高层住宅剪力墙结构设计

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1、高层住宅剪力墙结构设计　　【摘要】人们对高层建筑的空间要求越来越高。普通剪力墙的设计出现居多弊端，故结构设计问题受到众多工程设计人员的重视。本文以某住宅小区为例，从高层住宅结构设计时剪力墙布置、结构计算、风荷载的体型系数及干扰系数取值、连梁设计等几方面展开分析，并结合实际工程经验，提出剪力墙结构构造的几点意见，以供参考。【关键词】高层住宅剪力墙结构设计　　　　1墙肢长度和厚度的选取　　墙肢的长度　　剪力墙墙肢长度一般不宜大于8m。结构设计中的剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时，为了满足每个

2、墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙，洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁，使其可近似认为分成了独立墙段。　　墙肢厚度的选取　　规定剪力墙的最小厚度，其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。其厚　　注：H－层高或剪力墙无支长度的较小值　　对短肢剪力墙结构，规定其抗震等级应比表1中规定的抗震等级要高一级采用。故除6度区外，短肢剪力墙的抗震等级至少为一级。对于住宅建筑，填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙厚也取为200mm。住宅层高一般为～，故墙厚取200mm，除底层加强区的一字形短肢剪力墙外，均能满足规范要求。　　对于无地下

3、室的高层住宅，因其基础埋深一般在以上，则底层墙体高度会在以上，若按层高的1/16确定墙厚，将超过300mm，大于填充墙厚度。为避免出现此种情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量不用一字形剪力墙，而采用L、T、Z、十字形等截而形式，且使翼缘长度大于其厚度的3倍，这样一方面墙体抗震性能更好，另一方面墙厚也可取为剪力墙无支长度的1/16。由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于，故厚度采用200mm满足构造要求。　　　　2对结构扭转影响的处理　　《高规》条规定：“结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高

4、层建筑不宜大于该楼层平均值的倍，不应大于该楼层平均值的倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的倍，不应大于该楼层平均值的倍。结构扭转为主的第一自振周期T1与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于。”对于位移比超限的处理方法。可采取　　的方法有：调整最大位移发生处的附近洞口位置及尺寸，或最大位移发生处的墙肢厚度，以增加该处的刚度，减小位移。对于周期比的超限，可采取的方法有调整质心两侧剪力墙的位置及墙肢长度，使其质心与

5、刚心尽量接近；尽量加大周边剪力墙，提高抗扭刚度，减少核心筒刚度，削弱结构侧移刚度，从而加大第一平动周期；其轴线通过或靠近结构刚心的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大，但对侧移刚度贡献较大，也必须削弱。　　3对角窗的处理　　高层建筑的角部在地震中是最薄弱的部位，但有些时候建筑为了立面效果或为了开发商房子好销售，在高层建筑的角部设置角窗，对此类情况应采取以下措施：提高角窗两侧墙肢的抗震等级，并按提高后的抗震等级满足轴压比限值的要求，如不满足宜加厚墙肢；角窗两侧的墙肢应沿全高均按《高规》条要求设置约束边缘构件；抗震计算时应考虑扭转藕连影响；转角窗房间的楼板宜适当加厚，宜采用

6、双层双向配筋；加强角窗窗台的连梁的配筋与构造。　　4对剪压比超限的连梁处理　　剪压比超限问题在剪力墙中是很常见的，尤其是在高烈度区，经常是计算完后多处洞口上连梁超限。处理方法是一般先减连梁高度，以减少连梁吸收的地震力，如果仍然超筋，说明该连梁两侧的墙肢过强或者是吸收的地震力太大。此时，想通过调整使计算结果不超筋是困难的，也是没有必要的。就好比说，它原来没有这个能力，你非要让它有这个能力，这当然很困难。从连梁的作用来说，首先它是在两个墙肢之间传递内力，对墙肢起到约束作用，其次它是在地震来临时充当第一道防线，起到耗能作用。因此，对于减少连梁的高度仍然超筋连梁的设计原

7、则应该是这样的：首先按该连梁截面能承受的最大剪力计算连梁抗剪箍筋；根据该剪力值计算出连梁端部弯矩，并作适当折扣，然后根据该弯矩值计算连梁纵筋。这样做的目的是为了保证连梁的强剪弱弯，故意让连梁先出现塑性铰。当多遇地震来临时，连梁端部弯矩很快达到极限抗弯承载力，出现塑性铰，端部弯矩不再增加。由于弯矩与剪力之间的导数关系，连梁中的剪力也不再增加。而我们在设计的时候，已经保证了在端部弯矩达到极限抗弯承载力的情况，，抗剪能力是有富余的，所以此时抗剪不会破坏。在这种情况下，连梁仍能保证对竖向荷载的承载能力，同时对墙肢有一定的约束能力，并具有变形耗能能力，破坏具有一定延性，基

8、本上满足设计对连梁的基本