基于高层建筑剪力墙结构设计探究

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1、基于高层建筑剪力墙结构设计探究　　摘要：钢筋混凝土结构由于其具有间距大、通风好、采光条件优越等特点，所以在高层住宅建筑设计中得到广泛的应用。文章主要高层建筑住宅实例，针对高层住宅剪力墙结构设计中注意要点进行了探讨，从中不断地提高住宅建筑结构的抗震性及保证建筑使用的安全性。关键词：高层建筑；剪力墙结构；概念设计；基础设计中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：随着社会经济的繁荣，我国小高层建筑发展迅速，结构体系日趋多样化，设计思想也在不断更新，高层钢筋混凝土框架结构越来越广泛应用于建筑中，高层钢筋混凝土框架结构设计有着光明的应用前景。一、工程概况某高层住宅小区，总

2、建筑面积为625430.10m2，七栋塔楼地上14层带1层地下室，五栋七层塔楼，不带地下室。住宅设计使用年限为50年，建筑耐火等级为二级。抗震设防烈度为七度，主体为剪力墙结构，地下室为框架结构。地基基础设计等级为乙级。本文主要就高层建筑剪力墙结构设计要点进行论述。二、概念结构设计7概念设计在工程设计中需要结构设计人员布置剪力墙时在结构平面上尽量使x向和y向抗侧刚度接近，剪力墙不宜过多以免刚度过大，在梁系布置上也应力求受力明确，传力路径简捷，避免梁系为多重搭接传力，造成安全隐患。在竖向布置上也要力求均匀，避免少数楼层出现敏感薄弱部位，使结构整体形成均匀的抗侧力结构体系

3、，在此基础上，结合电算才能作出安全、经济、合理的结构。在本工程住宅楼主体剪力墙时，x向剪力墙墙肢较短，y向剪力墙墙肢较长，墙肢尽量多做成带翼缘的L形、T形等，不做“一”字形短墙；高厚比多在8以上，通过这些措施使结构总体指标控制在规范允许范围内。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。譬如说若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。对于高层住宅合理的刚度取1/1000~1/2500，刚重比在10~15之间，周期约为层数的0.06~0.08倍之间。另外，对结构布置扭转的控制，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层

4、竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。该工程计算结果x方向地震作用的楼层最大层间位移为1/1324，y方向地震作用的楼层最大层间位移为1/1594，均小于《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)第4.6.3条要求的1/1000；x方向的位移比为71.12，y方向的位移比为1.21，均不大于1.2，满足“高规”第4.3.5条的要求。刚重比为10.8，自振周期为1.0123s，均在合理范围内。三、基础结构设计目前的剪力墙体系由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础多采用筏板基础。合理选择筏板厚度及

5、边缘挑出长度也直接影响结构整体安全和工程造价。该工程上部14层带1层地下室，根据勘察报告，取筏板厚为1000mm，经细算后筏板可减至800mm。由于地库室为单层框架结构，筏板基础厚度计算后定为250mm，为解决柱对筏板的冲切，对柱下局部范围加厚（见附图1）。经此处理经济性明显。因此，基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，对小高层来说一般筏板厚初选时可按楼层数计，即每层按50mm厚增加。如14层建筑则初选可取600mm厚试算，试算后根据筏板配筋情况再逐步加大或减小。筏板厚度及配筋与地基持力层的承载力和压缩模量有关，同时应考虑桩冲切、角桩冲

6、切、墙冲切、柱冲切及板配筋等多方面的因素进行优化调整才能取得较满意的结果。7筏板长度的设置也需进一步研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝。本项目采用添加剂以补偿混凝土的因水化热引起膨胀与收缩，或采用纤维混凝土等方法在一定范围内可不设或少设后浇带，并且对所设后浇带采取必要的保护和加强措施。该工程地下室长134m，大于规范要求的55m，故筏板基础采后浇带来解决结构超长的问题。并在塔楼与地下室之间设置后浇带，解决两种不同荷载之间的不均匀沉降问题（见附图2），效果良好。四、剪力墙结构设计4.1剪力墙合理的布置剪力墙布置必

7、须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，y两向的刚重比接近。在结构布置应避免“一”字形剪力墙，若出现则应尽可能布置成长墙(h/w>8)；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件时两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍及8倍以下为短肢墙，大于8倍则为普通墙。该工程剪力墙布置后，刚心和质心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大减小了扭转效应；主梁搁置在剪力墙上的，在相应部位设置暗柱，以控制剪力墙平面