小议高层剪力墙结构住宅设计

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1、小议高层剪力墙结构住宅设计　　[摘要]随着社会经济的发展和人口的增加，城市住宅用地逐年递减，因此高层住宅凭借其既能高效利用土地又可以提升居住环境舒适度的优势迅速发展起来，但是高层住宅也具有劣势，如随着结构层数或高度的增加相应荷载效应的增大，结构的内力和位移也在迅速增加，水平荷载成为控制因素，为了抵抗水平作用力及侧向变形的要求，新的高层住宅结构形式以及相应抗震构造措施也在不断更新发展。本文主要针对在新高规及新抗规背景下高层剪力墙结构住宅设计进行探讨。　　[关键词]高层住宅剪力墙结构设计　　目前我国的高层住宅建筑大部分属于钢筋混凝土结构，其结构体系主要有框架、剪

2、力墙及框架一剪力墙三大结构体系。其中框架结构具有建筑平面布置灵活、分隔方便、整体性及抗震性能好、设计合理时结构具有较好的塑性变形能力、采用轻质填充材料作为外墙围护结构因此自重小等优点，其缺点则是刚度较小、在水平力作用下变形曲线为剪切型，高度越高则水平位移越大，因此框架结构的建造高度有局限性；而剪力墙结构具有整体性好、刚度大、在水平力作用下变形曲线为弯曲型，抵抗侧向变形能力强、抗震性能较好、具有较好的塑性变形能力等优点，因此剪力墙结构比框架结构建造高度高。剪力墙结构的缺点是结构自重大，建筑平面布置不够灵活，受楼板跨度限制，间距不能太大，难以应用于跨度较大的公共

3、建筑；框架一剪力墙结构同时具有框架结构与剪力墙结构的优点，由于框架和剪力墙的协同工作，在水平力作用下变形曲线为弯剪型，在下部楼层剪力墙承担了大部分剪力，在上部楼层，框架除负担水平作用力下的部分剪力，还承担拉回剪力墙变形的附加剪力。框架-剪力墙结构住宅的的缺点是下部楼层的梁、柱截面较大，有较大的凸凹，影响建筑室内美观。　　随着高层住宅建筑的发展，新的结构体系不断出现，除了上述三大结构体系外，还有筒体、框架一核心筒、剪力墙一筒体、筒中筒等结构体系。　　高层剪力墙结构住宅同时承受竖向荷载和水平荷载的作用，剪力墙结构侧向刚较大，能较好的抵抗水平作用力及侧向变形，因此

4、可以建造比框架结构更高，更多层数的建筑，并且没有梁、柱等外露与凸凹，便于房间内部布置。因此，高层住宅结构大多数采用剪力墙结构，国内外多次大地震后果表明，只有极少数的剪力墙结构的房屋倒塌。下面我们来详细讨论下剪力墙结构：　　1.剪力墙结构的布置　　剪力墙作为主要的抗侧力构件，合理的结构布置是构建良好抗震性能的基础。应遵循“八字方针”即“对称、均匀、周边、连续”此外，还需注意对抗震设计的剪力墙结构，避免单向有墙的结构布置。同方向的剪力墙上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁；一、二、三级剪力墙的底部加强区不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙。全高均不宜采用洞口局部重

5、叠的叠合错洞墙。对一般的矩形、L形、T形等平面宜沿两个轴线方向布置；对三角形、Y形平面宜沿三个轴线方向布置，对正多边形，圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。剪力墙的平面布应尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭矩。内外剪力墙应尽量拉通、对直。同向各片剪力墙的墙肢宽度应大致相当、布置均匀、数量适宜，否则过少则影响抗侧刚度，而过多则使得自重过大、影响墙体利用。对于剪力墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小、刚度大，则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，新规范规定将长墙分成墙段，使墙的高度与墙体长度之比大

6、于3，墙段长度不宜大于8m。　　2.剪力墙结构的约束边缘构件和构造边缘构件的设置　　钢筋混凝土设置边缘构件与不设边缘构件的矩形截面剪力墙，其极限承载力提高约40%，耗能能力增大20%，设置边缘构件可增加了墙体延性，因此，根据新《建筑混凝土结构技术规程》中规定，当一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于规范表的规定时，应在底部加强区及相邻上一层设置约束边缘构件，否则设置构造边缘构件，较旧规范相比，增加了三级剪力墙结构的约束边缘构件的设置，同时增加了按轴压比是否超限来决定是否设置约束边缘构件，因为轴压比是影响剪力墙在地震作用下塑性变形能力的重要因素。当剪力墙

7、轴压比满足高规表的要求时，墙的塑性变形能力较大，应设置构造边缘构件。反之延性小，应设置约束边缘构件。通过设置约束边缘构件，可提高轴压比高的剪力墙的塑性变形能力，但轴压比大于一定值后，在强震作用下，剪力墙可能因混凝土压溃而丧失承受重力荷载的能力。因此，规程规定了剪力墙的轴压比限值，且轴压比限值扩大到结构全高，不仅仅是底部加强部位。相比旧规范，新规范更加科学；新高规规定：可以计入“符合构造要求的水平分布钢筋”的约束作用。即剪力墙分布钢筋符合构造要求是可计入约束边缘构件的体积配箍率，与旧规范相比，即节约箍筋数量，同时减少了箍筋间距，降低了施工难度。　　3.剪力墙结

8、构连梁设计　　剪力墙中的连梁是耗能构件，连梁一般具有