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篇1
本工程为高层住宅楼，总建筑面积为5220.30m2，地上15层，地下1层，主体为剪力墙结构，裙房为框架结构。地基基础设计等级为乙级，主体为筏板基础，裙房为柱下独立基础和墙下条形基础。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。
2 概念设计
概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震的作用， 避免出现敏感的薄弱部位导致过早地破坏，因此剪力墙的布置应以此为原则精心布置，方可使结构在整体上安全合理。目前很多设计剪力墙满布，造成结构体系刚度过大，引起地震力加大，虽然满足强度要求，但混凝土用量大，钢筋用量也随之加大，并且加大后的地震力有时集中于某些薄弱部位，造成安全隐患。
建筑结构平面布置时，概念设计应尽量使 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，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。
3 基础设计
高层建筑剪力墙结构设计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 15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15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。
筏板长度的设置应考虑地下室的使用合理性，通常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120m，大于规范要求的55m，因此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，效果良好。
4 剪力墙设计
4.1 剪力墙布置
剪力墙布置必须均匀合理，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，以控制剪力墙平面外的弯矩。
4.2剪力墙配筋及构造
4.2.1剪力墙配筋
该工程剪力墙一层墙厚为 250mm，其余地面以上墙厚均为200mm，水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。六层以下水平筋￠10@ 200双层双向，双排钢筋之间采用￠6 @ 400拉筋；六层以上￠8 @ 200双层双向，双排钢筋之间采用￠6@ 600拉筋。地下部分墙体竖向配筋￠14@ 200为主要受力钢筋，水平筋则构造配置，该工程均取￠12@ 150。地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，简化计算后由竖向筋控制。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第 4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm。
4.2.2 剪力墙边缘构件的设置
试验研究表明，钢筋混凝土设置边缘构件后与不设边缘构件的矩形截面剪力墙相比，其极限承载力提高约40%，耗能能力增大20%，且增加了墙体的稳定性，因此一般一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按《高规》第7.2.17条设置构造边缘构件。
对于本工程剪力墙来说，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区0.7%，一般部位0.5%；对于短肢剪力墙，应按《高规》第7.1.2条控制配筋率加强区 1.2 %，一般部位1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往按长肢墙进行暗柱配筋并不妥当，建议有两种方法：其一，计算中另一方向短肢不进入刚度，则配筋可不考虑该方向短肢影响；其二，计算中短肢计入刚度，则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率在加强区取1.0 %，一般部位可取0.8 %。该工程地面一、二层设置构造边缘构件，纵筋最大直径为￠14，加强区暗柱配筋率最大为 1.45%，最小0.8%；三层及三层以上为构造边缘构件，构造边缘构件纵筋配筋率普遍在 0.6%～0.7%。
4.2.3 剪力墙的连梁
剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，虽然在计算中对其刚度进行折减，但在地震作用下弯矩、剪力仍很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。所以连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加1根梁，2根梁之间用轻质材料填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。该工程连梁截面均为墙厚×400mm，大部分连梁纵筋为4￠14，箍筋为￠8@ 100；个别连梁纵筋为 4￠16，箍筋为￠8@100。
5 结语
综上所述，在高层建筑转换层的结构设计时，既要尽可能地满足建筑的使用功能的要求，又要使结构体系更加合理，应从建筑功能、结构受力、设备使用、经济合理等多方面入手进行结构的选型和柱网布置，从而满足建筑结构合理的使用要求。
篇2
1工程概况
某小区住宅是1栋小高层带电梯的住宅楼，地上总建筑面积约1．02万m2，房屋总高度31．8m。主楼共10层，平面尺寸为45．6m×22m，其中架空层一层，层高4．8m，作车库使用；地上9层为住宅标准层，层高3m；局部突出屋面部分为电梯机房。裙楼也作车库使用，平面尺寸为45．6m×l8m，层高3．9m。
2上部结构体系
本工程的平面体型较为复杂，住宅层结构平面凹凸不规则，平面凹进的尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%，按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3．4．3条，属平面不规则类型。主楼质心与底盘结构质心的距离大于底盘相应边长的20%，故本工程设置了一道防震缝，将上部结构主楼裙楼划分为两个的抗侧力结构单元，即主楼为一个结构单元，裙楼为1个结构单元。
由于业主要求承重构件不能突出墙面，且架空层要尽量满足停车位的需要，根据房屋高度，决定主楼采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。主楼l0层，属于高层建筑，抗震烈度为6度，剪力墙抗震等级按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3．9．3条定为四级，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010，短肢剪力墙要满足第7．2．2条规定，其抗震等级不提高但轴压比要求比一般剪力墙要严格。对于抗震等级为四级的剪力墙结构，其轴压比限制在《建筑抗震设计规范》GB50011-2010与《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中均未做要求，考虑到短肢剪力墙延性较差，对抗震不利，本设计短肢剪力墙轴压比按三级抗震墙控制并尽量避免采用一字形短肢剪力墙。
3主楼上部结构抗震计算结果分析
3．1主要结构构件
剪力墙截面厚度同相邻砌体填充墙厚度：四周外墙肢肢厚240mm，内墙肢肢厚200mm；底层肢厚300mm，其余肢厚240mm。剪力墙混凝土强度等级2层以下为C35，3层以上为C30，梁、板的混凝土强度等级均为C25。主要连梁的尺寸多为240×500mm核心筒处楼板的厚度为150mm，顶层楼板厚度为120mm。有别于肢长肢厚比不大于4．0的异形柱，不大于300厚的短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在大于4且不大于8范围内，一般剪力墙的肢长肢厚比均大于8。值得注意的是，对肢长肢厚比为4～5范围内的墙肢，虽然《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010已将其分在短肢剪力墙范围，但由于其抗震性能较差，地震的应用经验不多、相关研究成果较少，为安全起见，此类墙肢尽量不要采用。
3．2计算结果分析
从构件力学特性上来说，短肢剪力墙的肢长与肢厚比≥5．0，更接近于剪力墙受力特性，故计算时将短肢剪力墙作为剪力墙而不是柱考虑应更合理。因此，结构整体计算采用中国建筑科学研究院开发的SATWE程序按剪力墙结构考虑。SATWE采用的是在每个节点有六个自由度的壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙，墙元不仅具有平面内刚度也具有平面外刚度，可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受力状态，计算结果较精确；同时，对楼板SATWE可以考虑其弹性变形。虽然主楼结构平面较规则，立面也无刚度突变现象，但由于刚度较大的电梯井处筒体有偏置，产生扭转的影响，为了计算准确，地震作用计算考虑了结构的扭转耦联和5%偶然偏心的影响，取了9个振型计算。
3．2．1自振周期的控制
考虑扭转耦联时的自振周期(计算时自振周期折减系数取0．8)如表1所示。从表1可得，结构扭转为主的第一自振周期T3=0．7233s，平动为主的第一自振周期T1=1．0532s，T3T1=0．687＜0．9，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3．4．5条的规定。
表1结构自振周期表
3．2．2结构位移的控制
最大层间位移角(应≤11000)、最大水平位移与层平均位移的比值(不宜大于1．2，不应大于1．5)及最大层间位移与层平均位移的比值(不宜大于1．2，不应大于1．5)见表2，从中可以看出结构在风荷载和地震作用下的位移均能满足规范限值。
表2结构位移表
3．2．3楼层最小地震剪力的控制
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的要求，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合公式，对于6度设防区，剪力系数λ≥0.008，本工程各楼层剪重比能满足要求，不需要调整。
3．2．4短肢剪力墙刚度的控制
短肢剪力墙及一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩见表3。由表中数据可见，在规定的水平地震作用下，本工程短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010规范第7．1．8条的规定。
表3底部地震倾覆力矩
4结构设计的主要技术措施
4．1短肢剪力墙设计
根据短肢剪力墙结构的特点，地震作用下的抗扭能力较弱，因此本工程设计中将一般剪力墙布置在建筑四角处，短墙肢尽量均匀对称布置，以减小水平力作用下的扭转效应，且短墙肢绝大多数在两个方向有连接，即截面型式多采用L、T型。少量短墙肢由于建筑需要采用了一字型，为了减少剪力墙平面外弯矩，设计时尽量不布置与之垂直相交的大跨度单侧楼面粱，避免不了的墙肢，尽量设端柱。短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在5～8范围内，并且保证每一段墙肢长度不小于1．2m，另外，对短肢剪力墙的轴压比均控制在0．6以内，短肢剪力墙边缘构件按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7．2．14条规定设置，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率在底部加强区不小于1．0%，其他部分不小于0．8%。
4．2连梁设计
本工程中，由于剪力墙数量较多，且比较分散，布置均匀，墙肢较短，各片剪力墙之间抗侧刚度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墙受力较均匀，因此，构成剪力墙间的主要构件连梁无超筋现象。跨高比≥5的连梁按框架梁进行设计(顶层处按连梁的构造要求配筋)，其余连梁按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中第7．2．27条的规定设计。为保证楼层处的梁连成一个整体，框架梁、连梁及暗梁设有一定数量的纵向钢筋拉通。
4．3楼板设计
由于核心筒处的楼板受到电梯井及楼梯开洞的削弱，使得核心筒上下两部分平面的连接较为薄弱，故与建筑专业协商，要求该部分楼板的连接宽度不小于5m，并在设计时加厚为150mm，配双层双向通长筋12@200。为加强建筑物的顶部约束，提高抗风、抗震能力，顶层楼板加厚为120mm。
5短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计
短肢剪力墙结构是介于框架一剪力墙结构和一般剪力墙结构之间的一种结构形式，其抗震薄弱环节是建筑平面处边缘及角点处的墙肢，一字形短肢剪力墙及连梁。在此类结构设计中，对薄弱环节，应加强概念设计和抗震构造措施。如强墙弱梁，与短肢墙相连的大梁不应配置过多的抗弯负筋，验算一字形短肢墙的平面外抗弯和抗剪等。规范对具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构做了明确的规定，除了限制其最大适用度，结构中的一般剪力墙数量不应太少，一般剪力墙承担的第一振型底部地震倾覆力矩不能少于总倾覆力矩的50%。为了提高短肢剪力墙的竖向承载力和延性，防止局部倒塌，规范对其轴压比和全截面纵向配筋率都做明确要求，对一字形短肢墙要求更加严格，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010在第7章中已列出具体条款。
6结束语
综上所述，作为剪力墙结构体系的分支，短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性，使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想，因而在小高层住宅楼结构设计中已被广泛采用。设计短肢剪力墙结构时，应区别于一般剪力墙结构，多结合住宅特点，使结构刚柔适中，并运用抗震概念设计的原则，采取有效的抗震措施，注重细部设计，从而做到结构设计安全、经济、适用。
参考文献：
篇3
本工程总建筑面积为96412.72平方米，位于广东省清远市佛冈县。层数最高为28层，最低为1层。地上部分共有9栋：1号楼为一类高层居住建筑，沿街高层1层商铺，建筑层数28层。2号楼、3号楼、5号楼为一类高层商住楼，2号楼为26层，3号楼、5号楼为28层。沿街高层2层商业。B1、B2、B3、B5、B6栋为低层商业建筑，建筑层数为3层。B6栋为1层。场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，建筑场地类别为Ⅱ类。场地无可震动液化土层分布，亦无发震断裂，属稳定地区。
2工程特点
本工程整体设计思路要求典雅、高级、舒适。建筑立面风格追求新古典主义，平面布置讲究高度灵活性，可以居住、办公为追求大尺度。由于开发商要求功能多样化、适应性强、个性鲜明，使得建筑设计平面与立面复杂、多变。所以与一般工程相比，本工程有鲜明特点，结构设计不利因素相对集中，体型相对复杂，给结构设计带来了很大难度，其结构特点具体体现在以下几个方面:
（1）在地下室设置后浇带，后浇带在两个月后浇筑；适当提高地下室底板、侧壁的配筋率。
（2）地下室外防水层采用柔性防水(聚胺脂涂层或卷材)，即使出现微小的收缩裂缝，外防水层也能起到阻止渗漏的作用。
（3）地下室及裙楼采用双向梁布置，采用控制裂缝宽度性能较好的变形钢筋，壁板、楼板钢筋按照“宁细勿粗，宁密勿疏”的原则配置。
（4）从减少砼自身收缩率的角度考虑，优化砼的配合比设计，加入合适的添加剂，控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指标；另一方面要求加强砼的振捣及养护，应有可靠措施保证砼在全湿润条件下硬化，优先考虑蓄水养护。
3结构设计要点
3.1基础及基坑支护
3.1.1基础形式
高层采用筏形基础，裙楼和B1~5采用天然独立基础；基础持力层为(2-2层)卵石层，地基承载力特征值fak=700Kpa，混凝土强度等级为C30。
3.1.2基坑支护方案
本工程基坑侧壁安全等级为二级，基坑支护设计与地基基础及地下室结构设计没有矛盾，满足建筑物的使用要求。
3.2地下室结构
地下室底板：采用平板式底板，板厚h＝300mm。
地下室顶板：采用梁板式布置，板厚h=180mm。
3.3 上部结构体系
根据建筑使用功能的需要，本工程为剪力墙结构。
4结构计算与分析
采用中国建筑科学研究院PKPM工程部编写的《SATWE》程序计算。
4.1基本假定及主要参数取值
上部结构计算取地下室顶板作为嵌固端。上部结构由下至上分为三栋高层结构计算，自编号分别为1#楼、2#楼、3#楼、5#楼。考虑了平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数使振型参与质量不小于总质量的90％，振型数为18。主要参数取值如下：不考虑活荷载的不利分布，梁弯矩增大系数取1.0；周期折减系数取0.9；中梁刚度增大系数取2.0。
4.2主要计算结果
4.2.1自振周期及第一扭转平动周期比
各结构单元的自振周期及周期比详表1，可见以扭转为主的第一周期与以平动为主的第一周期的比值均≤0.90，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第4.4.5条的要求。
4.2.2弹性层间位移角
弹性层间位移角即层间最大位移与层高的比值详表2，可见层间位移角均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.6.3条的要求。
表2地震作用及风荷载的最大位移角表
4.2.3扭转不规则性指标
在考虑偶然偏心情况下，用于判断结构扭转不规则性的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值详表3，可见1#楼、2#楼、3#楼、5#楼最大的位移最大值与平均值比值均大于1.2，小于1.5，未超出《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.4.5条的限值。
表3扭转不规则性指标最大值
4.2.4水平地震作用下基底的剪重比
各结构单元在水平地震作用下基底的剪重比详表4，基底剪重比均大于1.6％，满足《建筑抗震设计规范》第5.2.5条的要求。(当小于1.6%时，程序自动放大至1.6%)
4.2.5刚重比
刚重比 EJd /（H2ΣG）详表5，可见刚重比均≥1.4，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第5.4.1条对结构稳定性的要求。各栋刚重比均≥2.7，可以不考虑重力二阶效应的影响。
4.2.6楼层侧向刚度比
楼层侧向刚度不小于相邻上一层的70%，和其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%的较大值。满足规范要求。
4.2.7轴压比
本工程轴压比按地下一层控制，剪力墙轴压比控制在0.70以内(一字墙0.60以内)，框架柱轴压比控制在0.90以内。
计算结果分析表明，本工程各项整体指标均能满足相关规范的有关要求或未超出规范规定的最大限值；柱的轴压比和各构件的强度及变形也均能满足规范的要求。
5地基基础
5.1场地工程地质特征
本工程场地位于清远市佛冈县；西面为四层图书馆及广播电视中心，北面为青松东路，东面为文明路，南约120m为106国道。场地上部为冲洪积层，下部为基岩。各岩土层的状态、埋深和厚度变化不大，场地地基属均匀地基。
5.2场区地下水
勘察期间场地地下水位埋深1.74～2.14m，标高69.12~75.35m。场地地下水埋藏较浅，地下水位一般高于地下室底板上部，地下室的抗浮水位取标高75.50m。地下水对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
5.3场地的等级分类
建筑场地类别为II类，场地处于丘陵地区，地形地貌简单，地形平坦。不存在坍塌、滑坡、泥石流、严重地陷等不良地质作用及地质灾害现象。地下无人防工程、坑道及矿产资源。无活动性断裂构造。周边无污染源，地下水及土壤基本未受污染。本工程场地等级为二级，地基等级为二级，工程重要性等级为一级，岩土工程勘察等级为甲级。
5.荷载取值
本工程基本风压：高层部分按50年重现期取值为w0=0.30kN/m2（计算位移、周期时采用）；100年重现期取值为w0=0.35kN/m2（计算构件配筋时采用）。多层部分按50年重现期取值为w0=0.30kN/m2，地面粗糙度B类，建筑体形系数μs=1.3。
篇4
Keywords: high building; Reinforced concrete; Frame structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1、 高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点
1.1 水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素 在低层住宅中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计;而在小高层住宅中，尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响，但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值;而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。
1.2 轴向变形不容忽视 对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到很大的数值，其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷，使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
1.3 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标 相对于低层住宅而言，小高层住宅更柔一些，地震作用下的变形就更大一些。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
2、钢筋混凝土结构设计对功能的要求
所有建筑结构在设计时必须符合技术先进、经济合理、
安全适用的要求。建筑结构的功能要求主要有安全性、适
用性和耐久性。结构的安全性是指结构在规定的使用期限
内，能承受在正常施工和正常使用过程中可能出现的各种
作用；结构的适用性是指结构在正常使用时，能满足预定
的使用要求；结构的耐久性是指结构在正常维护下，材料
性能虽然随时间变化，但结构仍能满足设计的预定的功能
要求。
钢筋混凝土结构在预定时间内，在正常设计、施工和
使用的条件下，能达到安全、适用和耐久三方面的功能要
求，就应认为该结构是可靠的。
3、工程概况及特点
某住宅楼为9层，主体高度为32．4米，属高层建筑。在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的戈键问题。本建筑采用的是钢筋混凝土框架结构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构口丁通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；Ⅻ以采用预制构件，也易于采用定型楼扳而做成现浇结构。由于该工程为住宅楼，要求有灵活的空间布置和较高的抗震性能，故采用钢筋混凝土框架结构。
4.基础部分设计
4.1对于柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素，适当加宽基础。
4.2建筑地段较好，基础埋深大于3米时，应建议甲方做地下室。
4.3地下室外墙为混凝土时，相应的楼层处梁和基础梁可取消。
4.4抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设，连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
4.5新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。
4.6独立基础偏心不能过大，必要时可与相近的基础做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大，必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合，基础底板可做成梯形或台阶形，或调整挑梁两端的出挑长度。
4.7独立基础的拉梁宜通长配筋，其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高，否则底层墙体过高。
4.8底层内隔墙一般不用做基础，可将地面的混凝土垫层局部加厚。
4.9考虑到一般建筑沉降为锅底形，结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用，顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断l，2或I／3)，且纵向基础梁的底筋也应拉通。
4.10基础底板混凝土不宜大于C30，一是没用，二是容易出现裂缝。
4.11基础底面积不应因地震附加力而过分加大，否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大，本末倒置。
5.粱部分设计
5.1当外部梁跨度相差不大时。梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。梁也可偏出柱边一较小尺寸。粱与柱的偏心可大于1／4柱宽并宜小于1／3柱宽。
5.2.粱上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支库附近：否则应考虑由次粱引起的主粱抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。
5.3原则上梁纵筋宜小直径、小间距，有利于抗裂；但应注意钢筋间距要满足要求，并与粱的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距町不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。
5.4端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁。梁端支座可按简支考虑．但梁端箍筋应加密。
5.5挑梁宜作成等截面(大挑粱外露者除外)。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，难以施工。
变截面粱的挠度也要大于等截面梁。挑梁端部有次梁时，注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承载力不足。对于大挑粱，梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。
5.6梁上开洞时，不但要计算洞口加筋。更应验算粱洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。
5.7挑梁出挑长度小于梁高时。应按牛腿计算或按深梁构造配筋。
5.8梁宽度不必过大，只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时，粱宽对刚度影响不大。相对来讲，增大钢筋更经济。同时粱的上筋应大部分通长布置。以减小混凝土徐变对挠度的增大。
6、现浇板部分设计
6.1扳的钢筋宜采用大直径、大间距，但间距不大于200，间距尽量用200(一般跨度小于6．6m的板的裂缝均可满足要求)。板上下钢筋问距宜相等，直径町不同，但钢筋直径类型也不宜过多。
6.2相连几个房间的同型号、同间距板底钢筋宜连通。
6.3配筋计算时．可考虑塑性内力重分布，将板上筋乘以0．8～0．9的折减系数。将板F筋乘以1．1～1．2的放大系数。
6.4当厚板与薄板相接时．薄板支库按固定端考虑是适当的；但厚板就不合适．宜减小厚板支座配筋。增大跨中配筋。
7、横向框架粱截面设计
粱的斜截面强度计算
实验和理论分析证明，翼缘对提高T型截面粱的受剪承载力并不很显著，因此，《混凝土结构设计规范》规定，在计算形截面粱的承载力时，仍取腹扳宽度b并按矩形截面计算。
为了防止粱在弯曲屈服前先发生剪切破坏，截面设计时对剪力设计值进行调整。若调整后的剪力值大于组合表中的静力组台的剪力值，则按调整后的剪力进行斜截面计算。
7.1柱截面设计
在框架设计中，应体现“强柱弱粱”，即一、二级框架的粱柱节点处，除项
层和轴压比小于0．15者外（因顶层和轴压比小于0．15的柱可以认为具有与
粱相近的变形能力)。
7.2荷载计算
(1)恒载计算。主要考虑屋面、楼面均布荷载，并得到恒载作用下结构的计算简图。
(2)活载计算。根据《建筑结构荷载规范》得到非上人屋面的活荷载标准值以及各楼层活荷载标准值，进而通过计算，得到了活载作用下的计算简图。
(3)风荷载计算。根据《建筑结构荷载规范》，已知基本分压w0=0.35kN／m2。由Wk=βzusuzwo。可知风荷载标准值。将风荷载换算成作用于每一层节点上的集中荷载，从而建立风荷载作用下的结构计算简图。
(4)地震荷载计算。本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，Tk=0.40S，根据底部剪力法公式可得地震荷载作用在每一层节点上的集中荷载，从而得到地震荷载下的结构设计简图。
7.3内力计算
(1)恒载作用下内力计算。力法、位移法、弯矩分配法、无剪力分配法均可用来计算框架结构内力和侧移，但是多层钢结构往往杆件较多，超静定次数很多，采用这些方法比较费时，因此实际计算时一般用近似方法分别计算结构在竖向荷载和水平荷载作用下的内力和位移。框架结构在竖向荷载作坩下的计算方法有分层法、迭代法、二次弯矩分配法等。
7.4 构件设计
据内力计算组合结果，即可选择各截面的最不利内力进行梁柱截面设计。设计公式为S≤R 和S≤R/yRE(地震作用参与的组合)。柱的截面设计考虑强度、刚度、平面内整体稳定、平面外整体稳定以及局部稳定等方面。主梁设计模型按多跨连续梁考虑。截面设计考虑强度、刚度、局部稳定等方面(由于采用压型钢板组合楼板，且有牢靠的连接，故不必验算整体稳定)，次梁截面按两端简支考虑，由强度、刚度、稳定等综合确定。
8、 钢筋混凝土在高层结构设计问题
基于高层及多层建筑的特点：涉及工序多，结构复杂，工程量大，建筑施工的具有一般的建筑所不具备的难度。
8.1在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，必须对结构的该项
控制因素严格注意，一旦结构为B 级高度建筑甚或超过了B 级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
7.2嵌固端的设置问题。嵌固端高层建筑有可能设置在地下室顶板，也有可能设
置在人防顶板等位置，这为结构设计工程师带来许多注意的方面，如嵌固端位置与结构抗震缝设置的协调等等，忽略其中任何一个方面都有可能埋下安全隐患。
8.3地基与基础设计问题。由于高层对地基来说，要求更高的承载力，钢筋混凝
土的地基基础也是整个工程造价的决定性因素，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。钢筋混凝土高层结构设计是一个复杂的过程，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
结语
钢筋混凝土框架结构是由粱、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种结构体系适用于多层建筑及不太高的高层建筑。正确理解框絮结构的结{智原理，遵循结构设计规范，按照。强柱弱粱”、“强节点弱构件”的设计原则，是钢筋混凝土结构设计的关键所在。
参考文献：
[1]张吉人.建筑结构设计施工质量控制[M].中国建筑工业出版社,2006.
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Keywords: residential buildings; More long structure; Big span floor; Floor wrong layer; Slo spring Box a beam
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程简介
该工程占地面积22161m2 ,总建筑面积68740m2 。主要包括南北两排高级住宅综合楼和东西两侧公建。南侧住宅综合楼(B～G座) 地上8 层,北侧住宅综合楼(J～R 座) 地上8～10 层。南北住宅综合楼均为剪力墙结构,南楼局部设有框支梁。东侧公建(H 座) 地上2 层,为高配套商业用房,框架结构;西侧公建(A 座) 地上4 层,为文化娱乐、健身中心,框架结构。南北住宅综合楼均设有两层地下室,南楼地下2层战时为六级人防物资库、平时为汽车库,北楼地下2 层为设备用房,南北楼地下1 层均为自行车库。南北住宅综合楼中间局部设有地下室,位于地下2 层,为单纯汽车库,其西侧局部从地下2 层至地面为游泳池,框架结构(局部含有剪力墙) 。两栋住宅综合楼中间地面拟建社区公园,有假山、音乐喷泉、热带树木、草坪、健身器材、夜景照明等。
2 结构特点
本工程整体设计思路要求典雅、高级、舒适。建筑立面风格追求欧式古典主义,平面布置讲究高度灵活性,可以居住、办公。为追求大尺度,部分户型房间开间达到12.8m ,进深达到14.7m。户型建筑面积在200～500m2 ,顶层带跃层。
由于开发商要求功能多样化、适应性强、个性鲜明,使得建筑设计平面与立面复杂、多变。所以与一般工程相比,本工程有鲜明特点,结构设计不利因素相对集中,体系相对复杂,给结构设计带来了很大难度,其结构特点具体体现在以下几个方面:
1) 高差悬殊(住宅综合楼与汽车库高差达8～11 层) ;
2) 超长混凝土结构(地下2 层建筑长度达177m) ;
3) 大跨度楼板(最大板跨12.8m) ;
4) 错层集中(两个部位剪力墙两侧层高分别为2.8m、3. 0m ,楼板层层交错设置) ;
5) 不规则坡屋顶(四坡屋项带老虎窗) ;
6) 部分剪力墙不能直接落在基础上(主要为南楼折线形外墙) 。
另外,本工程部分地下室设有人防层、游泳池。
3 技术施工
本工程复杂性,经过反复论证、综合分析比较,确定设计原则如下:
住宅整体结构采用剪力墙体系,墙体厚度为300mm 到顶,局部楼电梯间处墙厚200mm ,以提高结构整体性以及抗侧移刚度,并可以满足“新规范”对剪力墙厚度的要求。楼板采用大板块现浇预应力混凝土结构。针对该工程结构特点,具体技术措施如下:
1) 高差悬殊问题
设置两道沉降缝将南北住宅综合楼与中间地下汽车库完全脱开,沉降缝宽度为100mm ,缝内用粗砂填实。
2) 结构超长问题
从地下1 层开始设置伸缩缝将南北住宅综合楼分成若干单体,缝宽100mm。仍然超长的设置伸缩后浇带,后浇带宽800mm ,主体结构施工完后两个月用高一强度等级混凝土并加适量微膨胀剂浇灌,附加温度钢筋,加强施工养护,以解决混凝土结构超长问题。
3) 大跨度楼板问题
本工程结构最大板块跨度为12.8m ×14.7m ,根据工程经验确定板厚为280mm。先采用普通混凝土结构经过详细计算,在较大配筋率(0.65 %) 情况下承载力极限状态可以满足,混凝土相对受压区高度ξ(0.14) 不超限。但是正常使用极限状态下裂缝宽度验算为ωmax = 0.35mm ,超过限值ωlim =0.3mm;板块最大挠度为f = 0.0698m ,远远超出限值[ f ] =0.043m ,无法满足正常使用极限状态下裂缝宽度与挠度验算的要求。
4) 楼板错层问题
由于开发商特殊要求,本工程两个部位出现错层集中现象,剪力墙两侧层高分别为2.8m、3.0m ,具体为Q、R 座中间墙,J 、K座中间墙。这样使得楼板层层交错,而且错层部位楼板高差不一致。
具体处理措施为:加强错层部位剪力墙厚度,将该部位剪力墙厚度调整为400mm ,以提高剪力墙平面外刚度;剪力墙抗震等级提高一级,剪力墙分布钢筋配筋率提高到0.5 % ,并适当增加暗柱数量和配筋等。
在结构计算上采用弹性楼板假定。
5) 坡屋面问题
由于建筑立面要求,屋顶做成不规则坡屋面形式,水平跨度都在10～12.8m左右。下部为300mm 厚剪力墙结构,用层高限制,无法设置托柱梁,更不宜在屋脊交点位置楼板上设置立柱,形成不了框架结构,所以这种不规则坡屋面给结构设计造成很大困难。经过多种结构形式的比较分析、反复试算,确定采用空间刚架方案来解决,即在屋顶沿屋脊位置、窗间墙位置设置斜柱,柱截面高度与墙厚相等为300mm,柱截面宽度确定为600mm,并在屋顶部设置水平拉梁以构成空间刚架。
6) 框支梁问题
由于南楼地下2 层出挑部分为汽车库,采用大柱网框架结构布置。住宅部分从地下1 层开始,其部分外墙(南侧外墙) 不能落到基础上,而且外墙沿几条轴线布置,走向形成折线外形。轴线间距在各个部位不等,大部分为2 000mm。结构处理方法为采用框支托梁形式,把整个折线形外墙托起,以承担竖向荷载并传递水平地震力。经计算采用1000mm 高度没有问题,宽度各个部位有所不同,大部分为2500mm。
4 结构计算
本建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8°,场地土类别为Ⅱ类,住宅部分框架、剪力墙抗震等级均为二级,框支框架抗震等级提高为一级,单纯地下车库部分抗震等级确定为三级。采用中国建筑科学研究院PKPM 工程部编写的《SATWE》程序计算。由于主体结构在地下2 层开始采用沉降缝全部断开,分成了三个部分,其中汽车库仅设置于地下2 层,南北住宅综合楼地上层数较多,较为典型,尤以南楼具有代表性,现将南楼一部分(BCDE 座) 结构整体计算情况简单介绍如下:
1) 地震作用下层间位移角曲线
a - X 方向最大层间位移角= 1/1 821 ;
b - Y 方向最大层间位移角= 1/3 210
图1 X 、Y 方向最大层间位移角曲线
2) 地震作用下最大反应力曲线
3) 地震作用下结构周期周期如表1。
表1 地震作用下的结构周期
图2 X 、Y 方向最大楼层反应力曲线ƒ
a - x 方向;b - y 方向
图3 质心振动
地震力Q0 X = 32 216kN ,Q0 Y = 36 014kN
剪重力Q0 X/Ge = 13.74 % ,Q0 Y/Ge = 15.36 %
最大层间位移= 1/1 821
轴压比μ:绝大部分剪力墙轴压比μ≈0 ,个别小墙肢最大轴压比μ= 0.23。
框架梁、柱、剪力墙、连梁配筋均无超筋情况,从整体计算结果看,本工程结构布置比较合理。
5 地基基础
本工程由中国建筑科学研究院地质勘察公司提供详细“地勘”报告,地基持力层为第四纪沉积粘质粉土、砂质粉土④层,地基承载力标准值综合取值为f k = 160kPa ,地下水近3～5年最高水位为自然地面下3m。
中间地下汽车库采用上反肋梁式筏形基础, 底板厚500mm ,基础梁800mm ×1200mm;南楼亦采用上反肋梁式筏形基础,底板厚1 000mm ,基础梁800mm×1200mm;北楼采用平板式筏形基础,沿墙体做暗梁,底板厚1000mm。南北楼基础底板系根据板格跨度及施工方便,综合考虑统一确定厚度为1000mm。基础亦在适当位置设置伸缩后浇带,具置同上部结构。
篇6
随着我国加入WTO，建筑市场国际化进展加快，建筑业的迅猛发展，高层建筑已经非常普遍。为实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件，即转换层结构。高层建筑中，转换层的形式多种多样，现在常用的有梁式转换、板式转换、桁架式转换、空腹桁架式转换、箱形转换、预应力混凝土转换以及宽扁梁转换等。
一、转换层结构的特点
转换层技术在建筑与结构的功能中具有一定的优势，它特别适用于体型复杂、功能繁多的结构，它可以使高层建筑在转换层上下的墙、柱布置较为灵活，因而可以比较合理的布置构件，能够更为灵活的实现建筑物的功能，真正体现高层建筑的优势，改善整体结构的受力情况，这是其它形式的转换层结构所不能比拟的。在已建成的带有转换层结构的高层建筑中梁式转换层应用最广泛,它设计和施工简单,受力明确,一般广泛应用于底部大空间剪力墙结构体系中,转换梁可沿纵向与横向双向平行布置,受力性能好,结构计算也相对容易。当上下柱网轴线错开较多,难以用梁直接承托时则需要作成厚板,形成板式承台式转换层。板式转换层的下层柱网可以灵活布置,毋须与上层结构对齐。板式转换层一方面给上部结构的布置带来方便,另一方面也使板的传力变的不清楚,因而受力也非常模糊,结构计算相对困难,采用有限元计算时计算结果繁杂,给配筋设计带来不便。另外从受力角度考虑,往往需要在柱与柱,柱与墙之间配筋加强,相当于设置暗梁,增加配筋量。从抗剪和抗冲切的角度考虑转换板的厚度往往很大,这样的厚板一方面自重很大,增加了对下部垂直构件的承载力的设计要求,另一方面本层的混凝土用量也很大,不经济。厚板集中了很大的刚度和质量,在地震作用下,地震反应强烈,不仅板本身受力很大,而且由于沿竖向刚度突然变化,相邻上下层受到很大的作用力,容易发生震害。以往的模型震动台试验研究表明,厚板的上下相邻层结构出现明显的裂缝和混凝土剥落。另外,试验还表明,在竖向荷载和地震力共同作用下,板不仅发生冲切破坏,还可能产生剪切破坏,板内必须三向配筋。
二、工程实例
现有某小区共计8栋12层高层建筑,其中地下一层为车库,地上1、2层为商服用房,2～13层为普通住宅。为实现建筑功能的要求,结构采用厚板转换层结构,转换层位于地上2层,板厚1.5m,混凝土标号为C40,柱网7m×9m,框架柱之间,混凝土井筒边及厚板边缘均设置暗梁,加强配筋。该工程现已投入使用,用户反应良好。
三、厚板转换层的计算方法
当高层建筑采用板式转换层进行上下结构的转换时，转换板的内力分布有特殊的规律，其对整个结构的影响是结构设计的关键，所以对转换板的分析采用正确合理的方法是至关重要的。目前工程上常用的分析厚板转换层和相应结构的方法主要有以下几种：
1）划分交叉梁系方法
先将厚板转换划分为等效的交叉梁系参与结构整体分析，求得厚板的底面或顶面的墙和柱的内力并作为施加在其上的荷载，然后对厚板自身重新进行局部计算，得出其应力后，转化为内力再按杆件结构进行承载力计算。此工程采用TBPL软件，该软件以MindLin中厚板理论为依据，采用带内部结点的任意四边形八结点等参板单元和带边自由度的三结点三角形板单元对厚板进行离散，自动划分网格，适用于任意边界的中厚板，可考虑板的厚度不同、荷载不同、材料不同及板中开洞，可考虑板的支承为刚性支承或为弹性支承的情况(结点总数不超过7000，单元总数不超过2500)，并且该软件可以同TBSA接力行，从TBSA的计算结果读取各组内力并根据现行
2）采用PMSAP整体分析方法
采用PMSAP整体分析，转换厚板的计算结果同粱、柱、墙一样从整体分析中得出。假定转换厚板在平面内有无限刚度，平面外有一定刚度(弯曲刚度)，用弹性楼板来模拟厚板的受力与变形。这种组合有限元方法考虑了转换厚板与上下层勇力墙、柱之间的协调作用。
3）设置虚梁的分析方法
设置虚梁的分析方法是指先采用高层建筑结构空问有限元分析与设计软件(如PKPM系列中SATWE)中定义的虚梁(截面为100×100)建立柱联节点或元柱联节点网以形成转换板上、下部结构的力的有效传递,使转换板参与结构整体计算分析(虚梁没有刚度，不参与分析计算)，再采用PKPM系列中的SlabCAD程序对转换板进行局部有限元分析。
四、对本小区住宅厚板转换层的板厚取值计算分析
为了对厚板进行研究，本文取实际工程的一部分进行简化，各模型除转换层不同外，上、下层的构件及刚度均一样，为了研究方便，设计了四种模型进行整体计算。模型一:转换厚板采用交叉梁系整体计算，板上没有开洞。模型二:转换厚板采用交叉梁系整体计算，但板上开有小洞(洞口占总转换板面积的5一6%)。模型三:转换厚板采用设虚梁的方法来整体计算，板上没有开洞。模型四:转换厚板采用设虚梁的方法来整体计算，但板上开有小洞。此四种模型的转换层层高均为5.0m，上托14个标准层，标准层层高2.9m，框支柱为800mmx800mm，落地剪力墙墙厚X向400mm,Y向500mm，标准层墙厚为200mm，转换层与上层的侧移刚度的70%的比值为:X向为1.4,Y向为1.6左右。采用PMSAP整体分析法和设置虚梁的分析法对厚板进行简化计算。
通过计算分析发现：随着板厚的增加，转换层以及转换层的上、下层的地震作用力增加，当板厚为1400mm(1/5柱距)时，厚板中应力变化不大(板薄时有拉应力突变，而板厚增加时虽没有拉应力突变，但拉应力增大)，当板厚大于或小于这个板厚时，地震变化明显，所以从整体建筑来说，板厚太薄或板厚太厚对建筑物整体地震反应都是不利的，此工程的板厚取柱距的1/5左右来整体计算是较为合适的，在此基础上再去分析厚板自身的内力，也是比较准确的。厚板转换时板厚的取值，规范没有直接给出具体的公式，但是规定厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定，由于抗冲切计算的板厚一般较薄，可在此基础上先估算厚板的厚度，再按本文板厚取值的结论与建议对厚板板厚进行整体计算。
五、厚板转换层结构施工时注意事项
1）支撑和模板系统设计
转换厚板结构自重以及施工荷载较大,必须对其模板支撑方案进行设计以保证支撑系统有足够的强度和稳定性。搭设支撑时,要求上,下层支撑在同一位置,以保证荷载的正确传递,同时应确定合理的拆除支撑的次序,使施工阶段结构受力最小。
2）混凝土工程
进行转换厚板截面承载力计算和挠度验算时,还需考虑转换厚板结构混凝土徐变,收缩的影响及大体积混凝土的水化热问题。在选用水泥和施工上,应采取防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度措施。
3）钢筋工程
篇7
本文简单介绍了马莲道面粉五厂住宅小区住宅楼结构设计情况，并提出了一些相关问题进行了分析，按现行《高规》要求，力争做到结构设计安全、经济、合理。设计过程和一些结论可供同类钢筋混凝土高层建筑借鉴和参考
一、工程概况
马莲道面粉五厂住宅小区，位于北京市宣武区羊房店路与南马莲道路的交叉口上，占地15475.43M2 ，总建筑面积93776.82 M2 ，包括住宅楼、办公楼和地下车库等建筑。其中的住宅楼部分，建筑面积64032.62 M2 ，地下室大底盘，共有三层，地面以上设缝分开，由1号~3号塔楼均27层和一座1层4号裙房组成，详参见建筑平面图附图1~附图3。按使用功能划分，地下三层为仓库、设备用房，层高3.6m，地下二层为人防层，层高3.6m，地下一层为自行车库，层高3.9m，首层为商场，层高4.8m，2~27层为住宅，层高2.8m。建筑总高度80m，详参见建筑剖面图附图4。
本工程抗震设防烈度8度，丙类建筑，场地类别Ⅱ类，中硬场地土，1~3号楼结构体系为现浇混凝土剪力墙结构，剪力墙抗震等级一级，4号楼为现浇混凝土框架结构，框架抗震等级二级。
二、基础设计
1、基础选型
根据北京中非勘察设计院提供的《岩土工程勘察报告》，场地内自上而下土层依次为⑴杂填土，层厚1.6m~3.2m，⑵粘土层，层厚0.3~1.4m，⑶卵石层，未揭穿，最大揭穿厚度41.8m，建筑场地内无不良地质现象，勘察期间地下水位埋深20~21m。本工程地下室三层，基础埋置深度达12m以上，很显然，在此标高处地基持力层为⑶层卵石层，地质报告提供修正后的地质承载力特征值fak为400Kpa，完全能够满足上部结构设计的要求，因此考虑采用天然地基方案。由于地质情况良好，主楼和裙楼虽然存在较大的荷载差异，但差异沉降不大，因此主楼和裙楼采用一个底板，设沉降后浇带，用以消除施工期间主楼和裙楼间的差异沉降，后浇带位置在主楼底板四周裙楼基础第一跨内。主楼基础采用平板式筏基，筏板厚1200mm，裙楼基础采用梁板式筏基，基础梁截面400x1100,筏板厚400mm。
2、基础计算
采用PKPM系列中《基础工程计算机辅助设计软件》JCCAD对基础进行分析并进行设计。根据有关资料，分沉降后浇带在浇筑前与浇筑后二个阶段进行计算[1]，后浇带浇筑前，主楼基础单独承受主楼荷载，此时主楼的全部结构自重与部分活荷载已加载完成，对于卵石层，主楼的最终沉降量可以认为完成大约80%以上，因此取主楼荷载的80%进行计算；后浇带浇筑后，基础连接在一起，荷载取主楼荷载的20%和全部裙楼荷载进行计算。对于裙楼基础，取第二阶段计算的结果进行设计，如果采用裙楼基础单独承受全部裙楼荷载进行计算，裙楼基础内力计算偏小；对于主楼基础，可取两次计算内力叠加进行设计，本工程为了简化设计过程及提高主楼基础的安全储备，在第一阶段计算时，取主楼基础承受全部主楼荷载进行计算，并只取这次计算的结果进行设计。
3、基础配筋
主楼筏基配筋，上排双向Φ22@150, 下排通筋双向Φ25@300,支座附加筋Φ25@300, 配筋率分别为0.21%、0.27%(支座处)。裙楼基础配筋，基础梁主筋型号Φ25，配筋率0.45%~0.68%之间，基础筏板配筋，上排双向Φ16@150, 下排通筋双向Φ18@300, 支座附加筋Φ18@300, 配筋率分别为0.33%、0.42%(支座处)。
4、一点看法
现在的一些资料表明，目前国内工程实际中，许多高层基础底板钢筋实际受力，都远远小于实配钢筋的强度设计值[2]，某些工程中实测到的钢筋应力，仅为其屈服强度值的1/4 ~1/10[3]，基础内钢筋承载能力远远没有发挥出来。事实上，对于本工程主楼基础来说，基础底板厚度很大，受力复杂，有向下的重力，向上的反力，还有四周土或水形成的水平挤压力，从底板的应力状态看，基础底板不是简单的受弯构件，而是剪应力影响很大的弯剪构件，特别是墙下基础底板还有单向或多向的反拱效应[3]，极大的降低了底板跨中和支座的内力，而现阶段的地基基础计算模型、地基与上部结构相互作用的模拟等与实际存在的情况有很大的差距，造成了实际受力远小于理论计算的结果。对于裙楼基础来说，筏板如前所述，同样存在反拱效应和水平挤压力。地基梁由于宽度小于柱子边长，在柱周围加腋，如附图5，加腋综合效果显著，一方面增加了基础梁刚域，使基础梁计算跨度减少，从而使基础梁内力减少，另一方面由于刚域的存在，使基础梁成为深受弯构件，形成反拱效应，拱脚就是刚域，弯剪应力被拱的压力抵消了一部分，减小了地基梁内力。由此可见，实际上裙楼地基梁和上述阀形底板一样，同样也具有较大的安全储备。
三、主体结构设计
1、结构整体计算
采用中国建筑科学院编制的《多高层结构空间有限元分析与设计软件》SATWE对结构进行整体分析计算。本工程三层地下室，通过楼板连接成为一个大底盘，上部几个塔楼的水平地震力，通过地下室的楼板进行传递，直至周围土中，对于上部各塔楼在地面以下各个方向的嵌固比较有利，故在结构整体计算时，将整个结构分成完全独立的四个单体分别进行计算，不仅能大大提高结构整体计算的速度，而且计算结果与按实际模型计算差别不大。四个单体主要计算结果表1~表3所示：
表1
计算结果表明：
⑴ 1 ~3号塔楼第一振型的自振周期与场地特征周期相差较大，可以确认该结构与场地土无共振危险，说明结构整体布置合理。
⑵ 各个塔楼X、Y方向刚度基本接近。
⑶ 1 ~3号塔楼以扭转为主的自振周期T3与以平动为主的第一自振周期T1 之比，均小于0.9的限值，说明结构抗侧力构件平面布局合理。
⑷ 1、3号塔楼结构构件最大水平位移与楼层平均位移之比在1.17~1.46之间，小于1.5，说明结构扭转效应明显，但在合理范围之内。
⑸ 各个塔楼剪重比适中，受力状态比较理想。
2、高层塔楼剪力墙设计
⑴剪力墙布置
①根据建筑平面的布置，将一些不重要的墙肢设置成非承重的隔墙，使剪力墙间距保持在4~6m之间，②剪力墙沿两个正交的主轴方向布置，且使两个方向的剪力墙的数量尽可能的接近，③墙肢较长的剪力墙开设结构洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，保证各剪力墙设计成为弯曲破坏的延性剪力墙，防止墙体刚度过大，地震反应过大，发生脆性的剪切破坏。
⑵边缘构件
剪力墙结构设边缘构件，有横向钢筋的约束，可改善混凝土受压性能，增大延性，增大剪力墙耗能能力，提高极限承载力，且增加墙体稳定性。边缘构件的箍筋或拉筋配置由《高规》 [4]第7.2.16条和第7.2.17条规定的构造要求决定,本工程的约束边缘构件和构造边缘构件的配箍基本情况表4~表5所示：
表4地下一层~5层约束边缘构件配箍(砼C40)
边缘构件的纵向钢筋由剪力墙偏心受压、偏心受拉承载力计算决定，且不小于高规第7.2.16条和第7.2.17条规定的最小构造要求，根据本工程SATWE计算的结果，边缘构件纵筋大多数为构造配筋，计算配筋是少数，基本的配筋情况如下表：
表6
按照抗震设防的要求，剪力墙底部加强部位的抗剪承载能力应该大于抗弯承载能力，在罕遇地震作用下，底部加强部位产生较大的塑性变形，吸收大量的地震能量，而此时抗剪承载力仍能满足要求，从而使剪力墙结构具有良好的延性。相对于计算配筋值，大幅度提高墙肢约束边缘构件纵向钢筋以及墙体竖向分布筋数量，将大幅度提高剪力墙正截面抗弯承载力，可能导致剪力墙在产生较大的塑性变形以前，出现抗剪承载力不足，而发生脆性的剪切破坏，达不到剪力墙底部加强区强剪弱弯的理论设计要求，对于剪力墙抗震设防在理论上是不利的。由此可见，认为加大约束边缘构件的纵向配筋，是对结构的加强，增加了结构的安全储备的观念，是不准确的。
⑶墙分布筋
竖向分布筋按《高规》构造要求配筋率取0.25%；水平分布筋由抗剪计算确定，且满足最小构造要求，根据SATWE计算结果，1~5层剪力墙水平分布筋有部分为计算配筋，多数为构造配筋，6层以上基本上全部为构造配筋。按照斜截面理论，墙体内主拉应力方向应该在水平和竖向之间，其大小由剪力墙纵、横向钢筋共同抵抗。由此可见，实际上剪力墙的竖向分布筋也是有抗剪作用的，由于水平分布筋配筋量大于竖向分布筋，取竖向分布筋与水平分布筋相同。本工程分布筋配置基本情况如下表：
表7
⑷连梁
为防止在结构整体计算中，出现大量连梁抗剪承载力不足的现
象，采用以下几种方法进行设计：
①对连梁刚度进行折减，折减系数取0.55 ，②增加洞口宽度，③减小连梁高度。经过调整后仍有少数连梁承载力超限，截面尺寸不符合《高规》规定的要求。
连梁是剪力墙结构体系中重要的耗能构件，当连梁具有足够的延性时，它能通过塑性铰的变形吸收大量地震能量，同时塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起一定约束作用，使墙体仍保持足够的刚度和强度。当连梁延性不足时，一种情况是当剪力墙发生破坏时，连梁不屈服，墙肢首先屈服，此时墙体极限变形较小，吸收地震能量较低；另一种情况是连梁发生脆性的剪切破坏，失去了对墙体的约束作用。
由此可见，设计高层建筑剪力墙时，应优先确保连梁的延性要求，如果根据SATWE计算结果，将超限连梁的上下纵筋配足，很有可能会导致连梁剪切破坏的发生，纵筋也不能充分发挥作用。
当只有少数连梁承载超限，如果连梁出现屈服并形成塑性铰，会有部分弯矩转移到墙肢，一般情况下，可以认为墙肢的强度应当能够承受这些增加的弯矩，因此，要确保连梁的延性，满足规范规定的强剪弱弯要求，采取以下方法对超限连梁进行钢筋配置：
① 由已知连梁截面计算出连梁最大受剪承载力
Vb=0.2(0.15)fcbh0/rRE（3-1）
② 假定连梁受弯点位于跨中，由连梁最大受剪承载力求出梁端弯矩
M=VbLn/2 (3-2)
根据强剪弱弯的要求和剪力墙的抗震等级，将其除以1.3,考虑到竖向荷载同样产生连梁剪力，将其乘0.9
③ 根据混凝土结构设计规范，求出连梁纵筋数量，上下对称配置，由公式
Vb=[0.42(0.38)Ftbh0+1.0(0.9)fyv.Asv/s.h0]/Rre(3-3)
求连梁箍筋。
3、楼板设计
在钢筋混凝土高层建筑中，混凝土楼盖自重约占结构总自重的50%~60%。楼盖不仅承受楼面荷载，而且能够协调抗侧力构件的水平位移，增强建筑物的整体性，甚至参与水平方向的变形。因此楼板设计对整个建筑的造价和结构都十分重要，应该引起足够的重视。
⑴地下一层顶板
《抗震规范》第6.1.14条和《高规》第4.5.5条都规定，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层，应采用现浇楼盖结构，楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度不宜低于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。地下一层顶板连接地面以上各塔楼，传递水平地震力，起着非常重要的作用，因此采用上述措施，进行设计。
⑵屋面板
①屋面板不仅受到季节及早晚温差的影响，同时也受到室内外温差的影响，当屋面板的热胀冷缩运动受到阻力和限制时，楼板就受力产生温度裂缝。②在水平力作用下，特别是在地震作用下，突出屋面塔楼的鞭梢效应所产生的地震作用，要通过屋面板传递到各抗侧力构件。③建筑物顶部约束加强，可提高抗风、抗震能力。
由于以上几个原因，屋面现浇楼板厚度取150mm，混凝土强度C25，采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不小于0.20%，突出屋面塔楼顶板也采取上述措施。
⑶标准层楼板
标准层现浇楼板，板厚取跨度的1/35~1/40，且不小于100mm，对不规则楼板适当加厚，根据设备专业要求，楼、电梯周围区域的板，预埋电、暖、空调等管线较多，适当加厚，至160mm，同时也补偿了楼、电梯间对楼层板的较大削弱。采用弹性理论对楼板进行计算并设计，主要钢筋的配筋率在0.35%~0.68%之间，比较接近我国现阶段板的经济配筋率0.3%~0.8%。
⑷一点看法
本工程现浇楼板采用弹性理论进行计算，《混凝土规范》[6]第5.3.2条规定，承受均布荷载的周边支承双向矩形板，可采用塑性极限方法进行承载能力极限状态设计。经有人分析比较，按塑性理论计算与按弹性理论计算相比，钢筋量能节约20%~30%[7]。
现浇混凝土板在达到极限状态时，板的支座处在负弯矩作用下上部开裂，而跨中则由于正弯矩的作用下部开裂，使其跨中和支座之间受压混凝土形成一个拱，如板的四周有限制水平位移的边梁或剪力墙，板的支座不能自由移动时，则板在竖向荷载作用下产生横向推力，其推力由与板周边整体相连的梁或剪力墙承受，这些推力反过来作用于楼板，减少了板中各计算截面的弯矩。通常情况下，按弹性理论计算，这种效应可使各截面计算弯矩减少20%左右[8]。
由上述几条可知，按弹性理论对楼板进行设计，楼板的承载能力潜力较大。只需严格按计算结果进行配筋，则楼板的安全程度也是足够的。
篇8
剪力墙结构因其抗侧移刚度大，承载力较高，抗震性能好和良好的经济性能，在高层建筑中的应用越来越广泛。在确保实现建筑功能和结构安全的前提下，将资源进行合理配置，从而做到技术先进，经济合理，是结构设计追求的目标。本文通过实例分析，探讨关于高层剪力墙结构设计要点。
一、工程概况及结构布置
(一)工程概况。该工程为剪力墙结构，地下2层，地上29层，带三层裙房，建筑总高度为87.3m。抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0．2g，地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.35s，抗震等级为一级，基本风压为0．40KN/m2(100年一遇)，地面粗糙度类别为B类，其它使用荷载按规范取值。
(二)结构布置。
结构标准层剪力墙平面布置图见图1。
图1 标准层剪力墙平面布置图
1.剪力墙布置。剪力墙布置的原则是加强建筑周边刚度，减小建筑中心刚度;同时控制短肢剪力墙数量，减少边缘构件，从而降低结构用钢量。
2.梁、板布置。高层住宅中，梁板跨度一般不大，楼层梁的布置应有明确的传力路径，尽量避免多重的传力情况。
(三)结构规则性判断。规则的结构体系受力明确，能很好的实现结构工程师对概念设计的理念，是结构设计优先选择的方案。
1.平面规则性判断。结构平面应力求简单、规则，避免刚度、质量和承载力分布不均匀。由图1看出结构中部由于电梯间、楼梯间开洞及建筑造型要求形成薄弱部位，这部分采取以下措施：增加楼、电梯间四周板厚(取120mm，HRB400级8@150双层双向拉通配筋)，在中
部建筑凹槽处增加结构楼板（120mm厚板）以控制中部楼板开洞率不大于50%，且将凹槽两边板适当加厚(取120mm)。通过以上措施减少开洞对结构的不利影响。
2.竖向规则性判断。结构竖向不规则指刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。《高规》中规定剪力墙结构中，楼层与其相邻上层的侧向刚度的比值不宜小于0.9，当本层层高大于相邻上层层高的1．5倍时，该比值不宜小于1．1。本工程二层建筑层高（4.5m）是三层建筑层高(2.9m)的1.55倍，计算结果中第二层与第三层X向侧向刚度比值为0.9757
二、计算分析
采用PKPM中的SATWE分析软件，-1～3层定义为底部加强部位，考虑5%偶然偏心，风荷载体型系数取1．3，连梁刚度折减系数0.6，周期折减系数0.95，计算结果分析如下:
(一)嵌固端判定。嵌固部位关系到结构计算模型与实际受力状态之间的符合程度，涉及到构件内力和位移计算。本工程地下二层，选取负一层顶（0.000）作为该楼的嵌固端。计算结果中X向地上一层与地下一层侧移刚度比值为0．3873，Y向地上一层与地下一层侧移刚度比值为0.4868，满足《建筑抗震设计规范》（简称《抗规》）作为上部结构的嵌固端的要求。
(二)最大层间位移角。在正常使用条件下，结构应具有足够的刚度，来满足结构的承载力、稳定和使用要求，这就要对结构的位移进行控制。实际的计算结果如下:X方向最大层间位移角为1/1004， Y方向最大层间位移角为1/1038，结构满足弹性状态下的正常使用要求。
(三)结构抗扭刚度。地震作用下，扭转效应会导致结构严重破坏，对高层建筑的抗震极为不利。《高规》中把位移比和周期比作为控制高程建筑结构平面不规则扭转效应的重要指标。计算结果中，考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X，Y方向的平动系数、扭转系数见表1。
表1 平动系数、扭转系数
由表1中数据可得以扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期比值为0．766＜0．9，结构具有一定的抗扭刚度。
(四)结构整体稳定验算。在水平风荷载或水平地震荷载作用下，影响高层建筑结构整体稳定的因素主要是结构的刚重比。当结构的刚重比小于结构的最低要求时，结构重力的P－效应会急剧增加，可能会导致结构的整体失稳。在水平力作用下，高层剪力墙结构的变形形态为弯剪型，当结构的刚重比小于1．4时，会导致P－效应快速增加，甚至导致结构失稳，这是刚重比的下限要求；当结构的刚重比大于2．7时，重力P－导致内力和位移增量在5%左右，即使结构的实际刚度折减50%的情况下，重力P－效应仍可控制在20%以内，重力二阶影响很小，可以忽略不计。计算结果中:X向刚重比EJd/GH2=5.61;Y向刚重比EJd/GH2=6.04，两个方向的刚重比均大于2．7，可以不考虑重力二阶效应。程序自动计算.
(五)水平地震剪力系数。对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的影响，目前规范所采用的阵型分解反应谱法尚无法对此作出评估，出于对结构安全的考虑，提出了对结构中水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求，《抗规》5．2．5以强制性条文对水平剪力系数作了规定。在水平地震作用下本工程水平地震剪力系数最小值为0．032，计算结果中首层水平地震剪力系数为0．0306
三、结语
通过上面实例分析可以看出，剪力墙结构设计首先要确定合理可行的结构方案，把握好结构体型、刚度分布、构件传力路径及延性等几个主要方面，利用计算软件实现概念设计的目的，再加以必要的抗震构造措施，使结构具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。其次通过计算结果中各参数判断设计的合理和经济性。另外，在设计中应考虑成本控制，比如剪力墙结构中下部承载力最大，可采用较高强度的混凝土来满足轴压比的要求，用较低强度混凝土过度代换，受力主筋采用HRB400高强钢筋，能发挥钢筋的抗拉性能，节省钢筋用量，从而达到节省建筑成本的目的。
【参考文献】：
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【3】.混凝土结构设计规范(GB50010－2010)【M】.北京:中国建筑工业出版社
【4】.高层建筑结构设计原理【M】.成都:西南交通大学出版社
篇9
某工程为一幢高层住宅建筑，总长65.26m，总宽21.6m，地下一层，地上33层，层高2.9rn，建筑高度为95，70m，建筑面积36750m2。住宅标准层平面由二个相同的单元组合而成，平面布置图如图1所示。剪力墙结构，工程按8度抗震烈度设防，地震基本加速度为0.15g,剪力墙抗震等级为一级。湿陷性黄土地基。
图1标准层结构平面布置图（mm）
2地基与基础
根据该工程详勘报告，本工程由浅至深的土层分别为填土、素填土、黄土1、黄土1、黄土2、古土壤2、中砂(见表1)。根据剪切波速测试结果，拟建场地土层范等效剪切波速平均为为254.6m/s，且场地覆盖层大于5m，根据GB50011-2001规范表4.1.6。建筑场地类别为Ⅱ类。根据地堪报告本场地属于Ⅱ级自重湿陷黄土地基。
该高层住宅楼为湿陷性黄土场地上的甲类建筑，依据，《GB50025-2004》规范，甲类键筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基穿透全部湿陷黄土层，或将基础设置在非湿性黄土层上；防水措施可按一般地区规定设计。根据本工程特性，地基处理方案应同时满足消除湿陷性及上部荷载的要求，而天然地基及复合地基均难以达到荷载和变形要求。因此该建筑采用桩基方案。基础型式采用钢筋混凝土筏板基础，筏板厚1600mm，筏板外挑300mm。基础与灌注桩桩顶之间设置100mm素混凝土垫层，保证基础受力均匀。
3主体结构设计
3.1变形缝设置
依据伸缩缝最大间距控制要求，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝间距不大于45m，故在本工程中部设置一道变形缝，缝宽400mm，同时满足抗震缝宽度要求。鉴于地下室变形缝对建筑防水的不利影响，故筏板基础及地下室不设变形缝，而是通过设置后浇带来满足结构需要。后浇带宽800mm，由筏板、地下室外墙、地下室顶板贯通设置，后浇带处钢筋不断，待两个月后用强度等级高一级的不收缩混凝土浇注。
3.2结构计算与分析
本工程抗震设防烈度为8度，基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，特征周期为凡=0.35s。建筑场地类别为II类。剪力墙抗震等级为一级。基本风压为0.4kN/m2，基本雪压为0.35kN/m2。采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件(2008年5月版)的SATWE程序进行结构分析。
由于本工程平面凹凸不规则，故采用符合楼板平面内实际刚度变化的不规则结构计算模型，并且考虑偶然偏心和双向地震作用。施工荷载采用逐层加载方法。地震计算振型个数取15，风荷载体型系数取1.3。结构分析采用楼层刚度分析法。计算结果见表2、表3、表4。
由以上计算结果可以得出:基底剪力系数即楼层剪重比大于3.2%，满足规范对楼层最小剪重比的要求;结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比为0.78小于规范规定的最大限值0.9，表明该结构扭转效应符合规范要求;层间位移小于规范限值，保证结构的整体抗震性能;同时考虑偶然偏心的扭转位移比小于1.2，表明该结构不属于扭转不规则结构。另外，从JCCAD程序中可以得出该结构质心与刚度中心的偏心距比值符合规范要求，表明本工程结构选型合理。
3.3杭震措施与构造
我国的结构抗震设计方案采用的是较低地震力―较高延性方案:采用明显小于设防烈度的小震地面运动加速度来确定结构的设计地震作用，并通过与其他荷载内力进行组合，来完成结构的截面设计。在地震反应过程中，主要通过钢筋混凝土结构屈服后形成的延性耗能机构，达到抗震设防的目标。
在设计过程中，主要通过内力调整和构造措施，确保钢筋混凝土结构在低设计地震力的情况下具有足够的延性。
1)设计中，进行了以下几方面的内力调整:结构自振周期折减，折减系数为0.95;梁端负弯矩折减，取折减系数为0.55;连梁刚度折减，折减系数为0.7;梁扭矩折减，折减系数为0.4;对于跨高比大于2.5的连梁，梁端剪力设计值应考虑梁端计算弯矩的影响进调整，增大系数为1.1;底部加强部位剪力墙的剪力设计值增大，增大系数为1.6。
2)设计中，采取了以下几方面的构造措施:在剪力墙中设置构造边缘构件;墙体分布筋最小配筋率不小于0.25%;1100mm高连梁腰筋截面直径不小于10mm;。
以上构造措施主要用来加强各类构件的抗剪能力，使其不致于在强烈地震作用下，结构延性未发挥出来之前出现非延性的剪切破坏。进而保证达到规范要求的“强剪弱弯”能力。
3)在抗震结构中，楼板不但承受竖向荷载，而且对传导水平力，协同各抗侧力构件工作起着非常重要的作用，故我们一方面应该尽量减小板厚，降低结构荷载，同时，也必须保证楼板足够的刚度进而保证结构抗震的整体性。综合考虑，本工程地下室顶板，板厚200mm采用双层双向配筋，标准层电梯和心筒板厚取120mm。采用双层双向配筋。另外在平面凹凸位置加大连梁断面以减小扭转变形。屋面楼板考虑温度作用采用双层双向配筋。
4结语
通过对上述工程实例的介绍与分析，掌握了高层剪力墙的一般设计方法，并从中获得几点体会:
篇10
近年来，随着城市建设的大力开发，为了提高土地的利用率，高层住宅楼中高宽比超限结构也越来越多，这不仅给设计计算分析带来了难度，而且加大了抗震研究的难度，需要根据具体情况具体计算分析和设计，提出合适必要的抗震加强措施。对于结构工程而言，给出结构在不同强度地震作用下的反应值，使研究和设计人员注重对结构地震作用下地震反应分析。在超限高层建筑的结构抗震设计中，有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性，促进高层建筑技术发展。设计者需要根据具体工程实际的超限情况，必要时还要进行模型试验，业主也需要提供相应的资助，以期保证结构的抗震安全性能。高层建筑工程抗震设防专项审查实践表明，有的工程在抗震审查中由专家组的专家提出某些基于性能的设计要求。
2 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计的重要性和意义
城市化进程让人们的生活质量水平不断提高，而住宅楼是人们生活赖以生存的空间，住宅楼的安全是保证人们生活质量的基本保障。目前流行的高层住宅楼在安全问题上是一项挑战，特别是抗震设计方面的威胁，给设计者和施工者带来了更加严厉的要求。超高层建筑工程是一种建立在现代化技术下的建筑接哦股，在人们对空间的成分利用的前提下应运而生的，反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。超限高层建筑工程自身的结构特点比较复杂，超出了我国对建筑工程的规定，因而其抗震设计是超高建筑工程的重大难题。建筑物的抗震安全性和人民的生命财产安全密不可分，必须认识到超限高层建筑工程抗震设计的重要性。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计只管重要，不仅是人民生命财产安全的重要保证，同时也是社会发展的需要所在。
3 高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计研究
3.1 高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念
与一般的超高层结构、高宽比超限高层结构一样，高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念也是经济与性能的抗震设计。基于性能的抗震设计，是为了能够根据建筑物的重要性和用途，由不同的性能目标提出的一种抗震设计理念。设计分为不同的抗震设防标准，这是因为在建筑物整个生命期内，可能遭遇发生的地震是不同程度的。为了进一步改善结构抗震性能，相继提出一些新规范及旧规范的修改计划。基于性能的抗震设计，要求结构在不同水平地震作用下具有明确的性能水平，目标性能水平的确定要综合考虑来优化确定。基于性能的抗震设计思想，对于具体的工程结构，设计人员提出几种抗震性能目标及对应的造价，由设计人员根据所选定的性态目标进行抗震设计，使结构满足预期的抗震性能目标。
3.2 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计基本原则
从世界范围来看，抗震的主要原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在实践过程中，大部分建筑物符合了抗震规范设计，但是在中小地震过程中，可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念是基于性能的抗震设计理念，如何把这种理念合理并且简单实用地应用到实际中，主要遵循两个基本原则。第一，传统基于力的设计原则，即首先进行基于地震作用的强度设计，然后进行变形验算，采用可靠度理论和优化思想来确定。第二，直接基于位移的抗震设计原则，即采用结构位移作为结构性能指标，这种方法采用结构对应最大位移进行变形设计，与结构实际情况更为符合。
3.3 高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计要点
针对宽度和高度比超限的住宅楼的设计，其要点是一般连体板主要用来计算建筑物的连体部位和周边，同时还要考虑地震的竖向作用。对在超限高层住宅楼工程中，主要依据就是结构的抗震概念设计，防止出现过大的扭转，对于抗震薄弱部位的保护措施能够加强并得以保证，逐步改善建筑的抗震性能。综合考虑其建设过程中可能出现的各种不利因素和影响，基本要求就是要对框架结构进行超限的程度控制，以满足提高结构的延性的要求。高宽比必须要有一点或者一点以上符合规程、规范的相关规定，要对结构抗震进行计算分析，要求在超限高层建筑的设计中注意对抗震计算的控制，结构动力特性测试和抗震实验也必须进行过操作。
3.4 高层住宅楼高宽比超限结构抗震措施
对于高层住宅楼高宽比超限结构来说，抗震设计措施首先是要注意底部剪力墙的厚度的加强，在连梁配筋的时候，采用交叉暗撑这种形式来加强其稳定性。在梁式转换层的设计上，同样也要注意剪力墙的厚度的加强，能够使转换层的侧向刚度符合规定的要求。超限高层建筑工程的抗震设计需要通过对已建成的工程进行分析和总结，抗震实验的验证等方面来实现。在加强构建的强度和刚度，对于每一项的超限，都需要要有相应的解决措施和方法来保证其抗震安全和受力的合理。对结构在地震作用下的内力和变形进行计算分析，应多取一些振型，振型数的取值多少应根据振型有效质量来确定，应验算结构整体的抗倾覆稳定性；并控制这些构件的轴压比，通过调整桩的布置，满足有关规范、规程的要求。
4 总结
综上所述，高层住宅楼高宽比超限结构的出现，顺应了国家城市化的进程，也是城市土地资源紧缺情况的必要措施，高层住宅楼抗震设计和研究具有重要意义，抗震设计和研究过程中应该注意和避免一些问题，这对提高我国高层建筑领域的技能和水平，都有着重要的意义和作用。总之，高层住宅楼发展前景广阔，对其高宽比超限结构的抗震设计要求也将更加严格。
参考文献：
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篇11
Key words: steel structure housing; slab types; comprehensive comparison
中图分类号：TU39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）36-0068-01
0引言
钢结构住宅作为一种新型的住宅形式，是在最近20年间才开始投入实际工程中使用的。虽然钢结构在保护环境、资源合理利用、推进住宅产业化发展等方面具有绝对优势，但还存在很多限制其发展的因素，例如钢结构建筑材料价格高，加上缺乏行之有效的行业法规，几方面原因导致钢结构在普通民用建筑中难于推广应用。鉴于此，本文特以多高层钢结构住宅设计为例，选取其楼板设计为分析对象，从选择原则、类型及综合对比等方面进行了深入地比较与分析，望对钢结构应用于普通民用住宅中起到推进作用。
1多高层钢结构住宅楼板的选择原则
钢结构的基本元件是冷弯或热轧的型钢和钢板，它的承载能力高，外部尺寸小，重量轻，由于框架这种形式，建筑内部支撑少，空间布置的灵活性大。在设计中，针对结构材料和类型特征，应把握如下设计准则:
①设计中综合考虑布置梁柱的位置，特别是柱的形式、排列和柱距，应最大限度地满足居住空间灵活性的要求。②选择合理的楼盖结构跨度，既不要太大（导致板厚加大，自重增加），也不要太小（不经济）。③选择适当的位置布置结构支撑体系，以不妨碍建筑空间布局为宜，应避免设在有门窗洞口或将来住户有可能开设门窗洞口的位置。④选择适宜的钢结构类型，考虑人力、气候、原材料、工期、造价等综合因素的影响。⑤结构构件设计应尽量简化且尺寸精确，以免增加现场安装的困难和导致废料的产生。⑥选择隔声、防渗效果好的楼板体系，保障居住环境的舒适性。⑦充分考虑钢构件的防火性能以及因此而产生的费用。
2多高层钢结构住宅楼板的类型
2.1 全现浇楼板这种楼板与混凝土结构建筑完全相同，楼板建造需支模，大量湿作业，施工现场工作量大，混凝土养护时间较长。而且因混凝土收缩、地基沉降、温度等原因，楼板易开裂，影响使用功能。但是成本低、防火性能较好、施工单位较熟悉，目前在钢结构住宅中仍有不少应用。
2.2 半预制半现浇楼板①压型钢板-现浇钢筋混凝土楼板。通过栓钉将压型钢板固定在钢梁上，作为永久性模板，同时考虑压型钢板参与部分楼板受力。现浇混凝土层整体性好，方便水、电等设备管线的敷设。由于压型钢板底部不平整，而且压型钢板外露防火性能较差，因而楼板下部需要做防火处理并加设吊顶，既增加造价又降低室内空间净高，国外一些生产企业对压型钢板进行技术改造，生产推广闭口型压型钢板作为钢结构楼层模板。该种钢承板将板波口部缩小，板面与混凝土现浇层接触面较多，而暴露在外的面积较小，因而可以不做板底防火处理，即能达到楼板防火要求。同时由于板底平整，无须吊顶，只要板底喷涂即可，保证室内有效净空。现浇混凝土若采用轻骨料混凝土，可以大大降低结构楼板自重。②预制预应力叠合现浇楼板。将工业化预制的预应力混凝土薄板与钢梁连接，上浇混凝土现浇层组成叠合板。这种叠合板同样无须模板，施工方便，且省去了压型钢板，可降低造价。楼板厚度根据跨度大小经计算确定。通常，预应力混凝土薄板厚度为0~100mm，宽度国内普遍采用900mm、1200mm两种类型，长度可达到6m。现浇混凝土板厚度为50~80mm，现浇层加强楼板整体刚度，防止预制板开裂，并可以增加楼板的隔声性能。③双向轻钢密肋组合楼盖。由钢筋或小型钢焊接的单品析架正交成的平板网架，并在网格内嵌入五面体无机玻璃钢模壳而形成双向轻钢密肋组合楼盖。施工时利用平板网架自身的强度、刚度，并配1~2点临时支撑即可完成无模板浇注混凝土作业。钢框架梁和轻钢析架被现浇混凝土包裹形成双向组合楼盖，增加了楼板的刚度。无机玻璃钢模壳高度约250mm，500~600mm见方，混凝土现浇层厚度为50~70mm，楼板总厚度较大（密肋模壳可供设备管线穿过），需要架设吊顶。④密排小桁架-现浇混凝土楼板。楼面次梁采用密排小析架替代，与现浇混凝土楼板组合作用，各类管线可从析架空腹穿过，同密肋模壳楼板一样，也需要设置吊顶。
2.3 全预制楼板①压型钢板干式组合楼板。以冷弯薄壁型钢制成的大波纹压型钢板作为结构楼板骨架，结构钢梁预制为下翼缘加强加宽型，压型钢板置于结构钢梁的下翼缘上，跨度可达6m，上部钉高密度水泥刨花板，下部加一层保温隔声材料，底部防火石膏板吊顶。楼板各部件工厂预制，现场施工组装，构件采用螺栓连接，施工全过程无水化。压型钢板厚度与钢梁相同，楼板总厚度在200~400mm。总重量约为混凝土楼板的1/6。在欧洲各国使用较多，国内只有引进的小住宅采用。②预制加气混凝土楼板。预制加气混凝土楼板是以硅砂、水泥、石灰等为主要原料，内配经过防锈处理的加强钢筋，经过高温、高压、蒸气养护而成的多气孔混凝土板材。计算密度650kg/m3，是混凝土的1/4。具有质轻耐火等特点。板材由工厂预制加工，可根据设计要求定制，也可批量定型化生产。板材容许最大荷载5.0kN/m2，最大长度可达4m。现在国内已有生产厂家引进日本等国家技术设备，大量生产制作并投入使用。
3多高层钢结构住宅不同类型楼板的综合比较
篇12
本住宅综合楼,由某房地产公司投资兴建,入住居民可以俯瞰公园全景,是集居住、休闲、健身、购物、家庭办公于一体的多功能公寓式高级住宅。
该工程占地面积22161m2 ,总建筑面积68740m2 。主要包括南北两排高级住宅综合楼和东西两侧公建。南侧住宅综合楼(B～G座) 地上8 层,北侧住宅综合楼(J～R 座) 地上8～10 层。南北住宅综合楼均为剪力墙结构,南楼局部设有框支梁。东侧公建(H 座) 地上2 层,为高配套商业用房,框架结构;西侧公建(A 座) 地上4 层,为文化娱乐、健身中心,框架结构。南北住宅综合楼均设有两层地下室,南楼地下2层战时为六级人防物资库、平时为汽车库,北楼地下2 层为设备用房,南北楼地下1 层均为自行车库。南北住宅综合楼中间局部设有地下室,位于地下2 层,为单纯汽车库,其西侧局部从地下2 层至地面为游泳池,框架结构(局部含有剪力墙) 。
两栋住宅综合楼中间地面拟建社区公园,有假山、音乐喷泉、热带树木、草坪、健身器材、夜景照明等。
2 结构特点
本工程整体设计思路要求典雅、高级、舒适。建筑立面风格追求欧式古典主义,平面布置讲究高度灵活性,可以居住、办公。为追求大尺度,部分户型房间开间达到12.8m ,进深达到14.7m。户型建筑面积在200～500m2 ,顶层带跃层。
由于开发商要求功能多样化、适应性强、个性鲜明,使得建筑设计平面与立面复杂、多变。所以与一般工程相比,本工程有鲜明特点,结构设计不利因素相对集中,体系相对复杂,给结构设计带来了很大难度,其结构特点具体体现在以下几个方面:
1) 高差悬殊(住宅综合楼与汽车库高差达8～11 层) ;
2) 超长混凝土结构(地下2 层建筑长度达177m) ;
3) 大跨度楼板(最大板跨12.8m) ;
4) 错层集中(两个部位剪力墙两侧层高分别为2.8m、3. 0m ,楼板层层交错设置) ;
5) 不规则坡屋顶(四坡屋项带老虎窗) ;
6) 部分剪力墙不能直接落在基础上(主要为南楼折线形外墙) 。
另外,本工程部分地下室设有人防层、游泳池。
3 技术施工
缘于本工程复杂性,经过反复论证、综合分析比较,确定设计原则如下:
住宅整体结构采用剪力墙体系,墙体厚度为300mm 到顶,局部楼电梯间处墙厚200mm ,以提高结构整体性以及抗侧移刚度,并可以满足“新规范”对剪力墙厚度的要求。楼板采用大板块现浇预应力混凝土结构。针对该工程结构特点,具体技术措施如下:
1) 高差悬殊问题
设置两道沉降缝将南北住宅综合楼与中间地下汽车库完全脱开,沉降缝宽度为100mm ,缝内用粗砂填实。
2) 结构超长问题
从地下1 层开始设置伸缩缝将南北住宅综合楼分成若干单体,缝宽100mm。仍然超长的设置伸缩后浇带,后浇带宽800mm ,主体结构施工完后两个月用高一强度等级混凝土并加适量微膨胀剂浇灌,附加温度钢筋,加强施工养护,以解决混凝土结构超长问题。
3) 大跨度楼板问题
本工程结构最大板块跨度为12.8m ×14.7m ,根据工程经验确定板厚为280mm。先采用普通混凝土结构经过详细计算,在较大配筋率(0.65 %) 情况下承载力极限状态可以满足,混凝土相对受压区高度ξ(0.14) 不超限。但是正常使用极限状态下裂缝宽度验算为ωmax = 0.35mm ,超过限值ωlim =0.3mm;板块最大挠度为f = 0.0698m ,远远超出限值[ f ] =0.043m ,无法满足正常使用极限状态下裂缝宽度与挠度验算的要求。
经分析比较,认为配置预应力钢筋是比较合理的,配筋率比较经济,挠度和裂缝问题均能很好解决,并可达到建筑上灵活设置隔墙、家庭办公等要求。
另外,在板块上部中间部位增设温度钢筋,以提高楼板抗变形能力。
4) 楼板错层问题
由于开发商特殊要求,本工程两个部位出现错层集中现象,剪力墙两侧层高分别为2.8m、3.0m ,具体为Q、R 座中间墙,J 、K座中间墙。这样使得楼板层层交错,而且错层部位楼板高差不一致。
由于楼板起到传递和分配水平力的作用,楼板错层造成局部应力集中和剪力墙平面外、平面内短墙受弯等情况,对结构十分不利。
具体处理措施为:加强错层部位剪力墙厚度,将该部位剪力墙厚度调整为400mm ,以提高剪力墙平面外刚度;剪力墙抗震等级提高一级,剪力墙分布钢筋配筋率提高到0.5 % ,并适当增加暗柱数量和配筋等。
在结构计算上采用弹性楼板假定。
5) 坡屋面问题
由于建筑立面要求,屋顶做成不规则坡屋面形式,水平跨度都在10～12.8m左右。下部为300mm 厚剪力墙结构,用层高限制,无法设置托柱梁,更不宜在屋脊交点位置楼板上设置立柱,形成不了框架结构,所以这种不规则坡屋面给结构设计造成很大困难。
经过多种结构形式的比较分析、反复试算,确定采用空间刚架方案来解决,即在屋顶沿屋脊位置、窗间墙位置设置斜柱,柱截面高度与墙厚相等为300mm,柱截面宽度确定为600mm,并在屋顶部设置水平拉梁以构成空间刚架。
如此布置很好地满足了建筑上丰富立面的构思,又能够减轻结构自重,圆满地解决了工程问题。
6) 框支梁问题
由于南楼地下2 层出挑部分为汽车库,采用大柱网框架结构布置。住宅部分从地下1 层开始,其部分外墙(南侧外墙) 不能落到基础上,而且外墙沿几条轴线布置,走向形成折线外形。轴线间距在各个部位不等,大部分为2 000mm。
结构处理方法为采用框支托梁形式,把整个折线形外墙托起,以承担竖向荷载并传递水平地震力。经计算采用1000mm 高度没有问题,宽度各个部位有所不同,大部分为2500mm。
4 结构计算
本建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7°,场地土类别为Ⅱ类,住宅部分框架、剪力墙抗震等级均为二级,框支框架抗震等级提高为一级,单纯地下车库部分抗震等级确定为二级。采用中国建筑科学研究院PKPM 工程部编写的《SATWE》程序计算。
由于主体结构在地下2 层开始采用沉降缝全部断开,分成了三个部分,其中汽车库仅设置于地下2 层,南北住宅综合楼地上层数较多,较为典型,尤以南楼具有代表性,现将南楼一部分(BCDE 座) 结构整体计算情况简单介绍如下:
1) 地震作用下层间位移角曲线
a - X 方向最大层间位移角= 1/1 821 ;
b - Y 方向最大层间位移角= 1/3 210
图1 X 、Y 方向最大层间位移角曲线
2) 地震作用下最大反应力曲线
3) 地震作用下结构周期周期如表1。
表1 地震作用下的结构周期
方向 T1 T2 T3 T4 T5 T6
X方向 0.3182 0.1065 0.0625 0.0586 0.0546 0.0543
Y方向 0.2515 0.1239 0.0770 0.0418 0.0326 0.0302
a - X 方向最大楼层反应力= 4 522.0kN;
b - Y 方向最大楼层反应力= 4 208.4kN
图2 X 、Y 方向最大楼层反应力曲线ƒ
a - x 方向;b - y 方向
图3 质心振动
地震力Q0 X = 32 216kN ,Q0 Y = 36 014kN
剪重力Q0 X/Ge = 13.74 % ,Q0 Y/Ge = 15.36 %
最大层间位移= 1/1 821
轴压比μ:绝大部分剪力墙轴压比μ≈0 ,个别小墙肢最大轴压比μ= 0.23。
框架梁、柱、剪力墙、连梁配筋均无超筋情况,从整体计算结果看,本工程结构布置比较合理。
5 地基基础
本工程由中国建筑科学研究院地质勘察公司提供详细“地勘”报告,地基持力层为第四纪沉积粘质粉土、砂质粉土④层,地基承载力标准值综合取值为f k = 160kPa ,地下水近3～5年最高水位为自然地面下3m。
根据《江苏省建筑地基基础勘察设计规范》,地基承载力标准值经深度修正已达到f = 260kPa(基础埋深为自然地面下9m) ,以层数较多的北楼为代表,结构竖向力标准值(D +L) 为246kPa ,地基承载力完全可以满足要求,采用天然地基没有问题。地下室抗浮验算也无问题。
篇13
随着我国社会经济的发展以及人们生活质量的提高，越来越多农村人口向城市聚集，使得城市人口越来越拥挤，这势必会带来住房紧张等各类问题，然而想要缓解城市人口以及住房压力等问题就只能不断扩大城市建设的同时新建高层建筑，从而扩大城市人口容纳量，加快城市化进程。在高层建筑中，剪力墙结构因为其独有的抗震性能好、抗侧刚度大、侧移较小的优势而被广泛应用于其中，特别是高层剪力墙住宅。然而剪力墙结构设计过程中仍没有一个明确的规定用以判断剪力墙截面尺寸大小及其形状、位置布置等合理与否情况，一般情况下都是根据结构工程师经验来进行设计、判断的。这就使得一些不合理设计问题容易出现，从而导致建筑结构安全性不足或造价增加等。本文主要以佛山裕富花苑住宅小区工程项目中的C座住宅楼为例，并在此基础上探讨其剪力墙结构设计过程中存在的问题。
1 工程概况
2.1 高层建筑结构设计特点分析
高层建筑结构的设计主要有以下几个方面的特点：首先是，剪力墙结构的设计主要是根据水平荷载而进行的，水平荷载成为了决定性的因素。原因是剪力墙结构因为竖向荷载力（包括重力等）引起的弯矩与轴力大小只是与建筑高度的一次方成正比例的关系，而水平荷载引起的倾覆力矩以及在竖构件中出现的轴力大小是与建筑高度的两次方成正比例关系；且对一般建筑而言，竖向荷载（包括自重等）的值基本上都是固定不变，而水平荷载主要有风荷载与地震作用等，其数值是可改变的，且随着结构动力特性的改变而改变；其次是，在自重等竖向荷载作用下轴向变形比较大。高层建筑竖向荷载比较大，容易使柱出现较大的轴向变形，从而影响到主梁的弯矩。此外，还会对构件的位移以及剪力造成一定程度的影响，最终影响建筑结构设计的安全性；第三，侧移的控制是建筑结构设计的重要内容。建筑结构的位移与建筑高度呈正比关系，高度越高位移就越大，从而影响到工程建筑的安全性，这就要求，在对建筑结构进行设计时应注意将在水平荷载作用下结构位移量控制在规定限度以内；第四，结构延性是建筑结构设计进行的关键指标。在地震作用下，高层建筑与较低楼房建筑相比，出现的变形量会更大一些。为确保高层建筑结构在通过塑性变形阶段后仍然具备较大的变形能力，以防倒塌现象发生，因此，应采取有效的处理办法，使高层建筑结构具备充足的延性。
2.2 剪力墙结构特点分析
现浇钢筋混凝土剪力墙结构，除了承受楼板传来的竖向荷载外，还承受风荷载和水平地震作用。剪力墙结构的抗侧刚度大，在水平力作用下的侧移较小，承载力较大，且整体性较好。通过合理设计，能设计成抗震性能很好的延性剪力墙。由于剪力墙承载力大，侧向变形小，且有一定延性，在多次大地震中，剪力墙结构破坏很小，表现出很好的抗震性能。但剪力墙的间距一般较小，平面布置不够灵活，建筑空间受到一定限制，因此一些需要大空间的建筑使用剪力墙结构就受到一定的限制。对于上部为住宅，下面几层为商场的高层建筑，对影响建筑使用空间的剪力墙，可以采用框支梁、框支柱来转换，扩大使用空间。
3 简述剪力墙结构设计的要点
3.1 剪力墙结构的合理布设
在对剪力墙结构进行合理布设时应注意以下几个要点：（1）剪力墙应沿主轴方向双向均匀布置，宜使两个方向抗侧刚度接近，不宜采取单向的方式进行布设。尽量使得刚度中心与质量中心靠近，减小地震造成结构扭转；（2）在对剪力墙结构进行布设时，墙肢使用不宜选择“一”字形的，带翼缘的T型或L型等最为适宜。以上C座住宅楼在剪力墙结构布置中墙肢就主要以T型和L型的为主，“一”字形墙肢的采用则比较少；（3）为减轻结构自重，加大建筑可用空间，剪力墙不宜布置太密使结构有合适的刚度，以满足规范的侧移限制为好；（4）剪力墙竖向刚度要求匀称，由下到上连续布置，可沿高度改变剪力墙厚度和混凝土强度等级；（5）剪力墙上要布置洞口，应尽量布置成成排成列，能够形成很明确的墙肢和连梁，使得应力分布比较规则，又与计算简图较为吻合，设计结果比较可靠。本次案例C座住宅楼剪力墙布置图如图2所示。
3.2 剪力墙长度和厚度的选择
剪力墙越细长（宽高比不小于2），延性越好，从而对脆性的剪切破坏能够起到预防的作用，而为了确保剪力墙结构有充足的延性，剪力墙墙肢设计的长度通常情况下为8米以内。如本次C座住宅楼建筑工程设计中，剪力墙墙肢长度大部分设计在1.6米至2米以内，最大的为3.8米。如果剪力墙墙肢长度为8米以上或更大时，长墙可通过开设洞口的方式分为长度均匀且较短的联肢墙，而洞口连梁应采用弱连梁。
《高层建筑混凝土结构技术规程》为确保剪力墙的稳定性和刚性，在第7.2.2条提出了剪力墙的最小厚度，且规定在短肢剪力墙结构中，其选择的抗震等级应比第7.2.2条规定的要高出一级。本次工程中，填充墙厚度设计为200毫米，那么剪力墙厚度也应相应的设计为200毫米，如此一来，有利于剪力墙平面外获取较充足的刚度，预防偏心荷载作用下剪力墙结构出现弯曲、不稳的情况。
3.3 连梁在剪力墙结构中的设计
所谓连梁，指的是在剪力墙结构中，在墙肢与墙肢之间的梁。在地震和风荷载作用下，连梁对墙肢发生弯曲变形破坏时的形态影响很大。在对剪力墙进行设计时，应对连梁的设计引起重视，合理设计使剪力墙受破坏的几率得到有效控制或降低。在对连梁进行设计时，应根据强墙弱梁的原则而进行，使剪切墙结构延性得到提高。
3.4 底部加强区约束边缘构件设置
通过《高层建筑混凝土结构技术规程》以及《建筑抗震设计规范》可知，应将约束边缘构件布设于一、二级抗震剪力墙邻近的上层墙肢的端部及其底部加强区位置，且三、四级抗震设计、非抗震设计的剪力墙墙肢端部和一、二级抗震设计剪力墙的其余位置也应布设约束边缘构件。《建筑抗震设计规范》还规定，在重力荷载代表值作用下墙肢底截面的轴压比如果与一定值相比比较小时，也应布设构造边缘构件。构造边缘构件布设的主要作用为，条件合适时，它可以有助于剪力墙耗能能力及其延性的增强，如本次C座住宅楼将地下室一直至地上三层设计为加强区。
3.5 剪力墙的配筋设计
剪力墙结构中，水平筋与竖向筋的间距一般在150毫米至300毫米之间，通常情况下选200毫米，且水平筋于剪力墙外侧设置，竖向筋则于剪力墙的内侧设置。如果有负责将主筋和箍筋拉住的拉筋时，拉筋材料应选择Φ8或者是Φ6的钢筋，间距不宜大于600毫米。竖向钢筋的搭接率的确定应依照剪力墙结构的抗震级别来进行。剪力墙结构中，暗柱与短柱中的水平筋直至端部为止应保持接连不断，于端部弯折，且弯折的长度应设计为10d。对于竖向筋，不应在暗柱中布设，但是其总配筋应符合构造需求。
结语
本文主要在笔者多年建筑结构设计经验的基础上，简要概述了高层建筑剪力墙结构的特点以及高层建筑结构本身的特性，对高层剪力墙结构住宅的优势进行了阐明，并总结概括了剪力墙结构设计过程中常见的问题和注意事项。从剪力墙长度以及厚度选择、剪力墙结构合理布设等角度出发，并在此基础上提出了一些在进行设计过程中所遇见的问题和解决方法。同时结合佛山市裕富花苑住宅小区工程项目中的C座住宅楼的实例，指出了剪切墙在设计过程中应注意的事项以及具体应用的相关解决措施，意在为相关建筑工程设计人员提供参考，用以加强建筑工程的安全性以及经济性。
参考文献
[1]杨斌，张红英.关于剪力墙结构设计中若干问题的研究[J].工程地球物理学报，2007，
24（6）：596-600.
[2]夏卓文.高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J].住宅技，2007，21（2）：29-32.
