發布時間：2013-04-26所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 本文作者結合實際工程經驗，從高層住宅結構設計時剪力墻布置、結構計算、風荷載的體型系數及干擾系數取值、連梁設計等幾方面展開分析，提出了剪力墻結構設計的幾點意見。
摘 要:本文作者結合實際工程經驗，從高層住宅結構設計時剪力墻布置、結構計算、風荷載的體型系數及干擾系數取值、連梁設計等幾方面展開分析，提出了剪力墻結構設計的幾點意見。
關鍵詞: 高層建筑；結構設計
Abstract: Combined the author’s practical engineering experience, this paper analyzes high residence structural design from the shear walls distribution, structure calculation, wind load shape coefficient and interference coefficient, coupling beam design aspects, and puts forward several opinions of the shear wall structure design.
Key words: high-rise building; structure design
中圖分類號：TU355 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
人們對高層建筑的空間要求越來越高。普通剪力墻的設計出現居多弊端，故結構設計問題受到眾多工程設計人員的重視。
1 對結構扭轉影響的處理
《高規》4.3.5 條規定:“結構平面布置應減少扭轉的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A 級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2 倍，不應大于該樓層平均值的 1.5 倍；B 級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第 10 章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的 1.2 倍，不應大于該樓層平均值的 1.4倍。結構扭轉為主的第一自振周期 T1 與平動為主的第一自振周期 T1 之比，A 級高度高層建筑不應大于 0.9，B 級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第 10 章所指的復雜高層建筑不應大于 0.85。”對于位移比超限的處理方法�？刹扇〉姆椒ㄓ�: 調整最大位移發生處的附近洞口位置及尺寸，或最大位移發生處的墻肢厚度，以增加該處的剛度，減小位移。對于周期比的超限，可采取的方法有調整質心兩側剪力墻的位置及墻肢長度，使其質心與剛心盡量接近；盡量加大周邊剪力墻，提高抗扭剛度，減少核心筒剛度，削弱結構側移剛度，從而加大第一平動周期; 其軸線通過或靠近結構剛心的剪力墻對結構抗扭剛度貢獻不大，但對側移剛度貢獻較大，也必須削弱。
2 對角窗的處理
高層建筑的角部在地震中是最薄弱的部位，但有些時候建筑為了立面效果或為了開發商房子好銷售，在高層建筑的角部設置角窗，對此類情況應采取以下措施: 提高角窗兩側墻肢的抗震等級，并按提高后的抗震等級滿足軸壓比限值的要求，如不滿足宜加厚墻肢; 角窗兩側的墻肢應沿全高均按《高規》5.5.4 條要求設置約束邊緣構件; 抗震計算時應考慮扭轉藕連影響；轉角窗房間的樓板宜適當加厚，宜采用雙層雙向配筋; 加強角窗窗臺的連梁的配筋與構造。
3 墻肢長度和厚度的選取
3.1 墻肢的長度
剪力墻墻肢長度(即墻肢截面高度) 一般不宜大于 8m。結構設計中的剪力墻結構應具有延性，細高的剪力墻(高寬比大于 2) 容易設計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。當墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于 2 的要求，可通過開設洞口將長墻分成長度較小、較均勻的聯肢墻，洞口連梁宜采用約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比宜大于6)，使其可近似認為分成了獨立墻段。
3.2 墻肢厚度的選取
規定剪力墻的最小厚度，其主要目的是保證剪力墻出平面的剛度和穩定性能。
注: H － 層高或剪力墻無支長度的較小值
對短肢剪力墻結構，規定其抗震等級應比表 1 中規定的抗震等級要高一級采用。故除 6 度區外，短肢剪力墻的抗震等級至少為一級。對于住宅建筑，填充墻厚一般為 200mm，相應剪力墻厚也取為 200mm。住宅層高一般為 2. 8 ～3. 0m，故墻厚取200mm，除底層加強區的一字形短肢剪力墻外，均能滿足規范要求。
對于無地下室的高層住宅，因其基礎埋深一般在 2. 5m 以上，則底層墻體高度會在 5. 0m 以上，若按層高的 1/16 確定墻厚，將超過 300mm，大于填充墻厚度。為避免出現此種情況，在布置剪力墻時，應結合建筑平面，盡量不用一字形剪力墻，而采用 L、T、Z、十字形等截而形式，且使翼緣長度大于其厚度的3 倍，這樣一方面墻體抗震性能更好，另一方面墻厚也可取為剪力墻無支長度的 1/16。由于住宅建筑中剪力墻肢長一般小于 3. 0m，故厚度采用 200mm 滿足構造要求。
4 對剪壓比超限的連梁處理
剪壓比超限問題在剪力墻中是很常見的，尤其是在高烈度區，經常是計算完后多處洞口上連梁超限。處理方法是一般先減連梁高度，以減少連梁吸收的地震力，如果仍然超筋，說明該連梁兩側的墻肢過強或者是吸收的地震力太大。此時，想通過調整使計算結果不超筋是困難的，也是沒有必要的。就好比說，它原來沒有這個能力，你非要讓它有這個能力，這當然很困難。從連梁的作用來說，首先它是在兩個墻肢之間傳遞內力，對墻肢起到約束作用，其次它是在地震來臨時充當第一道防線，起到耗能作用。因此，對于減少連梁的高度仍然超筋連梁(指抗剪超筋) 的設計原則應該是這樣的:首先按該連梁截面能承受的最大剪力( 高規 JGJ3－20027.2.23) 計算連梁抗剪箍筋；根據該剪力值計算出連梁端部彎矩( 為簡化起見，假設反彎點在中點)，并作適當折扣(例如:一級乘以 0.8) ，然后根據該彎矩值計算連梁縱筋。這樣做的目的是為了保證連梁的強剪弱彎，故意讓連梁先出現塑性鉸。當多遇地震來臨時，連梁端部彎矩很快達到極限抗彎承載力，出現塑性鉸，端部彎矩不再增加。由于彎矩與剪力之間的導數關系，連梁中的剪力也不再增加。而我們在設計的時候，已經保證了在端部彎矩達到極限抗彎承載力的情況，，抗剪能力是有富余的，所以此時抗剪不會破壞。在這種情況下，連梁仍能保證對豎向荷載的承載能力，同時對墻肢有一定的約束能力，并具有變形耗能能力，破壞具有一定延性，基本上滿足設計對連梁的基本要求。唯一與計算不符的是，連梁對墻肢的約束作用比計算的要小，其結果是墻肢的內力比計算值要大，可以在電算時對此類墻肢的地震力放大系數進行調整，按調整后的電算結果適當加強相鄰墻肢的配筋。
5 約束邊緣構件箍筋的設置
約束邊緣構件分為“陰影部分”和“非陰影部分”，對于“陰影部分”規范中對豎向鋼筋和箍筋或拉筋的配置都有較明確的要求，設計中易于理解和執行。但對于“非陰影部分”僅規定其箍筋配箍特征值為“陰影部分”配箍特征值的一半，但箍筋或拉筋沿豎向的間距及豎向鋼筋應如何配置并未做出具體規定，因此，目前在工程設計中做法比較混亂。而豎向鋼筋可在箍筋交叉點處按剪力墻豎向分布筋直徑設置。同時，還有一點應注意，為了充分發揮約束邊緣構件的作用，在剪力墻邊緣構件范圍內，箍筋的長短邊之比不宜大于 3，相鄰兩個箍筋之間宜相互搭接 1/3 箍筋長邊的長度。
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