【摘 要】高層建筑的增多,使得剪力墻結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中越來越普遍的采用,為了達到既美觀實用又經(jīng)濟安全的設(shè)計,本文從剪力墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及受力分析等方面對剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了分析。

【關(guān)鍵詞】高層住宅;剪力墻結(jié)構(gòu);設(shè)計;淺析
  前言
  最近幾年隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,房地產(chǎn)企業(yè)空前高漲,土地價格更是一路飆升。開發(fā)商為了追求更高的經(jīng)濟效益,想方設(shè)法提高小區(qū)的容積率。致使二、三縣城市也不得不向高層住宅發(fā)展。因此對高層住宅設(shè)計就顯得尤為重要。這就要求設(shè)計者要具備高度的責任感和良好的道德修養(yǎng)。在設(shè)計過程中一定要進行精心的優(yōu)化設(shè)計,達到既安全又經(jīng)濟的目的。創(chuàng)造出良好的社會效益和經(jīng)濟效益,造福于人民。
  1建筑布局要合理
  1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置原則:
  1.1.1 平面宜簡單,規(guī)則、對稱,減小偏心。平面長度不一過長,突出部分長度不宜過大(滿足規(guī)范的要求)。建筑平面不宜采用角部重疊或細腰形布置。
  1.1.2 結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)盡量減少扭轉(zhuǎn)的影響:在考慮偶然偏心影響的地震力作用下,樓層豎向構(gòu)建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(yīng)大于該樓層的1.5倍。B級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的自振周期T1之比A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9,B級高度高層建筑不應(yīng)大于0.85.
  1.1.3 當樓板平面比較狹長、有較大的凹入和開洞是樓板有較大消弱時,應(yīng)在設(shè)計中考慮樓板消弱產(chǎn)生的不利影響。有效樓板寬度不宜小于該層樓面寬度的50%;樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30%。在扣除凹入或開洞后,樓板在任意方向的最小凈寬度不宜小于5m,且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2m。
  1.1.4 草字頭形、#字形等外伸長度較大的建筑,當中央部分樓板有較大消弱時,應(yīng)加強樓板以及連接部位墻體的構(gòu)造措施,必要時還可在外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或樓板。
  1.1.5 抗震設(shè)計時,高層建筑宜調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置,避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則,不設(shè)防震縫。
  1.2剪力墻結(jié)構(gòu)豎向布置
  1.2.1 高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻,避免有過大的外挑和內(nèi)收。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小,逐漸均勻變化。
  1.2.2 抗震設(shè)計時,當結(jié)構(gòu)上部樓層收進部位到室外地面的高度與房屋高度之比大于0.2時,上部樓層收進后的水平尺寸不宜小于下部樓層水平尺寸的0.75倍;當上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時,下部樓層的水平尺寸不宜小于上部樓層水平尺寸的0.9倍,且水平外挑尺寸不宜大于 4m。
  1.2.3 結(jié)構(gòu)頂層取消部分墻、柱形成空曠房間時,應(yīng)進行動力時程分析計算并采取有效的構(gòu)造措施。
  1.3 樓蓋結(jié)構(gòu)
  1.3.1 房屋高度超過50m時,剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。
  1.3.2 房屋的頂層、平面復(fù)雜、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋。一般樓層現(xiàn)澆板厚度不應(yīng)小于80mm,當板內(nèi)預(yù)埋暗管時不宜小于100mm;頂層樓板厚度不宜小于120mm,宜雙層雙向配筋;普通地下室樓板厚度不宜小于160mm;作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),樓板厚度不宜小于180mm,應(yīng)采用雙層雙向配筋,且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。
  2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理
  2.1 材料
  2.1.1 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)宜采用高強性能混凝土和高強鋼筋。高層建筑的填充墻、隔墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用各類輕質(zhì)材料,構(gòu)造上宜與主體結(jié)構(gòu)柔性連接,并滿足自身的承載力、穩(wěn)定要求和適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形的能力。
  2.1.2 各類結(jié)構(gòu)用混凝土的強度等級均不應(yīng)低于C20。作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓蓋的混凝土強度等級不宜低于C30。
  2.1.3 按一、二、三級抗震等級設(shè)計的框架和斜撐構(gòu)件,其縱向鋼筋尚應(yīng)符合:鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應(yīng)小于1.25;鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應(yīng)大于1.30;鋼筋最大拉力下的總伸長率不應(yīng)小于9%。
  2.2 選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
  高層建筑不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系,并應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和延性;應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用;對可能出現(xiàn)的薄弱部位應(yīng)采取有效的加強措施。
  2.3 結(jié)構(gòu)計算
  2.3.1 選用適當?shù)挠嬎愫唸D:高層建筑結(jié)構(gòu)分析模型應(yīng)根據(jù)實際情況確定,所選取的分析模型應(yīng)能較準確地反映結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的實際受力狀況。計算模型還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證,實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能是純粹的鉸結(jié)點和剛結(jié)點,但與計算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi);進行高層建筑內(nèi)力與位移計算時,可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無限剛性,設(shè)計時應(yīng)采取相應(yīng)措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度。
  2.3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)進行風作用效應(yīng)計算時,正反兩方向的風作用效應(yīng)宜按兩個方向計算的較大值采用。
  2.3.3 正確分析計算結(jié)果:在結(jié)構(gòu)計算中普遍采用計算機技術(shù),目前軟件種類繁多,不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對程序的適用范圍、條件等進行全面的了解。對受力復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,宜按應(yīng)力分析的結(jié)果校核配筋設(shè)計。對結(jié)構(gòu)分析軟件的計算結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)進行分析判斷,確認其合理、有效后方可作為工程設(shè)計的依據(jù)。
  2.3.4 計算參數(shù):在新規(guī)范中增加一個振型參與系數(shù)的概念,并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計中,并未提出振型參與系數(shù)的概念,或即使有該概念,該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求,因此,在計算分析階段必須對計算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進行判斷,并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)計算時,可對剪力墻連梁剛度予以折減,折減系數(shù)不宜小于0.5。對沒有地震作用參與組合的(如重力荷載與風的組合)不能考慮連梁的剛度折減;在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中,現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中,梁的剛度可考慮翼緣的作用予以增大。近似考慮時,樓面梁剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取1.3~2.0;在豎向荷載作用下可考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布對兩端負彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)進行調(diào)幅;截面設(shè)計時框架梁跨中截面設(shè)計值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩設(shè)計值的50%。