾覆力矩應(yīng)不小于總數(shù)的一半。
2.1 調(diào)整樓層最小剪力系數(shù)方面的原則
設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的布置要盡量減小，大開間的剪力墻結(jié)構(gòu)布置是最好的設(shè)計方案，側(cè)向剛度結(jié)構(gòu)可以達(dá)到較為理想的狀態(tài)。樓層間的剪力系數(shù)盡量小，但不能超出規(guī)范的極限范圍，短肢剪力墻承受的地震傾覆力矩于整體總底部承受的地震傾覆力比要小于或等于1:4，這樣既可以減輕結(jié)構(gòu)自重，同時降低了地震帶來的危害又可以節(jié)約費用。
2.2 調(diào)整樓層間最大位移與層高之比方面的原則
規(guī)范規(guī)定的最大的樓層間的位移在計算的時候，如果樓層地區(qū)地震比較頻繁，所用的標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層計算可以保留在結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形，應(yīng)該計入扭轉(zhuǎn)變形在以彎曲變形為主的高層住宅中。高層住宅重點考慮的方面就是樓層間的扭轉(zhuǎn)和剪力變形。結(jié)構(gòu)的剪切變形由豎向構(gòu)件的數(shù)量決定，在建設(shè)施工中，有足夠多數(shù)量的構(gòu)件還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更要考慮構(gòu)建的布局是否合理，如果不合理，就會產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，樓層間的位移就達(dá)不到要求。因此，對于高層住宅而言，不能只是以樓層間的位移來確定豎向構(gòu)件的剛度，而應(yīng)該盡量減小扭轉(zhuǎn)變形。
2.3 調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)連續(xù)超限方面的原則
剪力墻結(jié)構(gòu)的連續(xù)跨高比太小會導(dǎo)致彎矩超限及剪力過大，超過規(guī)范限度，跨高比一般大于或等于2.5。規(guī)范規(guī)定，在跨高比小于5的時候，連續(xù)梁不能夠拆減。跨高比的正確選擇，可以很好地避免彎矩及剪力過量，可保持在規(guī)定范圍內(nèi)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如果可以有效合理的用上這些，可以大大降低工程成本。
3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
剪力墻的剛度較大，整體性較好，容易達(dá)到承受的荷載要求。設(shè)計師主要考慮以下幾個方面：
3.1 剪力墻截面的厚度要求
剪力墻厚度盡量小的優(yōu)點主要是保證剪力墻平面的剛度及其穩(wěn)定性。當(dāng)剪力墻相較于墻體平面外面時，相交處可以作為剪力墻的支撐，對于平面外的剛度與穩(wěn)定性有很好的保證。剪力墻最小厚度確認(rèn)時，計算依據(jù)主要是建筑物層高及無支長度中的較大值。按一、二級抗震等級設(shè)計的剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/16，且不應(yīng)小于200mm；其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/20，且不應(yīng)小于160mm。當(dāng)為無端柱或翼墻的一字形剪力墻時，其底部加強(qiáng)部位截面厚度尚不應(yīng)小于層高的1/12；其他部位尚不應(yīng)小于層高的1/15，且不應(yīng)小于180mm；按三、四級抗震等級設(shè)計的剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/20，且不應(yīng)小于160mm；其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/25，且不應(yīng)小于160mm；非抗震設(shè)計的剪力墻，其截面厚度不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/25，且不應(yīng)小于160mm。
3.2 剪力強(qiáng)結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度等級要求
剪力墻中混凝土要求相對較高，等級最少要為C20，如果剪力墻結(jié)構(gòu)中帶有筒體與短肢，那么其中的混凝土強(qiáng)度最少要為C25。
3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)在進(jìn)行抗震設(shè)計時，構(gòu)造邊緣的構(gòu)件在剪力墻墻肢中是必不可少的。在非抗震設(shè)計中，其墻端部位的構(gòu)件配置及鋼筋配置都要符合相關(guān)的規(guī)范。
3.4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮豎向分布時鋼筋配筋率的最小值，主要作用就是保證混凝土墻體在受到彎矩較大出現(xiàn)裂縫時不至于立刻達(dá)到抗彎承載力的極限，還可以防止斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪拉破壞。
3.5 剪力墻結(jié)構(gòu)開洞構(gòu)造設(shè)計。若是剪力墻結(jié)構(gòu)中開洞較小，其影響較小，在計算時可不必考慮在內(nèi)。為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)截面的承載力，要在鋼筋切斷集中處將洞口補(bǔ)足，并且鋼筋直徑最小要達(dá)到12mm。具體施工要根據(jù)實際情況，邊緣構(gòu)件的設(shè)置根據(jù)實際情況。
3.6 高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)體系受到的豎直方向荷載比較大，豎直荷載包括建筑整體的自身重量及樓面荷載產(chǎn)生的影響。由于荷載的存在，豎直方向會產(chǎn)生軸力，使連續(xù)梁內(nèi)出現(xiàn)彎矩。計算時依據(jù)的是其受力面積。若是水平荷載，其計算就要按平面考慮了。剪力墻結(jié)構(gòu)計算工作比較復(fù)雜且工作量較大，在設(shè)計時，要針對不同的剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點進(jìn)行計算。
剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種抗剪性能較好的結(jié)構(gòu)，設(shè)計時要考慮建筑施工的具體情況，設(shè)計時應(yīng)盡量避免豎向剛度突變，確保其剛度。
4 結(jié)束語
目前我國城市土地供應(yīng)緊張與住宅市場需求旺盛的矛盾日漸突出，城市轉(zhuǎn)而向高度要空間的趨勢越來越明顯，高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系在住宅市場也隨之大量應(yīng)用。因而結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理與否直接影響千家萬戶的生命財產(chǎn)安全，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計原則進(jìn)行合理的設(shè)計，反復(fù)驗算，使剪力墻結(jié)構(gòu)滿足使用的需要并且有優(yōu)良的抗震性能，并在以上前提下優(yōu)化設(shè)計以達(dá)到合理的工程造價。
參考文獻(xiàn)：
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第3篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】高層住宅；結(jié)構(gòu)體系； 結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗側(cè)力構(gòu)件；解決措施；
高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項繁重而又責(zé)任重大的工作，在進(jìn)行高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中除了認(rèn)真執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程，還要滿足結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性的要求。以下就高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題與解決措施進(jìn)行研究分析。
一、高層住宅中常用的結(jié)構(gòu)體系
1、剪力墻結(jié)構(gòu)。用鋼筋混凝土剪力墻（用于抗震結(jié)構(gòu)時也稱為抗震墻）承受豎向荷載和抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)是將建筑物的內(nèi)、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，它既承擔(dān)垂直荷載、也抵抗水平力。因剪力墻是一整片高大的墻體、側(cè)面又有剛性樓蓋的支撐，故在其自身平面內(nèi)有很大的側(cè)向剛度，屬于剛性結(jié)構(gòu)，能承受較大的水平荷載（剪力），“剪力墻”即由此而得名。剪力墻墻肢截面高度與厚度的比值大于8，特點是整體性能好，側(cè)向剛度大，水平力下側(cè)向位移較小，并且由于沒有梁柱等外露或凸出部分，便于房間布置。剪力墻結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)、成熟、受力性能良好的結(jié)構(gòu)形式，其缺點是結(jié)構(gòu)墻體相對多、自重較大。綜合評價，這種結(jié)構(gòu)形式深受用戶和建筑師的歡迎，因而在許多高層住宅建筑中得到了光泛的應(yīng)用。
2、框架剪力墻結(jié)構(gòu)。框架剪力墻結(jié)構(gòu)是指由普通框架柱與一般剪力墻共同組成的一種結(jié)構(gòu)形式，由框架與剪力墻共同承擔(dān)荷載。它具有框架與剪力墻共同受力的優(yōu)點，又能獲得較大的建筑空間。但是由于現(xiàn)在建筑平面布置較靈活，框架布置非常復(fù)雜，很難形成規(guī)則的受力體系，并且隨著房間布局的變化，容易產(chǎn)生柱楞和凸出的大梁，影響建筑外觀和使用功能。同時，由于多次受力轉(zhuǎn)換，梁板的受力性能受到影響，提高了造價。
3、異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)。采用異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢截面高度與厚度的比值不大于4，柱肢受力情況復(fù)雜。由于對該結(jié)構(gòu)形式的抗震性能存在很多爭議，該結(jié)構(gòu)形式也一直沒有得到國家規(guī)范的承認(rèn)，在很多地區(qū)的應(yīng)用受限。經(jīng)過近幾年的實驗和研究，該結(jié)構(gòu)形式通過了國家抗震規(guī)范的審查。規(guī)范對這種結(jié)構(gòu)形式的最大適用高度、使用范圍、抗震等級、一般剪力墻承受的地震傾覆力矩、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設(shè)計值、縱向鋼筋配筋率、體積配箍率等作了嚴(yán)格的規(guī)定。同時，由于結(jié)構(gòu)斷面較小，克服了框架剪力墻結(jié)構(gòu)適用性不好的缺點，該結(jié)構(gòu)形式受到了業(yè)主和用戶的歡迎。但必須明確的是，由于異型柱的斷面很小，梁柱節(jié)點核心區(qū)鋼筋密集，施工振搗困難，該結(jié)構(gòu)形式的力學(xué)性能和抗震性能被削弱，須仔細(xì)計算核心區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)形式是我國獨創(chuàng)的，主要是為了降低造價。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題
從設(shè)計原理及設(shè)計方法而言，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計跟多層結(jié)構(gòu)設(shè)計基本是相同的。但是在高層建筑中，要使用更多的結(jié)構(gòu)材料來抵抗外荷載，特別是水平荷載，因此抗側(cè)力結(jié)構(gòu)成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題，設(shè)計時要滿足更多的要求。
1、超高問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對建筑的要求也越來越高，近年來大中城市出現(xiàn)了較多超高建筑。針對這種情況，新高規(guī)根據(jù)建筑物的最大適用高度和高寬比將高層建筑結(jié)構(gòu)分為A級和B級，B級高度高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比可較A級適當(dāng)放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級、有關(guān)的計算和構(gòu)造措施應(yīng)相應(yīng)更加嚴(yán)格。對于超高結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取至少兩個不同力學(xué)模型的軟件計算；應(yīng)三維模型分析、考慮耦連、彈性時程分析。必要時，宜驗算薄弱層彈性變形要更加嚴(yán)格地根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行計算，避免留下安全隱患。
2、短肢剪力墻的設(shè)置問題。在新的高規(guī)中對短肢剪力墻有了全新的定義，主要是指墻肢的截面高度和厚度比在五到八之間的剪力墻。按照實際的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，由于短肢剪力墻在強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)性能上存在的缺陷，新的規(guī)定中對于短肢剪力墻的使用也有了進(jìn)一步的限制。最為有效的解決方式就是盡量減少或者避免短肢墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的出現(xiàn)。對于無法避免的短肢剪力墻，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定，限制墻肢的適用高度，軸壓比和抗震等級等。
三、高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的解決措施
1、控制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.5條規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9。扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動的主方向，可通過計算振型方向因子來判斷，在兩個平動和一個轉(zhuǎn)動構(gòu)成的三個方向因子中，當(dāng)轉(zhuǎn)動方向因子大于0.5時，則該振型可認(rèn)為是扭轉(zhuǎn)為主的振型。當(dāng)不滿足以上要求時，宜調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。如在滿足層間位移比的情況下，減小某些（中部）豎向構(gòu)件剛度，增大平動周期，加大端部豎向構(gòu)件抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)周期。
2、限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.5條規(guī)定：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍。抗震設(shè)計的A級高度鋼筋混凝土高層建筑其平面布置宜簡單，規(guī)則，對稱，減少偏心。結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)剛度不對稱也會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以在布置剪力墻時，應(yīng)使結(jié)構(gòu)均勻分布，令荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心，以減少扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)剛度不對稱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時，通過增加墻厚來調(diào)整扭轉(zhuǎn)效應(yīng)效果不佳。高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅中剪力墻影響剛度，而剪力墻為矩形截面，慣性矩為Iz=bh3/12，b為墻厚，h為墻長。剪力墻的長度對其剛度影響很大。首先分析哪部分結(jié)構(gòu)剛度大，哪部分結(jié)構(gòu)剛度小，增大剛度對結(jié)構(gòu)有利，還是減小剛度對結(jié)構(gòu)有利，通過增減剪力墻達(dá)到結(jié)構(gòu)剛度均勻?qū)ΨQ，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.5條對最大水平位移和層間位移的要求。
3、高層住宅轉(zhuǎn)角窗處的構(gòu)造處理。近年來隨著人們生活水平的日益提高，對居住的環(huán)境也提出了更高的要求。因此，房地產(chǎn)開發(fā)商們?yōu)榱俗≌L(fēng)采光好、視野開闊提出在平面角部設(shè)置轉(zhuǎn)角窗。角部墻體開洞，與角部墻體不開洞的剪力墻結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)整體效應(yīng)影響頗大，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度、自振周期、地震作用等均有不同程度的差異，角部墻體開洞的剪力墻結(jié)構(gòu)其外墻內(nèi)力明顯增大。開洞的角部各構(gòu)件扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，特別是洞口處的連梁，需配置抗扭鋼筋，轉(zhuǎn)角處樓板宜局部加厚，配筋宜適當(dāng)加大，在轉(zhuǎn)角處板內(nèi)設(shè)置連接兩側(cè)墻體的暗梁。
結(jié)束語
綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，現(xiàn)代化的城市到處都是高樓聳立，對于高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案也是層出不窮。文章就結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中遇到的一些問題，介紹了高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)形式的選擇、限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、轉(zhuǎn)角窗構(gòu)造處理等，以滿足結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性的要求。
參考文獻(xiàn)：
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第4篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】:高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
中途分類號：TU241.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
1.墻肢長度和厚度的選取
1．1墻肢的長度
剪力墻墻肢長度(即墻肢截面高度)一般不宜大于8m。結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性，細(xì)高的剪力墻(高寬比大于2)容易設(shè)計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。當(dāng)墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的聯(lián)肢墻，洞口連梁宜采用約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比宜大于6)，使其可近似認(rèn)為分成了獨立墻段。
1．2墻肢厚度的選取
規(guī)定剪力墻的最小厚度，其主要目的是保證剪力墻出平面的剛度和穩(wěn)定性能。其厚度要求見表1。
表1墻肢厚度參考表
注:H－層高或剪力墻無支長度的較小值
對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，規(guī)定其抗震等級應(yīng)比表1中規(guī)定的抗震等級要高一級采用。故除6度區(qū)外，短肢剪力墻的抗震等級至少為一級。對于住宅建筑，填充墻厚一般為200mm，相應(yīng)剪力墻厚也取為200mm。住宅層高一般為2.8～3.0m，故墻厚取200mm，除底層加強(qiáng)區(qū)的一字形短肢剪力墻外，均能滿足規(guī)范要求。
對于無地下室的高層住宅，因其基礎(chǔ)埋深一般在2.5m以上，則底層墻體高度會在5.0m以上，若按層高的1/16確定墻厚，將超過300mm，大于填充墻厚度。為避免出現(xiàn)此種情況，在布置剪力墻時，應(yīng)結(jié)合建筑平面，盡量不用一字形剪力墻，而采用L、T、Z、十字形等截而形式，且使翼緣長度大于其厚度的3倍，這樣一方面墻體抗震性能更好，另一方面墻厚也可取為剪力墻無支長度的1/16。由于住宅建筑中剪力墻肢長一般小于3.0m，故厚度采用200mm滿足構(gòu)造要求。
2.對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響的處理
《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定:“結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T1與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。”對于位移比超限的處理方法。可采取的方法有:調(diào)整最大位移發(fā)生處的附近洞口位置及尺寸，或最大位移發(fā)生處的墻肢厚度，以增加該處的剛度，減小位移。對于周期比的超限，可采取的方法有調(diào)整質(zhì)心兩側(cè)剪力墻的位置及墻肢長度，使其質(zhì)心與剛心盡量接近;盡量加大周邊剪力墻，提高抗扭剛度，減少核心筒剛度，削弱結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度，從而加大第一平動周期;其軸線通過或靠近結(jié)構(gòu)剛心的剪力墻對結(jié)構(gòu)抗扭剛度貢獻(xiàn)不大，但對側(cè)移剛度貢獻(xiàn)較大，也必須削弱。
3.對角窗的處理
高層建筑的角部在地震中是最薄弱的部位，但有些時候建筑為了立面效果或為了開發(fā)商房子好銷售，在高層建筑的角部設(shè)置角窗，對此類情況應(yīng)采取以下措施:提高角窗兩側(cè)墻肢的抗震等級，并按提高后的抗震等級滿足軸壓比限值的要求，如不滿足宜加厚墻肢;角窗兩側(cè)的墻肢應(yīng)沿全高均按《高規(guī)》5.5.4條要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件;抗震計算時應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)藕連影響;轉(zhuǎn)角窗房間的樓板宜適當(dāng)加厚，宜采用雙層雙向配筋;加強(qiáng)角窗窗臺的連梁的配筋與構(gòu)造。
4.對剪壓比超限的連梁處理
剪壓比超限問題在剪力墻中是很常見的，尤其是在高烈度區(qū)，經(jīng)常是計算完后多處洞口上連梁超限。處理方法是一般先減連梁高度，以減少連梁吸收的地震力，如果仍然超筋，說明該連梁兩側(cè)的墻肢過強(qiáng)或者是吸收的地震力太大。此時，想通過調(diào)整使計算結(jié)果不超筋是困難的，也是沒有必要的。就好比說，它原來沒有這個能力，你非要讓它有這個能力，這當(dāng)然很困難。從連梁的作用來說，首先它是在兩個墻肢之間傳遞內(nèi)力，對墻肢起到約束作用，其次它是在地震來臨時充當(dāng)?shù)谝坏婪谰€，起到耗能作用。因此，對于減少連梁的高度仍然超筋連梁(指抗剪超筋)的設(shè)計原則應(yīng)該是這樣的:
首先按該連梁截面能承受的最大剪力(高規(guī)JGJ3－20027.2.23)計算連梁抗剪箍筋;根據(jù)該剪力值計算出連梁端部彎矩(為簡化起見，假設(shè)反彎點在中點)，并作適當(dāng)折扣(例如:一級乘以0.8)，然后根據(jù)該彎矩值計算連梁縱筋。這樣做的目的是為了保證連梁的強(qiáng)剪弱彎，故意讓連梁先出現(xiàn)塑性鉸。當(dāng)多遇地震來臨時，連梁端部彎矩很快達(dá)到極限抗彎承載力，出現(xiàn)塑性鉸，端部彎矩不再增加。由于彎矩與剪力之間的導(dǎo)數(shù)關(guān)系，連梁中的剪力也不再增加。而我們在設(shè)計的時候，已經(jīng)保證了在端部彎矩達(dá)到極限抗彎承載力的情況，，抗剪能力是有富余的，所以此時抗剪不會破壞。在這種情況下，連梁仍能保證對豎向荷載的承載能力，同時對墻肢有一定的約束能力，并具有變形耗能能力，破壞具有一定延性，基本上滿足設(shè)計對連梁的基本要求。唯一與計算不符的是，連梁對墻肢的約束作用比計算的要小，其結(jié)果是墻肢的內(nèi)力比計算值要大，可以在電算時對此類墻肢的地震力放大系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，按調(diào)整后的電算結(jié)果適當(dāng)加強(qiáng)相鄰墻肢的配筋。
5.約束邊緣構(gòu)件箍筋的設(shè)置
約束邊緣構(gòu)件分為“陰影部分”和“非陰影部分”，對于“陰影部分”規(guī)范中對豎向鋼筋和箍筋或拉筋的配置都有較明確的要求，設(shè)計中易于理解和執(zhí)行。但對于“非陰影部分”僅規(guī)定其箍筋配箍特征值為“陰影部分”配箍特征值的一半，但箍筋或拉筋沿豎向的間距及豎向鋼筋應(yīng)如何配置并未做出具體規(guī)定，因此，目前在工程設(shè)計中做法比較混亂。而豎向鋼筋可在箍筋交叉點處按剪力墻豎向分布筋直徑設(shè)置。同時，還有一點應(yīng)注意，為了充分發(fā)揮約束邊緣構(gòu)件的作用，在剪力墻邊緣構(gòu)件范圍內(nèi)，箍筋的長短邊之比不宜大于3，相鄰兩個箍筋之間宜相互搭接1/3箍筋長邊的長度。
【參考文獻(xiàn)】：
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第5篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)分析
Abstract: with the high-level residence is becoming more and more popular, for structure design personnel for the high-rise residential structure form, structure the design requirements of the deep and detailed research also is imperative. The current situation of the high-rise residential general use of the shear wall structure. This article through to shear wall layout of research, analysis and calculation income various performance indicators, and finally reach the purpose of optimizing design scheme.
Keywords: high building; The shear wall structure; Structure analysis
中圖分類號：TU398+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
1 工程概況
某3#住宅樓位于內(nèi)蒙古包頭市青山區(qū)。建筑面積13258m2，為地下1層地上18層的剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑總高度49.2m。該工程的設(shè)計使用年限為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，建筑抗震設(shè)防類別為丙類。建筑抗震設(shè)防烈度為8度，基本地震加速度為0.2g，設(shè)計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅱ類。
2房屋基礎(chǔ)選型
本工程為帶有地下室的剪力墻結(jié)構(gòu)，地質(zhì)情況良好，優(yōu)先選用筏板基礎(chǔ)。持力層為礫砂層，地基承載力特征值為280kpa。合理選擇筏板厚度及邊緣外挑長度也直接影響結(jié)構(gòu)整體安全。3#樓依據(jù)地勘報告，筏板厚度最終取為1400mm，外挑長度1200mm.。試算時取h=1200mm，配筋偏大，由于周邊與裙房、地下車庫相鄰，有一些框架柱會落在3#樓筏板上，局部增加外挑長度，滿足柱沖切板要求。
3#樓建筑長度55.2m，超過規(guī)范要求的剪力墻伸縮縫最大間距45m。但為了保證建筑功能要求、平面、立面的整體性，故設(shè)計中未考慮伸縮縫的設(shè)置，而是在跨中1/3處設(shè)置了后澆帶。
3結(jié)構(gòu)平面布置
首先，根據(jù)剪力墻布置原則，應(yīng)雙向均勻布置，避免扭轉(zhuǎn)的影響，且x、y兩方向的剛度不宜相差太大。
出于對抗震有利的考慮，布置剪力墻時，盡量使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心重合，質(zhì)心與剛心越接近，越能減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。剪力墻盡量布置成L、T字形，盡量避免一字形墻的出現(xiàn)。本工程為抗震8度設(shè)防區(qū)，尤其避免短肢剪力墻的出現(xiàn)。對于跨高比較小的洞口盡量避免剪力墻開洞布置。如圖1所示，為剪力墻平面布置圖。
4 結(jié)構(gòu)豎向布置
根據(jù)抗震設(shè)計要求，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜從下到上逐漸減小，變化宜均勻。豎向剛度變化主要體現(xiàn)在豎向構(gòu)件截面尺寸的變化和混凝土強(qiáng)度等級的變化.。為了避免剛度突變，豎向構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級不要在同一樓層同時發(fā)生變化。
圖1 剪力墻平面布置圖
5 結(jié)構(gòu)分析
對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，剪力墻的布置在滿足規(guī)范的前提下有很大的靈活性，因此結(jié)構(gòu)方案并不是唯一的，可能不同的人做出的不同方案都有可能滿足設(shè)計要求。通過軟件計算，很多年輕的結(jié)構(gòu)工程師往住不假思索，只要電算通過就認(rèn)為萬事大吉直接出施工圖了。其實，在眾多方案當(dāng)中，看似可行但并不是每一種都是合理的。不是結(jié)構(gòu)構(gòu)件不超筋、位移比滿足要求，就是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的終極目標(biāo)。近幾年，地殼越來越不穩(wěn)定，地震頻頻光臨，業(yè)界越來越關(guān)注抗震設(shè)計，越來越流行的一個詞是“概念設(shè)計”，概念設(shè)計其實比結(jié)構(gòu)計算更重要。試想，如果拿來一個項目，在我們最初制訂結(jié)構(gòu)方案的時候，比如結(jié)構(gòu)體系，我們都沒有正確的選擇，那么，就算它的計算再完美，也不可能是一個優(yōu)秀的設(shè)計，更何況，這種設(shè)計結(jié)果也很難完美。我們在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，還要能做到經(jīng)濟(jì)、合理，并不是簡單的事情，是要用心思考，用心去衡量的。
為了滿足抗震要求，尤其是8度設(shè)防的地區(qū)，設(shè)計人員一般盡可能多的布置剪力墻，強(qiáng)度是滿足要求了，但因為墻肢過多，結(jié)構(gòu)整體剛度變大，地震力也隨之增大，帶來的直接后果就是配筋量增多，那更實際上的情況就是業(yè)主關(guān)注的鋼筋用量，混凝土用量也必然增多。而如果一味追求經(jīng)濟(jì)的節(jié)省，而將剪力墻布置的太少，也不合理，剛度小結(jié)構(gòu)太柔，又可能滿足不了位移的要求。
綜上所述，我們?nèi)绾巫龊酶拍钤O(shè)計，將抽象的理論如何具體到實際工程中呢？
對于高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，工程師可以對各個構(gòu)件進(jìn)行具體設(shè)計的前提是，合理控制結(jié)構(gòu)的整體性能。
以本工程為例進(jìn)行分析。3#樓長度為55.2m，超過規(guī)范限值45m，出于對抗震有利的考慮，布置剪力墻時，盡量使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心接近，減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)建筑平面不規(guī)則，剪力墻無法對稱布置時，應(yīng)綜合對比考慮如何減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。通過實踐證明，經(jīng)驗總結(jié)，沿建筑周邊設(shè)置剪力墻，可以有效的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗扭剛度，而在結(jié)構(gòu)形心周圍增強(qiáng)構(gòu)件剛度，對抗扭剛度影響不大，而對整體側(cè)向剛度的增強(qiáng)非常有利。本工程平面規(guī)則，剪力墻布置均勻?qū)ΨQ。通過應(yīng)用PKPM-satwe軟件計算得出，x方向最大層間位移角為1/1316，y方向最大層間位移角為1/1234，控制兩方向?qū)娱g位移角在1/1300左右，若太小，接近規(guī)范限值1/1000，考慮到建筑超長，偏于不安全；若太大，剛度也隨之增大，吸收地震力大，經(jīng)濟(jì)上考慮不合理。在考慮偶然偏心影響下，最大層間位移與平均層間位移的比值，X方向是1.18，Y方向是1.22，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)》3.4.5條要求：“A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍”的限值。考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期T1=1.8430（平動），T3=1.4987（扭轉(zhuǎn)），T3/T1=0.813
6結(jié)語
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，越來越強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計的重要性，準(zhǔn)確的概念分析可以幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計人員得到合理的結(jié)構(gòu)布置方案。剪力墻布置方案對結(jié)構(gòu)的受力性能和經(jīng)濟(jì)性能都有影響。通過對結(jié)構(gòu)各項性能指標(biāo)的分析，可以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計方案的目的。
參考文獻(xiàn):
第6篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；剪力墻；設(shè)計優(yōu)化
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計
剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下側(cè)向變形的特征為彎曲型。剪力墻結(jié)構(gòu)承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點是整體性好，側(cè)向剛度大，水平力作用下側(cè)移小，并且由于沒有梁、柱等外露與凸出，便于房間內(nèi)部布置。在水平地震作用下，高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為整體彎曲變形，底部的小墻肢承由于豎向荷載較大，破壞嚴(yán)重，特別是一字形小墻肢的破壞最為嚴(yán)重。可增加建筑物周邊墻肢長度或連梁高度來消除扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，從而使結(jié)構(gòu)的抗扭剛度明顯增大。為了提高墻肢的承載力和延性，還需加強(qiáng)邊緣構(gòu)件配筋，增大這些部位墻肢縱筋和箍筋的配筋率，嚴(yán)格控制軸壓比。
二、剪力墻布置
剪力墻布置除應(yīng)符合規(guī)程中有關(guān)規(guī)定外，在本文中進(jìn)一步對剪力墻的布置提出了一些要求，其中關(guān)于短肢剪力墻和梁、墻布置都屬于本文著重闡述的內(nèi)容。
1、雙向布置剪力墻及抗側(cè)剛度
高層建筑應(yīng)有較好的空間工作性能，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，形成空間結(jié)構(gòu)。在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)避免單向布置剪力墻，并宜使兩個方向抗側(cè)剛度接近，即兩個方向的自振周期宜相近。
另一方面，剪力墻的抗側(cè)剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)重量，增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，墻不宜布置太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。
2、豎向剛度均勻
剪力墻布置對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度有很大影響，剪力墻沿高度不連續(xù)，將造成結(jié)構(gòu)沿高度剛度突變，所以應(yīng)要求剪力墻自上到下連續(xù)布置。允許沿高度改變墻厚和混凝土等級，或減少部分墻肢，使抗側(cè)剛度沿高度逐漸減小。
3、墻肢高寬比
細(xì)高的剪力墻容易設(shè)計成受彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。在抗震結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有延性，設(shè)計中墻的高寬應(yīng)比不應(yīng)小于2。當(dāng)墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的獨立墻段，每個獨立墻段可以是整體墻，也可以是聯(lián)肢墻。
4、剪力墻洞口的布置
剪力墻洞口的布置，會極大地影響剪力墻的力學(xué)性能。因此，布置剪力墻洞口時應(yīng)滿足以下3方面要求。
4.1規(guī)則開洞，洞口成列、成排布置，能形成明確的墻肢和連梁，應(yīng)力分布比較規(guī)則，又與當(dāng)前普遍應(yīng)用程序的計算簡圖較為符合，設(shè)計結(jié)果安全可靠。同時宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置；
4.2 對于錯洞剪力墻和疊合錯洞墻，二者都是不規(guī)則開洞的剪力墻，其應(yīng)力分布復(fù)雜，容易造成剪力墻的薄弱部位，常規(guī)計算無法獲得其實際內(nèi)力，構(gòu)造比較復(fù)雜。其主要特點是洞口錯開距離很小，甚至疊合，不僅墻肢不規(guī)則，洞口之間形成薄弱部位，疊合錯洞墻比錯洞口墻更為不利，設(shè)計時應(yīng)盡量避免。當(dāng)無法避免疊合錯洞布置時，應(yīng)按有限元方法仔細(xì)計算分析并在洞口周邊采取加強(qiáng)措施或采用其他輕質(zhì)材料填充將疊合洞口轉(zhuǎn)化為規(guī)則洞口的剪力墻或框架結(jié)構(gòu)；
4.3具有不規(guī)則洞口剪力墻的內(nèi)力和位移計算應(yīng)符合規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。目前除了平面有限元方法外，尚沒有更好的簡化方法計算。對結(jié)構(gòu)整體計算中采用了桿系、薄壁桿系模型或?qū)Χ纯谧髁撕喕幚淼钠渌邢拊Ｐ蜁r，應(yīng)對不規(guī)則開洞墻的計算結(jié)果進(jìn)行分析、判斷，必要時應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充計算和校核。
5、剪力墻和加強(qiáng)部位
5.1抗震結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)塑性鉸的部位應(yīng)作為加強(qiáng)部位。而剪力墻頂層、樓電梯間墻等不宜作為加強(qiáng)部位，這樣作的目的是對塑性鉸部位可以有更明確的措施，與由于溫度、收縮等需要的加強(qiáng)措施區(qū)別；
5.2剪力墻塑性鉸出現(xiàn)后，剪力墻應(yīng)具有足夠的延性，剪力墻底部塑性鉸出現(xiàn)都有一定范圍，該范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造措施，提高其抗剪切破壞的能力；
5.3為安全起見，設(shè)計剪力墻時將加強(qiáng)部位范圍適當(dāng)擴(kuò)大，抗震設(shè)計時，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部兩層二者的較大值，當(dāng)剪力墻高度超過150m時，為避免加強(qiáng)區(qū)太高，其底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/10。
三、高層住宅建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要根據(jù)建筑行業(yè)規(guī)范的基本要求進(jìn)行綜合考察，對其結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行分析，例如：剪力墻結(jié)構(gòu)不宜設(shè)計過大的剛度，具體設(shè)計值應(yīng)該以建筑行業(yè)規(guī)范所規(guī)定的樓層最小剪力系數(shù)為目標(biāo)值，調(diào)整設(shè)計參數(shù)以控制計算結(jié)果無限接近規(guī)范限值，同時滿足樓層層間的最大位移與層高之比符合規(guī)范限值。
1、根據(jù)不同的剪力墻結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計符合實際需求的墻體結(jié)構(gòu)。
抗震設(shè)計時，高層建筑的一般剪力墻和簡體墻所承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%，工程上將該數(shù)值落在40%～50%區(qū)間以內(nèi)的情況稱為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該嚴(yán)格遵循《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定，該規(guī)程嚴(yán)格規(guī)定出高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)該全部設(shè)計為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的短肢剪力墻設(shè)計較多的情況下，應(yīng)該盡量采用布置簡體的形式或者直接選用一般剪力墻結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成由短肢剪力墻與一般剪力墻共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。
2、合理優(yōu)化剪力墻的外形及尺寸，設(shè)計最佳比例的剪力墻結(jié)構(gòu)。
在高層建筑的剪力墻設(shè)計過程中，需要特別注意保證其結(jié)構(gòu)的豎直方向和水平方向具有最佳的剛度和載荷分布，盡量將剪力墻的墻肢截面高度設(shè)計為比8倍墻厚稍大，兩間合并布置應(yīng)選擇大開間剪力墻，否則應(yīng)盡量避免按照開間布置，以滿足豎向載荷傳遞需求。剪力墻的形狀設(shè)計應(yīng)該盡量選用有利于剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的“L”形和“T”形兩種，這種結(jié)構(gòu)同時能夠保證剪力墻具有較好的側(cè)向剛度，減輕墻體自重，減小結(jié)構(gòu)體積，降低工程投資額度。根據(jù)工程設(shè)計經(jīng)驗，剪力墻中以“L”形及“T”形設(shè)計最為常用，當(dāng)一個方向的剪力墻符合一般剪力墻設(shè)計要求時，另一個方向的剪力墻不宜設(shè)計過短，以免出現(xiàn)較大的配筋，因此應(yīng)該控制在1m左右，并且墻端暗柱配筋應(yīng)以接近構(gòu)造配筋為佳。
3、合理利用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計來處理地下室及建筑地基基礎(chǔ)。
高層建筑一般會附帶地下室部分，因此對于地基基礎(chǔ)設(shè)計具有特殊的要求。一般而言，對于自然條件較好的施工區(qū)域，可以因地制宜，采用天然地基或復(fù)合地基。如果建筑樓宇的層數(shù)超過十層以上，則多采用比較經(jīng)濟(jì)的梁板式筏形基礎(chǔ)；如果建筑樓宇的層數(shù)超過二十層以上，則最適合采用平板式筏形基礎(chǔ)。無論采取哪種基礎(chǔ)形式，其具體方案的確定都需要充分參考剪力墻的間距設(shè)計，同時受到結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度、層數(shù)、地下室結(jié)構(gòu)等因素的綜合影響。
結(jié)束語
隨著人們對住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結(jié)構(gòu)的露梁露柱、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對建筑空間的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎(chǔ)上，吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式，即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“異形柱框架結(jié)構(gòu)”型式。這兩種新的結(jié)構(gòu)由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點，受到了多數(shù)人的肯定和歡迎，所以短肢剪力墻結(jié)構(gòu)得以普遍應(yīng)用。短肢剪力墻的受力、變形特征，類似以框剪結(jié)構(gòu)。但比框架結(jié)構(gòu)的剛度分配、內(nèi)力分配更合理，而結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)導(dǎo)致的豎向位移差別，也比框剪結(jié)構(gòu)小。
參考文獻(xiàn)
［1］GB50011－2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社， 2013．
第7篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：短肢剪力墻應(yīng)用優(yōu)點注意事項
一． 引 言
鋼筋混凝土短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式是我國工程技術(shù)人員近年來提出的一種新型的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)形式，在高層住宅結(jié)構(gòu)中已經(jīng)得到了日益廣泛的應(yīng)用, 并廣泛受到建筑師和業(yè)主的認(rèn)可和歡迎。本文就對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式的概念、結(jié)構(gòu)及計算、在實際工程中的應(yīng)用優(yōu)點及注意事項進(jìn)行探討，力求使我們工程設(shè)計人員對這種結(jié)構(gòu)形式有更深刻準(zhǔn)確的理解和靈活的運(yùn)用。
二．短肢剪力墻的概念
短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻；高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)；短肢剪力墻較多時，應(yīng)布置筒體（或一般剪力墻）,形成短肢剪力墻與筒體共同抵抗水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。
三．短肢剪力墻結(jié)構(gòu)及其計算
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)。其計算模型、配筋方式和構(gòu)造要求均同于普通剪力墻結(jié)構(gòu)。在TAT、TBSA中，只需按剪力墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、柱為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度，考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內(nèi)剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。但是，薄壁桿件模型在分析剪力墻較為低寬、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜時，也存在一些不足，主要是薄壁桿件理論沒有考慮剪切變形的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜時變形不協(xié)調(diào)。而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于肢長較短（一般為墻厚的5-8倍）。
四．短肢剪力墻在實際工程中的應(yīng)用優(yōu)點
（1）滿足建筑功能的需要
墻肢與填充墻等厚，連接各墻的梁位于隔墻豎向平面內(nèi)，避免框架結(jié)構(gòu)中梁柱突出墻面的問題;墻體采用輕質(zhì)材料，符合墻體改革的方向;雖然短肢墻構(gòu)件增加了施工難度，但擴(kuò)大了使用面積。
（2）滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要
在小高層住宅中，與常用的剪力墻體系相比，短肢剪力墻體系具有如下優(yōu)點：充分利用墻肢的承載能力，避免傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體過長而通常為構(gòu)造配筋的浪費;減輕結(jié)構(gòu)自重，降低主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價，尤其對于地基承載力較低的地區(qū)經(jīng)濟(jì)效益顯著;結(jié)構(gòu)自振周期相對加大，彌補(bǔ)剪力墻體系抗側(cè)剛度大，從而地震反應(yīng)加大的缺點;主體結(jié)構(gòu)中大多數(shù)墻肢呈受彎工作狀態(tài)，從而保證墻體具有足夠的延性；同時大多數(shù)連梁的跨高比大于2.5，保證整體剛度的同時降低連梁的自身剛度，避免連梁的剪切破壞，使連梁也具有足夠的延性，以此來彌補(bǔ)剪力墻體系延性的不足。
五．短肢剪力墻實際工程應(yīng)用中的注意事項
由于短肢剪力墻抗震性能差，在地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗不多，因此在設(shè)計時，首先要選用適合的計算軟件，合理選用計算分析方法，確定計算模型和相關(guān)參數(shù)，并加強(qiáng)對計算結(jié)果合理性判斷，特別要加強(qiáng)概念設(shè)計。
（1）抗側(cè)力構(gòu)件布局要合理
高層住宅采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，只要抗側(cè)力構(gòu)件布局合理仍然是比較理想的一種結(jié)構(gòu)體系，但在地震區(qū)，高層建筑中，剪力墻不宜過少，墻肢不宜過短，因此不應(yīng)設(shè)計僅有短肢剪力墻的高層建筑，要求設(shè)置剪力墻筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（一般剪力墻）共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。
短肢墻的布置合理、對稱、均勻、力求質(zhì)量中心與剛度中心重合，短肢墻布置應(yīng)以T形、L形、］形、+形為主，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。
（2）加強(qiáng)短肢剪力墻抗震構(gòu)造措施
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應(yīng)加強(qiáng)短肢剪力墻抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。
（3）要注意剛度的均衡性
主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)筒體（或長墻）一般利用樓、電梯間,但要注意剛度的均衡性,不要集中在一處布置使建筑產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%，形成多道抗震防線,為了確保水平力可靠傳遞,核心區(qū)樓板適當(dāng)加厚,與核心筒相連的連梁按強(qiáng)剪弱彎設(shè)計，短肢墻之間的梁凈跨不宜過小（一般取4~6M）,使其具有一定的耗能作用。
（4）截面尺寸要適當(dāng)
短肢墻受力以承擔(dān)豎向荷載為主，承擔(dān)水平荷載為輔，其截面尺寸要適當(dāng)，墻肢截面高度與厚度之比宜在5~8左右為好,且墻厚不小于200MM,當(dāng)墻肢截面高度與厚度比小于等于3時,應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計，短肢墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6、0.7。對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻,因其延性更為不利,因此軸壓比限值要相應(yīng)降低0.1。
（5）提高其抗震等級
短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用,主要目的是從構(gòu)造上改善短肢剪力墻的延性。
（6）按規(guī)范調(diào)整,短肢剪力墻的剪力設(shè)計值
對于短肢剪力墻的剪力設(shè)計值，不僅底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)范調(diào)整，其他各層也要調(diào)整，一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。
（7）采用適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型
短肢剪力墻―筒體（或一般剪力墻）結(jié)構(gòu)體系,電算分析力學(xué)模型建議采用高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系考慮，各部位宜取兩種力學(xué)模型分析結(jié)果的不利工況,短肢墻之間的梁應(yīng)根據(jù)跨高比的不同分別按連梁、框架梁計算內(nèi)力和配筋,短肢墻仍屬于剪力墻的范疇，配筋可采用一般剪力墻的計算方法,但是對于長寬比小于3的短肢墻則必須按柱的方法設(shè)計。
（8）處理好填充墻與鋼筋砼變形模量的問題
由于外墻面鋼筋混凝土短墻肢之間填充墻與鋼筋混凝土墻的變形模量不同，在二者交界處易產(chǎn)生裂縫，通常采取的措施是在做粉刷時，在二者交界面處附粘一層玻璃絲布，使應(yīng)力平緩過渡。
六．工程實例分析
上圖1為某商住樓的二層墻柱結(jié)構(gòu)平布置圖的前面部分,圖中表示的墻為建
筑圖首層的墻,本建筑首層層高為6m,如果按照一般剪力墻的概念來操作,本
層的墻的墻厚要做到450mm,由于首層此位置為商鋪所在,為讓商鋪在平面及
空間上盡量不露出墻柱或墻柱不宜往外突出太多以至影響商鋪的使用及墻柱
軸壓比限制原因,本層剪力墻在墻厚滿足了20分之一的層高,即厚300mm后,
不再執(zhí)行墻厚滿足大于等于300mm厚且墻厚滿足了15分之一的層高可認(rèn)為是
一般剪力墻的補(bǔ)充規(guī)定，將此墻做成短肢剪力墻,如圖1中的墻1,此墻1短
肢方向為300×600,長肢方向為300×1600,在設(shè)計計算時并將此墻的抗震等
級提高為二極抗震，并采取了相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,如設(shè)置約束邊緣構(gòu)件等措
施，這就可以解決了首層商鋪的平面使用功能,得到客戶的認(rèn)可。
七．結(jié)論
通過對上述問題的探討，進(jìn)而正確理解短肢剪力墻的概念、結(jié)構(gòu)及其計算、在實際工程中的應(yīng)用優(yōu)點及注意事項將有助于我們設(shè)計工作人員設(shè)計出更安全、更經(jīng)濟(jì)、更適用的房屋。
參考文獻(xiàn)
第8篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：小高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；鋼筋混凝土；性能
Abstract: This paper analyzes the structure of high-rise building design features a high-rise building structure design theory based on the existing national standards, conducted in-depth analysis of the high-rise building structures economy, come to some practical the value of the conclusions, the optimization of high-rise building design has great practical significance.Key words: high-rise buildings; structural design; reinforced concrete; performance
中圖分類號：TU241.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
1高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計總體指標(biāo)控制
計算判斷結(jié)構(gòu)抗震是否可行的主要依據(jù)是在風(fēng)荷載和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，結(jié)構(gòu)的振型曲線，自振周期以及風(fēng)荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中。總體指標(biāo)對建筑物的總體判別十分有用。譬如說若剛度太大，周期太短，導(dǎo)致地震效應(yīng)增大，造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結(jié)構(gòu)變形太大，影響建筑物的使用。當(dāng)然建議對于頂層構(gòu)件可不考慮在內(nèi)，否則很難滿足上述指標(biāo)。另外地震效應(yīng)是與建筑物質(zhì)量成正比,減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效措施.高層建筑中質(zhì)量大了,不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大,還由于地震作用傾覆力矩大,對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力.因此,在小高層建筑房屋中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用高強(qiáng)度材料,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)墻體應(yīng)有用輕質(zhì)材料。減輕房屋自重，既減小了豎向荷載作用下構(gòu)件的內(nèi)力，使構(gòu)件截面變小，又可減小結(jié)構(gòu)剛度與地震效應(yīng)，不但能節(jié)省材料，降低造價，還能增加使用空間。
對于小高層住宅結(jié)構(gòu)而言，在結(jié)構(gòu)選型上應(yīng)注意以下幾點:
1.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
《抗規(guī)》、《高規(guī)》在這方面要求了相當(dāng)多的限制條件，例如:平面規(guī)則性信息、豎向抗側(cè)力、剛度變化宜均勻等，而且，《抗規(guī)》采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。”因此，結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計是很重要的。
1.2上部結(jié)構(gòu)嵌固端的設(shè)計
由于小高層住宅一般都帶有一層或一層以上的地下室或人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，我們在嵌固端樓板的設(shè)計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性等問題上都要認(rèn)真考慮，不得忽視。
1.3短肢剪力墻的設(shè)計
由于目前的住宅內(nèi)部空間以及美觀的要求，以及建筑造價經(jīng)濟(jì)合理的要求，從而對結(jié)構(gòu)體系的要求也隨之提高，剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分短肢剪力墻)就是適應(yīng)建筑要求而形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)(含部分短肢剪力墻)能夠較好地完成建筑要求，并且較為經(jīng)濟(jì)合理
2 性能分析
2.1 抗震性能分析
對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取８邔咏Y(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。但就使用性能方面，剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多，結(jié)構(gòu)自重大，導(dǎo)致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架――剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活，適用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度，從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
2.2 經(jīng)濟(jì)性比較
我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大，框架――剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架――剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架――剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架――剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的會稍微較大些，然而三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/。
3小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
3.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素
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;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，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)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
3.2 軸向變形不容忽視
對于采用框架――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，此種差異軸向變形將會達(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。
3.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo)
與低層住宅不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H 的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:
a.過大的側(cè)移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。
b.過大的側(cè)移會使隔墻、圍護(hù)墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導(dǎo)致不能正常運(yùn)行。
c.過大的側(cè)移會因P -效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物的倒塌。
3.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)
相對于低層住宅而言，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)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
4小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
4.1 優(yōu)化設(shè)計的方法
當(dāng)前，在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進(jìn)行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟(jì)的，雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進(jìn)行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機(jī)是無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己做出判斷。
5結(jié)語
總之，高層設(shè)計時，做好概念設(shè)計，根據(jù)房屋的建造地點，平立面體形，層數(shù)多少，在滿足安全性、耐久性與舒適性要求的前提下采用合理的結(jié)構(gòu)體系。在構(gòu)件設(shè)計中精打細(xì)算，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范構(gòu)造要求對于整個建筑物，保證安全，降低造價影響巨大，這也是我們在今后設(shè)計中不斷提高及改進(jìn)的。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：小高層住宅；短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計
Abstract: as the current rapid development of real estate market, small high-rise residential also appear constantly. Residential building structure is made of steel and concrete whole casting and become, have building high quality and good lighting conditions, eye shot is open, and many other advantages, now has more and more become the object of the person that buy a house place favour. Short-shear walls are now emerging as the small high-rise residential structure, more and more the building designers have to use. This paper is small high-rise residential short-shear walls the problem of structure design in-depth analysis and discussion, the paper first expounds the short shear wall design principle, then analyzes the short shear wall structure design method, the last of the full text are summarized, which is expected to for the current residential building shear wall structure design of the optimization and provide some development can be used for reference.
Keywords: small high-rise residential; Short-shear walls; Structure design
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
伴隨著我國當(dāng)前房地產(chǎn)市場的快速發(fā)展，小高層住宅也不斷出現(xiàn)。小高層住宅的結(jié)構(gòu)是由鋼筋與混凝土整體澆筑而成的，具有建筑質(zhì)量高、采光條件好、視野開闊等諸多優(yōu)點，目前已經(jīng)越來越成為廣大購房者所青睞的對象。短肢剪力墻作為目前新興的小高層住宅結(jié)構(gòu)，為越來越多的建筑設(shè)計師所使用。本文就小高層住宅短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題進(jìn)行深入分析與論述。
一、短肢剪力墻的設(shè)計原則
在開展短肢剪力墻的設(shè)計時，首先需要注意保證剪力墻結(jié)構(gòu)具有適度的剛性，明確剪力墻結(jié)構(gòu)的傳力路徑，建筑方案的設(shè)計同剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合，從而保證短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅能夠滿足小高層住宅的建筑功能，又能夠具有較高的經(jīng)濟(jì)性與安全性。具體說來，短肢剪力墻的設(shè)計原則主要包括以下幾個方面：
1、分散、均勻、對稱原則。分散、均勻原則指的是短肢剪力墻每一面的抗側(cè)強(qiáng)度相當(dāng)，避免剛度較大的短肢剪力墻承受過于集中的壓力。對稱原則能夠使短肢剪力墻的質(zhì)心與剛心相一致，從而盡可能的降低建筑物所承受的扭矩。
2、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計量適度。小高層住宅建筑內(nèi)不應(yīng)當(dāng)都設(shè)計為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，如果設(shè)計的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)比較多，可以采用在豎向交通中心區(qū)設(shè)計普通剪力墻來一起承擔(dān)水平力。
3、依據(jù)結(jié)構(gòu)受力需求確定長短與數(shù)量
在小高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)依據(jù)結(jié)構(gòu)受力的需求來設(shè)計短肢剪力墻的長短與數(shù)量。除此之外，還可以通過基本自振周期的方式來進(jìn)行短肢剪力墻布置合理性的判斷。
4、短肢剪力墻在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)盡可能的拉直、對齊，從而有效與連梁共同構(gòu)成抗側(cè)力構(gòu)件。除此之外，由于在小高層住宅的平面外邊緣以及拐角處，極易產(chǎn)生集中性較強(qiáng)的應(yīng)力，所以需要設(shè)計短肢剪力墻來滿足建筑對平面剛性以及抗扭的需要。
5、如果施工過程中采用的是普通的樓板，那么在進(jìn)行短肢剪力墻設(shè)計時應(yīng)當(dāng)保持較小的間距，從而有效防止普通樓板自身產(chǎn)生較大的變形，否則就需要在施工時改用預(yù)應(yīng)力樓板。
6、在短肢剪力墻相鄰的洞口之間以及洞口與墻體邊緣之間應(yīng)當(dāng)避免小墻肢的設(shè)計產(chǎn)生。筆者通過實驗證明，當(dāng)墻肢的寬度與厚度的比值低于3的情況下，小墻肢比大墻肢在受到荷載反復(fù)作用時開裂的時間更早，即便是提高配筋水平，也不能避免小墻肢受到破壞的時間比大墻肢更早。
二、短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
本文主要從短肢剪力墻的設(shè)計以及短肢剪力墻配筋構(gòu)造兩個方面對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法進(jìn)行分析與論述。
（一）短肢剪力墻的設(shè)計
短肢剪力墻的設(shè)計應(yīng)當(dāng)包括墻肢設(shè)計以及連梁設(shè)計兩個部分，筆者就從這兩個方面對短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了分析：
1、墻肢的設(shè)計
在進(jìn)行墻肢設(shè)計時，要對墻肢的截面進(jìn)行受彎與受剪等方面的計算，除此之外，還應(yīng)當(dāng)通過正截面偏心受托、偏心受拉的計算，在集中荷載作用下還需要再計算短肢剪力墻的局部受托承載力。在墻肢設(shè)計時，不僅要滿足最小配筋率的要求，而且還應(yīng)以此為依據(jù)進(jìn)行墻肢端部受力鋼筋的確定，也就是約束邊緣構(gòu)件或者構(gòu)造邊緣構(gòu)件的縱筋，再依據(jù)斜截面抗剪計算結(jié)果，確定墻肢腹板水平分布的鋼筋。
2、連梁設(shè)計
小高層住宅中的連梁可以看做是一個耗能構(gòu)件，連梁設(shè)計的科學(xué)與否能夠直接影響到短肢剪力墻的力學(xué)性能。這是由于各個墻肢都是通過連梁連接在一起，并形成聯(lián)肢墻共同發(fā)揮作用的，連梁對墻肢的約束直接關(guān)系到小高層住宅的抗震性能，并且會產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)小高層住宅梁的跨與高的比值小于5時，按連梁進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)跨與高的比值大于5時，就應(yīng)當(dāng)按照框架梁進(jìn)行正截面受彎承載力的計算，控制混凝土壓區(qū)高度，連梁的正截面配筋，按矩形截面構(gòu)件計算，取上、下配筋的較大值，按對稱配筋置于梁截面上、下部位，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅百分之七十至百分之八十來解決。除此之外，由于短肢剪力墻的剛度相對較小，這就增加的連梁受剪破壞的可能性，所以，在進(jìn)行小高層住宅連梁的設(shè)計中需要注意應(yīng)當(dāng)盡可能的避免連梁剪切破壞先于彎曲破壞，連梁應(yīng)當(dāng)進(jìn)行斜截面受剪承載力計算，滿足強(qiáng)剪弱彎的要求。依據(jù)斜截面抗剪計算所得的箍筋沿全跨加密設(shè)置。對于個別連梁，由于它的跨度比較小，剛度又比較大，在地震的作用下是允許連梁局部開裂的，可以將連梁的剛度予以折減，但是折減系數(shù)不能小于0.55，抗震設(shè)計的剪力墻的連梁彎矩及剪力也可以進(jìn)行塑性調(diào)幅，從而達(dá)到降低其剪力設(shè)計值的目的。
（二）短肢剪力墻的配筋構(gòu)造
短肢剪力墻不僅需要依據(jù)結(jié)構(gòu)計算進(jìn)行配筋，而且還應(yīng)當(dāng)設(shè)計構(gòu)造鋼筋。短肢剪力墻的側(cè)向剛度介于異形框架柱和普通剪力墻之間，以軸向力為主，彎矩為輔。跟異型框架柱和普通剪力墻結(jié)構(gòu)沒有什么不同，短肢剪力墻在設(shè)計時也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)邊緣構(gòu)件的配筋。
振動臺模擬地震試驗結(jié)果表明，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢、底部的小墻肢、連梁等是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢會首先開裂，在地震作用下，高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)將以整體彎曲變形為主，底部的小墻肢，截面面積小且承受較大的豎向荷載，破壞嚴(yán)重，特別是“一”字形小墻肢破壞最為嚴(yán)重，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于墻肢剛度相對減小，使連梁受剪破壞的可能性增加。所以，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對這些薄弱環(huán)節(jié)，更需要加強(qiáng)概念設(shè)計和抗震構(gòu)造措施。
三、結(jié)束語
通過上述幾個部分的分析與論述，我們可以看到，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在目前小高層住宅設(shè)計中具有其獨特的靈活性與極強(qiáng)的抗震能力。在進(jìn)行小高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)充分遵守其設(shè)計原則，在進(jìn)行墻體設(shè)計以及配筋構(gòu)造時應(yīng)當(dāng)兼顧其經(jīng)濟(jì)性與安全性。
參考文獻(xiàn)：
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