1、<p>　　高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討</p><p>　　【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市高層建筑逐漸增多，其結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為高層建筑工程設(shè)計工作的難點與重點。本文就某高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個方面進(jìn)行一些簡單的分析，并總結(jié)了一些設(shè)計體會，以供類似工程設(shè)計參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計體會 </p><p>　　

2、中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p>　　近年來，中國高層建筑發(fā)展取得了舉世矚目的成果，這與特定社會、經(jīng)濟(jì)、文化背景密不可分，它是根植于中國現(xiàn)實而產(chǎn)生的特定社會現(xiàn)象。隨著城市人口基數(shù)的逐漸加大、人們生活水平的提高，住宅的需求亦隨之大量增加，高層住宅建筑越來越多地被采用。這種結(jié)構(gòu)不同于高層和多層，有其自身的特點。在設(shè)計中，要正確利用它的特點。本文結(jié)合某商業(yè)住宅小區(qū)，對該結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計

3、經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，以期參考交流。 </p><p>　　1、上部結(jié)構(gòu)合理配置剪力墻是控制此類建筑側(cè)向剛度的關(guān)鍵 </p><p>　　高層建筑一般利用窗間墻和縱橫墻布置鋼筋混凝土小墻肢，這樣可以不占用室內(nèi)空間，小墻肢間通過連梁和現(xiàn)澆混凝土樓屋面板相連，形成小墻肢-連梁承重體系。 </p><p>　　小墻肢剪力墻布置應(yīng)按照抗震設(shè)計要求，結(jié)合各建筑房型的窗間﹑樓梯間﹑電梯

4、間及房間四周的內(nèi)外墻等情況，小墻肢剪一般有一字形﹑L形﹑T 形﹑十字形等墻段，在平面中各個主軸方向均勻?qū)ΨQ布置，盡量做到剛心與質(zhì)心重合，以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。各墻肢肢長不宜相差太大，使各個墻肢剛度接近，保證在地震作用下，水平力均勻地分配給各墻肢，避免因個別墻肢過長，剛度過大產(chǎn)生很大的地震水平力而出現(xiàn)超筋。在豎向墻肢上下對齊﹑連續(xù)，根據(jù)建筑底的層高及上部的變化通過墻肢的厚度和混凝土強(qiáng)度的變化，使豎向剛度從下至上逐漸變小，并使任何上下層剛度變化

5、不大于70%。墻肢間凈距不大于5米，連梁高度宜小于400，并盡可能地布置與兩房間之間，使住宅空間得以充分利用。墻肢的多少決定了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度。墻肢的過多，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度偏大，地震反應(yīng)大，構(gòu)件內(nèi)力大，配筋也增大甚至超筋，造成浪費；墻肢的過少，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度偏小，水平地震作用下位移過大，不能滿足正常使用。調(diào)整墻肢的數(shù)量及大小，使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度能滿足水平位移要求，又不引起過大的內(nèi)力。 </p><p>　　

6、2、采用合理的計算模型，從電算上進(jìn)行加強(qiáng) </p><p>　　本樓位于所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度7度（0.10g），設(shè)計地震分組第一組，場地建筑場地類別：Ⅱ類，房屋總高度小于80m，采用剪力墻結(jié)構(gòu)，查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級。但由于上述的原因，地震作用通過樓板傳給剪力墻的路徑不直接，導(dǎo)致受力復(fù)雜，因此將缺失樓板區(qū)域的中部

7、墻體的抗震等級提高一級，按照抗震等級為二級的剪力墻進(jìn)行電算分析。對于一般的高層住宅，樓板的剛度很大，其基本符合剛性樓板的假定。本樓樓板缺失，使得剛性樓板假定不再完全適用，在內(nèi)力分析時應(yīng)考慮樓板彈性變形的影響。而SATWE提供了三種彈性樓板單元，分別為考慮樓板面內(nèi)、面外剛度的彈性板6，僅考慮面外剛度的彈性板3以及只考慮樓板面內(nèi)剛度的彈性膜，分析時在特殊構(gòu)件定義里面將樓板缺失區(qū)域存在的樓板定義為彈性樓板6。本棟建筑的計算基本信息如表一、二、

8、三所示。 </p><p>　　表一 結(jié)構(gòu)自振周期 </p><p>　　振型 周期 轉(zhuǎn)角（度） 平動系數(shù) </p><p>　　1 2.1495 129.67 0.99 </p><p>　　2 2.0982 41.02 0.95 </p><p>　　3 1.9150 13.41 0.06 </p>

9、<p>　　4 0.6334 173.75 0.97 </p><p>　　表二 結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下的彈性位移角 </p><p>　　表三 結(jié)構(gòu)底部地震剪力、地震傾覆力矩和地震剪力系數(shù) </p><p>　　3、采用合理的配筋，從構(gòu)造上進(jìn)行加強(qiáng) </p><p>　　（1）本樓標(biāo)準(zhǔn)層樓板缺失面積較多，為合理傳遞水平地震作用，

10、樓板構(gòu)造應(yīng)加強(qiáng)。設(shè)計時除懸挑走廊外，樓板厚度均為120mm，樓電梯間板厚加強(qiáng)為150mm，配筋雙層雙向貫通設(shè)置，不采用普通樓板的分離式配筋。 </p><p>　?。?）針對局部缺失區(qū)域中間部位的剪力墻，按照高規(guī)10.4節(jié)錯層結(jié)構(gòu)的墻體構(gòu)造要求進(jìn)行設(shè)計，墻體構(gòu)造按照抗震二級墻體采用，水平和豎向分布鋼筋配筋率按照0.5%設(shè)置，在底部加強(qiáng)區(qū)及以上一層墻設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，上部區(qū)域按照錯層結(jié)構(gòu)的墻體構(gòu)造邊緣構(gòu)件要求設(shè)計。

11、 </p><p>　　4、局部設(shè)計的幾點考慮 </p><p>　　4.1 本建筑的外框架與內(nèi)筒間距較大，框架梁端在內(nèi)筒處負(fù)彎矩較大，按常規(guī)做法此梁在筒內(nèi)宜貫通，以平衡梁端的負(fù)彎矩，但建筑設(shè)在筒內(nèi)的樓電梯間以及通風(fēng)和水專業(yè)的管道井均使框架梁不能正常貫通，這樣在筒體剪力墻上產(chǎn)生較大的平面外彎矩，為此采取以下措施： </p><p>　?。?）加大設(shè)于筒體墻內(nèi)樓層處暗

12、梁截面及配筋，形成加強(qiáng)環(huán)梁，通過此環(huán)梁，將作用于X向墻體上的平面外彎矩分別傳遞到Y(jié)向各墻上； </p><p>　?。?）與框架梁相交的墻體節(jié)點處均設(shè)置暗柱，并通過計算配置暗柱內(nèi)的縱筋和箍筋； </p><p>　?。?）因剪力墻較厚，增加梁端凸出部分，以便提高梁端在抗震時的錨固。 </p><p>　　4.2 為減小框架梁的荷載以便減小梁的截面高度，本建筑的次梁均

13、沿Y向布置，這樣就加大了次梁的跨度，為控制次梁的撓度和裂縫，在結(jié)構(gòu)布置時盡量將次梁在筒體內(nèi)貫通，形成三跨連續(xù)梁，并通過計算配置梁下部縱筋，滿足正常使用的要求。 </p><p>　　4.3 在設(shè)計計算過程中發(fā)現(xiàn)，X向軸，軸與剪力墻相交的框架梁，因在同一平面內(nèi)的剪力墻剛度相對很大，在地震力作用下，與剪力墻相交部位的梁端配筋均超筋，為解決此問題，設(shè)計中采取兩條途徑分別計算： </p><p>

14、　　①在不考慮地震作用時，梁與剪力墻相交處按固結(jié)考慮，計算后按結(jié)果配置梁端負(fù)筋； </p><p>　?、谠诳紤]地震作用時，假設(shè)梁與剪力墻相交處出現(xiàn)塑性鉸，計算后按結(jié)果配置梁跨中正筋。這樣既能滿足正常使用時的強(qiáng)度要求，又能保證地震作用下的安全。 </p><p>　　5、關(guān)于設(shè)計的幾點體會 </p><p>　?。?）按規(guī)范要求，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的筒體宜設(shè)邊框梁與邊框

15、柱，框架梁在筒內(nèi)宜貫通，以便加強(qiáng)整體剛度，承受平面外彎矩。本建筑由于方案是香港的建筑事務(wù)所設(shè)計，港方堅持不設(shè)邊框梁與邊框柱和框架梁在筒體內(nèi)不貫通的方案。為保證結(jié)構(gòu)安全，特別是在地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)具備必要的抗震承載能力，良好的變形能力，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，在設(shè)計中采取了一些有利的措施，從而彌補(bǔ)了方案的缺陷。 </p><p>　?。?）本建筑的次梁均沿Y向布置，且梁高受到限制，經(jīng)計算，為達(dá)到規(guī)范要求的撓度和裂縫

16、要求，須配置一定數(shù)量的縱筋，以便提高梁的剛度，這樣做不僅增加造價，而且要求梁上不宜再有較大的集中荷載。所以在今后的設(shè)計中，若樓層允許的情況下，用橫向框架方案，次梁沿X向布置綜合考慮更合適。 </p><p>　?。?）設(shè)計本樓時為了滿足嵌固要求，地下室中上部落下的墻體變厚加長，并增加了相當(dāng)數(shù)量的墻體，雖然對于本棟建筑這些是有利的加強(qiáng)措施，但如果對于一般的建筑也要求采取這樣的措施，似乎過于嚴(yán)格，經(jīng)濟(jì)性上也差了很多。