時間：2022-04-05 02:11:04
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高層住宅結構設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：高層建筑；轉換層；上部結構；框支柱設計
1 工程概況
某工程采用框支剪力墻結構，地下1層，地上33層，建筑高度為99.70m。地下室作為停車庫，1～3層為商場；第4層為設備轉換層；5層及以上為住宅樓。當地抗震設防烈度為6度，場地土類別為Ⅱ類；按100年重現期計算的基本風壓值0.35kN/，地面粗糙度C類。
2 上部結構設計
2.1抗震等級的確定
根據建筑平面使用功能要求，采用框支剪力墻結構形式。轉換形式為梁式轉換，轉換梁板位于4層頂，為高位轉換層建筑。抗震等級為框支框架一級，剪力墻底部加強部位一級，剪力墻非底部加強部位三級。建筑結構安全等級二級；設計基準期50年；結構設計使用年限50年。
2.2 上部與下部結構的調整
本工程的結構設計特點在于根據建筑功能要求設置的設備層層高僅為3m，使得轉換層的側向剛度均較大于相鄰以下三層和相鄰上層的側向剛度，從而在結構計算分析中需解決以下問題：
2.2.1 如何使高位轉換時轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比滿足《高規》附錄E的要求；
2.2.2 一層～三層的各層側剛度比（本層側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的比值或上三層平均側移剛度80%的比值）需滿足《抗規》表3.4.3-2規定；
2.2.3 經計算分析，最大轉換梁截面為1300x2500，最小為1000x2000，形成框支柱的剪跨比小于1.5。根據《高規》第6.4.2條注3，剪跨比小于1.5的柱，其軸壓比限值應專門研究并采取特殊構造措施。
由于本工程的一層～三層作為商場，業主要求盡可能的減少上部住宅的落地剪力墻數量，以保證使用空間，給結構設計增大難度。為保證主體結構豎向剛度均勻，使轉換層上下剛度接近，避免剛度突變形成薄弱層并且滿足《高規》附錄E第E.0.2條和公式規定，抗震設計時等效側向剛度比宜接近1.0且≤1.3。因此采取以下措施解決上述的問題，具體措施包括以下幾個方面：
（1）轉換層上部在剪力墻滿足《高規》規定的各項控制參數前提下，盡量減少數量，增大結構洞口，降低連梁高度，以減少上部樓層的側向剛度。
（2）與業主和建筑專業協商降低一～三層的層高，由原層高5.1m，4.2m，4.2m改為4.8m，3.9m，3.9m；以增大轉換層下部各層的側向剛度。
（3）增大轉換層以下各層墻體厚度。轉換層以下各層均按一層厚度取值為350～450mm厚，轉換層減小為300mm厚，上部為200～250mm厚，避免剛度突變；在一～三層周邊將部分磚墻改為剪力墻（新增，與上部剪力墻不對應）以提高剪力墻的數量并增大側向剛度。
經調整后，轉換層上、下剛度比均滿足《高規》附錄E的要求；一～三層的各層側剛度比亦滿足《抗規》表3.4.3-2規定。
2.3 設備轉換層的設置
為避免出現剪跨比小于1.5的框支柱，對設備轉換層的設置提出多個結構方案進行比較：
設備轉換層采用輕鋼結構體系，在主體結構完成后再施工；不考慮該層參與主樓的整體計算分析。則轉換層的實際層高為6.9m。經計算分析，轉換層的側向高度在保證建筑功能要求的前提下無法滿足 《高規》附錄E第E.0.2條中 “當轉換層設置第二層以上時，計算的轉換層與其相鄰上層的側向剛度比不應小于0.6”。
直接加高設備層層高為4.6m以滿足框支柱剪跨比大于等于1.5。這樣，建筑總高度大于100m，無法實現。
確定設備轉換層層高為3m。對剪跨比小于1.5的框支柱采取特殊構造措施。這樣，最終采用方案。
由于目前國內并沒有對剪跨比小于1.5的框支柱進行專門研究的規范和資料，因此結構設計時采用幾點措施來提高框支柱的抗震性能和延性：（1）軸壓比限值降0.1，對于一級抗震的框支柱取0.5；（2）框支柱截面中部設置芯柱；（3）在框支柱內增設交叉斜筋；（4）增大框支柱的配筋率和配箍率。
3 結構計算分析
通過采用SATWE和PMSAP兩個不同力學模型的結構分析軟件進行整體內力位移計算分析，計算時按結構不規則且同時考慮雙向地震作用和平扭藕連計算結構的扭轉效應。采用彈性時程分析法進行補充計算――根據建筑場地類別和設計地震分組選用了兩組記錄地震波和一組人工模擬地震波進行計算對比。
剛重比大于1.4，能夠通過《高規》第5.4.4條的整體穩定驗算；
剛重比大于2.7，可以不考慮重力二階效應。
通過以上數據顯示，計算結果正常，各項參數均滿足《高規》條文要求，結構設計能達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標。
4 框支柱設計
框支柱截面尺寸主要由軸壓比控制并滿足剪壓比要求。為保證框支柱具有足夠延性，對其軸壓比應嚴格控制。
4.1 該工程框支柱抗震等級為一級，軸壓比不得大于0.6，對于部分因截面尺寸較大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性還與配箍率有密切關系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于φ10@100，全長加密，且配箍率不得小于1.5%。
4.2 在工程中，個別框支柱還兼作剪力墻端柱，所以還應滿足約束邊緣構件配箍特征值不小于0.2的要求，折算成配箍率（C55混凝土）即為1.82%。框支柱為非常重要的構件，為增大安全性，對柱端剪力及柱端彎矩均要乘以相應的增大系數，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%。因為程序計算時，一般假定樓板剛度無限大，水平剪力按豎向構件的剛度分配，底部剪力墻剛度遠大于框支柱，使得框支柱分配的剪力非常小。然而考慮到實際工程中樓板的變形以及剪力墻出現裂縫后剛度的下降，框支柱剪力會增加，因而對框支柱的剪力增大作了單獨規定。
5 結束語
近年來，隨著我國經濟的持續快速發展，人們對高層建筑的功能要求趨向于多樣化、綜合化和全面化。為較為最常見的形式以上部為小開間的民用住宅，下部為大開間的商場或公共娛樂場所。從建筑功能上看，高層建筑上部需要較多的墻體來分隔空間以滿足住宅戶型的需要；而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網、少墻體，以滿足公共使用要求。然而，按照這樣的建筑形式進行結構布置時，上部墻體多而密，下部柱網少而稀，即剛度上大下小。這與常規的結構豎向布置的原則正好是相反的。為了滿足建筑要求就必須在上下不同結構體系轉換的樓層設置轉換層。于是，帶轉換層的建筑結構孕育而生，并在近年來得到較為廣泛的應用。
參考文獻：
[1] 覃文勝.高層建筑梁式轉換層結構設計探討[J].中國高新技術企業，2010，（08）.
[2] 高立人，方鄂華，等.高層建筑結構概念設計.中國計劃出版社，2008.
[3] 趙西安.現代高層建筑結構設計[M].北京：科學出版社，2009.
[4] 高雪峰.轉換層結構設計的改進建議[J].建筑技術開發，2010，（03）.
[5] 謝曉峰 建筑物轉換層結構形式的應用現狀及問題.[J].廣東土木與建筑2008，（02）.
關鍵詞：剪力墻 結構設計選型 結構分析 設計繪圖
一、 前言
近年來隨著我國國民經濟的迅猛發展，建筑業已經成為我國的支柱產業， 在國家城鄉一體化統籌發展思路指引下，城市化進程加快，房地產開發和農居安置房的建設開展的如火如荼。由于經濟的發展，加之土地資源寶貴，所以高層住宅小區占了很大的比例。本文以具體的工程實例為例，系統的介紹高層住宅設計中結構專業從結構選型、經濟分析，到豎向構件布置、結構計算、構造措施及繪圖細節，以供結構設計人員參考。
二、結構選型與經濟分析
確定建筑結構方案應綜合考慮房屋的重要性、設防烈度、場地類別、房屋高度、地基基礎和施工條件并結合結構體系的經濟合理，選擇最合適的結構體系。
在結構方案設計階段，首先考慮建筑的使用功能對內部空間的需要。小空間平面布置方案，適用于住宅及旅館的客房部。在較低的樓房中，水平荷載處于次要地位，結構的負荷主要以重力為代表的豎向荷載。高層建筑的受力特點是承受豎向荷載和水平荷載的作用，隨著建筑物高度的增加，水平荷載（風或地震力）產生的內力和位移迅速增加。以下介紹在高層住宅中使用最多的3種結構體系.
1、 剪力墻結構
剪力墻結構房屋是將房屋的內、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結構，它既承擔垂直荷載、也抵抗水平力。因剪力墻是一整片高大的墻體、側面又有剛性樓蓋的支撐，故在其身平面內有很大的側向剛度，屬于剛性結構，能承受較大的水平荷載（剪力）、“剪力墻”即由此而得名。剪力墻墻肢截面高度與厚度的比值大于8，特點是整體性能 好，側向剛度大，水平力下側向位移小，并且由于沒有梁柱等外露或凸出部分，便于房間布置。剪力墻結構是一種傳統、成熟、受力性能良好的結構形式，其缺點是結構墻體相對多、自重較大。綜合評價，這種結構形式深受用戶和建筑是的歡迎，因而在許多高層住宅建筑中得到了光泛的應用。 剪力墻結構房屋是將房屋的內、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結構，它既承擔垂直荷載、也抵抗水平力。因剪力墻是一整片高大的墻體、側面又有剛性樓蓋的支撐，故在其身平面內有很大的側向剛度，屬于剛性結構，能承受較大的水平荷載（剪力）、“剪力墻”即由此而得名。
2.框架剪力墻結構
框架剪力墻結構是指由普通框架柱與一般剪力墻共同組成的一種結構形式，由框架與剪力墻共同承擔荷載。它具有框架與剪力墻共同受力的優點，又能獲得較大的房屋空間。但是由于現在建筑平面布置較靈活，框架布置非常復雜，很難形成規則的受力體系，并且隨著房間布局的變化，容易產生柱楞和凸出的大梁，影響建筑外觀和使用功能。同時，由于多次受力轉換，梁板的受力性能受到影響，提高了造價。
3.異型柱框架剪力墻結構
采用異型柱框架剪力墻結構的墻肢截面高度與厚度的比值不大于4，柱肢受力情況復雜。由于對該結構形式的抗震性能存在很多爭議，該結構形式也一直沒有得到國家規范的承認，在很多地區的應用受限。經過近幾年的實驗和研究，該結構形式通過了國家抗震規范的審查。規范對這種結構形式的最大適用高度、使用范圍、抗震等級、一般剪力墻承受的地震傾覆力矩、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設計值、縱向鋼筋配筋率、體積配箍率等作了嚴格的規定。同時，由于結構斷面較小，克服了框架剪力墻結構適用性不好的缺點，該結構形式受到了業主和用戶的歡迎。但必須明確的是，由于異型柱的斷面很小，梁柱節點核心區鋼筋密集，施工振搗困難，該結構形式的力學性能和抗震性能被削弱，須仔細計算核心區的相關數據。這種結構形式是我國獨創的，主要是為了降低造價。
結論，在高層住宅中結合業主的意見、當地抗震設防烈度，工程造價、建筑使用功能、當地審查機構的認識等諸因素來決定的。應該說，剪力墻結構由于其良好的性價比受到設計人員的青睞。
四、剪力墻的平面布置
（1） 平面布置應盡可能的分散、對稱、雙向。要盡可能的布置在建筑物的尤其是角部，以便減少扭轉效應，墻體盡量采用T型、L型、十字型，盡量避免一字型墻體。
（2） 建筑物的四角是保證結構整體性的重要部位，在地震作用下，建筑物發生平動、扭轉和彎曲變形，位于建筑自交的結構構件受力較為復雜，其安全性又直接影響建筑物角部甚至整體建筑的抗倒塌能力。
（3） 剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置，形成明確的墻肢和連梁。一、二、三級抗震等級剪力墻底部加強部位不宜采用上下洞口不對齊的錯洞墻，一、二、三級抗震等級剪力墻所有部位均不宜采用疊合錯洞墻。當采用錯洞墻和疊合錯洞墻時，應按有限元方法計算，并在洞口周邊采取加強措施，或將疊合洞口轉化為規則洞口。
（4） 避免采用較多的短肢剪力墻，當結構中有少量短肢剪力墻時，應按照相應規范對其做加強措施。
五、墻肢長度和厚度的選取
1、墻肢的長度
剪力墻墻肢長度一般不宜大于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）容易設計中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，為了滿足每隔墻段高寬比大于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。
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。其厚度要求見表1。
對短肢剪力墻結構，規定其抗震等級應必表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型短肢剪力墻外，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1/16確定墻厚，將超過300mm，大于填充墻厚度。為避免出現這種情況，在布置剪力墻時，應結合建筑平面，盡量不用一字型剪力墻，而采用L、T、Z、十字型等截面形式，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。
六、剪力墻結構的結構構造措施以及施工圖應注意的一些問題
1、類似“細腰”型平面的“腰”的寬度應滿足國家規范和地方性建設標準。在高層住宅中一般為兩個電梯，則兩個電梯洞口間的板的位置，需要采取措施加強其連接作用。常用的措施是，加強薄弱區或“腰”區的板厚（厚度可取120mm），并雙層雙向配筋的方式與于加強。
2、《高規》2010版7.2.27中提到的梁端鋼筋滿足錨固長度的問題，當設置梁頭在建筑功能上使用不便時，且計算數據不是很大時，梁端可采用細鋼筋（如直徑14mm）來滿足錨固長度，畫梁圖時應該注意。
3、在剪力墻施工圖中可采用墻身水平鋼筋替代邊緣構件鋼筋的畫法，對于約束邊緣構件可以參見標準圖集11G101-1，構造邊緣構件可以參見下圖的做法。此做法在滿足相關規范的情況下，可以一定程度的降低含鋼量，即經濟又合理。
參考文獻：
關鍵詞：小高層住宅；結構形式；結構方案
中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A
1小高層住宅的優越性
隨著住宅層數的增加,容積率的提高,同等規模的居住區的用地面積也會相應減少。小高層住宅能有效地節約用地。住宅設計應以人為本。電梯的使用,體現了對人的關懷。小高層住宅電梯的使用,不僅解決了垂直交通問題,方便居民(尤其是老齡居民)的出入,而且大大提高了房屋的居住品質。小高層住宅由于采用框架和剪力墻結構體系,整體性、抗震性都大大優于多層磚混結構。小高層住宅的經濟性體現在電梯的優化設計和土建費用較低方面。總之,小高層的整體投入低于高層,其中7層～9層的小高層住宅的投入只略高于多層住宅,但由于節約了土地,也就減少了資源浪費、節省了大筆的費用。
2小高層住宅的基本結構形式
2.1框架結構
框架結構一般適用干多層結構和小高層結構，適用高度范圍在60.0m以下(6度設防)框架結構具有布置靈活，可以有較大的室內空間等特點。填充墻采用輕質隔墻可以減輕結構自重，但是框架柱內凸會影響戶型的實際使用面積，并影響家具的布置，有時由于住宅中房間分隔的不規則性又造成柱網的難以布置。《高規》在第4.8.2條中規定，對高度大干30.0m的框架結構建筑，在抗震為6度設防的地區，抗震等級為三級，sATwE程序計算結果為：在水平荷載(風荷載及地震荷載)作用下，水平位移與層間位移比為最大(1／1200)；由于框架柱作為唯一的抗水平力構件，軸壓比限值為0.90，故框架柱截面尺寸較大。并且由于建筑的造形或使用的要求，會形成框架的一端位于柱上、另一端位于梁上的現象，或幾根框架柱不在同一條軸線上，形成單跨框架現象，從而成為抗震的薄弱環節。在需要考慮到抗震設防要求的結構設計中，由于框架粱柱截面比較小，剮度比較低，抗震性能又差，如果采用砌體填充墻，在地震中會損壞嚴重并且修復費用高，所以對高層結構不宜采用。
2.2異型柱框架結構
這種結構形式派生于框架結構形式，具有框架結構的特點，此外，它與墻同寬的異型柱解決了建筑平面使用問題。據《混凝土異型柱結構技術規程~JGJ1492006第3.1.2條規定：抗震設防為6度時，異型柱結構適用于高度為24m以下的房屋。由于異型柱在受力性能方面(比如受剪承載力、節點承載力以及延性等)比普通矩形柱差，它無法滿足比較高的建筑物在抗側力以及軸力等方面的要求。所以，相對來說異型柱框架結構在抗震性能方面是最差的一種結構形式。但由于能夠解決住宅室內無柱角的問題，在多層中還是有比較好的應用市場。
2.3普通剪力墻結構
普通剪力墻結構一般用于高層住宅的結構設計，尤其是在30層左右的高層結構中廣泛應用。這種結構形式的特點是根據建筑平面布局來設置鋼筋砼墻，使用剪力墻以解決建筑平面的使用問題。它的優點是整體剛度大，抗震性能好，水平位移小，居住舒適。剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，否則對結構受力及抗震均不利。若剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費；但如果剛度太小，結構變形太大，則會影響建筑物的使用。對于小高層住宅來說，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對于結構安全及工程的經濟性具有十分重要的作用。
2.4框架剪力墻結構
在近幾年的高層結構設計中，框架剪力墻結構形式應用比較廣泛。這種結構形式既具備框架結構布置靈活的優點，又具備較好的抗震性能，缺點是其框架柱的內凸也會影響到戶型的使用面積及家具的布置。在這種結構形式中，由于框架柱主要承受豎向荷載，軸壓比限值較框架結構有所放寬，但是考慮到框架柱的構造要求，若在實際計算中軸壓比大于0．90，柱配筋則可能比較大，所以與框架結構一樣存在上述的建筑使用問題。
2.5異型柱框架剪力墻結構
這種結構形式派生于框架剪力墻結構形式，與墻同寬的異型柱解決了建筑平面使用問題。在抗震方面，異型柱主要承受豎向荷載，水平位移及層間位移大大減小，但是異形柱的肢長較短，所以當建筑物較高時，異形柱無法滿足軸力和抗側力的要求。以抗震為6度設防的地區為例，建筑物高于18.0m抗震等級即為三級，框架剪力墻結構的總高度要小于45.0米，柱中距要小于7.20米，這點比框架結構的60.0米上限的要求嚴格。
2.6短肢剪力墻結構
這種結構形式的特點是根據建筑物平面布置的要求而在其凹凸轉角處布置各種形式的短墻肢，主要有“一型、Y型、+型、T型、Z型、Y型”等各種形式。在使用這種結構形式時，結構布置極其靈活，可以將管道井、電梯間和樓梯間等部位四個側面的剪力墻均布置短肢剪力墻，也可以根據需要布置一些長肢墻，所以基本上能滿足建筑物的使用布置和豎向受力要求。不過由于短肢剪力墻在抗震性能方面較弱，而且在地震區應用的經驗也不多，所以為了安全起見，在抗震方面，對這種結構設計的使用范圍、抗震等級、最大適用高度、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設計值、縱向鋼筋配筋率等方面都有較嚴格的規定限制。目前的短肢剪力墻體系小高層建筑由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室，基礎則采用樁筏基礎，對樁基礎進行合理選型，將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。
3小高層結構設計的總體指標控制
3.1總體信息的設置與控制。
電算判斷結構抗震是否可行的主要依據是在風荷載和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，結構的振型曲線，自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中。總體信息的設置對這幾組電算限值的影響是十分明顯的。因此，合理設置總體信息的數值，才能正確地判別結構體系及構件截面尺寸是否可行。譬如說建筑物剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，就會造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結構變形太大，又會影響建筑物的使用。這里以小高層住宅常用的剪力墻結構設計為例，有以下幾組數值值得注意：
（1）抗震設計時，宜考慮平扭耦聯計算結構的扭轉效應，振型數不應小于 15，對多塔樓結構的振型數不應小于塔樓數的 9倍，且計算振型數應使振型參與質量不小于總質量的 90%。
（2）計算各振型地震影響系數所采用的結構自振周期應考慮非承重墻體的剛度影響予以折減，當非承重墻體為填充磚墻時，剪力墻結構可取 0.9 ～ 1.0，框架剪力墻結構可取 0.7 ～ 0.8。
（3）在內力與位移計算中，抗震設計的框架剪力墻結構和剪力墻結構中的連梁剛度可予以折減，節減系數不宜小于 0.5。
（4）樓層層間最大位移與層高之比的限值 u/h 不宜小于1/1000 且第一自振周期為平動周期，周期大小約為層數的 0.06～ 0.08 倍之間。
3.2 高層結構的平面及豎向布置。
在高層建筑的一個獨立結構單元內，宜使結構平面形狀簡單，規則，剛度和承載力分布均勻。不應采用嚴重不規則的平面布置。豎向體形宜規則、均勻，避免有過大的外挑和內收。結構的側向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應采用豎向布置嚴重不規則的結構。
（1） 結構平面布置應減小扭轉的影響，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是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。
（2） 當樓板平面比較狹長、有較大的凹入和開洞而使樓板有較大削弱時，應在設計中考慮樓板削弱產生的不利影響。樓面凹入或開洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半；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，樓板在任一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小于 2m。
（3）高層建筑結構伸縮縫的最大間距現澆框架結構為 55m，現澆剪力墻結構為 45m。
（4）抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的 70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的 80%。
3.3 高層建筑的基礎設計。
高層建筑的基礎設計，應綜合考慮建筑場地的地質狀況、上部結構的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發生過量的沉降或傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應注意與相鄰建筑物的影響，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構筑物、地下設施等的正常使用與安全。常用的高層建筑基礎類型有筏形基礎，箱形基礎，樁基礎等。筆者所在地區的淺層土體承載力較低，持力層埋深一般大于 25m，較多選用預應力鋼筋混凝土預制樁基礎。樁基承臺可選用：柱下單獨承臺、雙向交叉梁、筏板承臺、箱型承臺。目前的剪力墻體系小高層由于考慮埋置深度的要求，一般均設置地下室。基礎則采用樁筏基礎。如何對樁進行合理選型，將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。
3.4 剪力墻結構的設計。
抗震設計的剪力墻結構中，剪力墻應沿主軸或其他方向雙向布置，避免單向有墻的結構布置形式。剪力墻布置必須均勻合理，自下到上連續布置，避免剛度突變，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且X，Y兩向剛重比接近。
（1）在結構布置上應避免一字形剪力墻和短肢剪力墻，若出現則盡量布置成長墻（h/w>8）。短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為 5 ～ 8 的剪力墻，一般的剪力墻是指墻肢截面高厚比大于 8 的剪力墻。短肢墻的厚度不應小于 200mm，7、8 度抗震設計時，宜設置翼緣。
（2）剪力墻墻體配筋一般要求水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可，即一、二、三級抗震設計時均不應小于0.25%，四級抗震設計和非抗震設計時不應小于 0.20%，雙排鋼筋之間采用φ6@600 600 拉筋。
（3） 一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應按《高層建筑混凝土結構技術規程》第 7.2.16 條設置約束邊緣構件；其余剪力墻應按第 7.2.17 條設置構造邊緣構件即可。由于規范中已有十分詳細的規定，這里不再重復了。
關鍵詞：剪力墻；結構設計；高層住宅
Abstract: the city is developing rapidly, high-rise building more and more. And the shear wall structure is an important part of the high-rise building, the shear wall structure design affects the safety of the high-rise building. This paper, from the top of the house of the shear wall structure design, in combination with the some of their actual experience, the shear wall structure design puts forward opinions.
Keywords: shear wall; Structure design; High-rise residential
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
一般十層及十層以上或房屋高度超過28米的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其它民用建筑稱為高層建筑，由于高層建筑的投入比較大，施工期也比較長，所以要格外注意建筑的質量和安全問題，確保建筑可以正常施工和使用。高層建筑結構應注重概念設計，重視結構的選型和平面、立面布置的規則性，加強構造措施，擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。比如框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構，筒體結構等等。而剪力墻結構在高層住宅中運用廣泛。
剪力墻結構設計包括：截面計算、連梁布置、配筋構造、墻肢等。在高層建筑中剪力墻結構對其安全質量尤為重要。
一 關于剪力墻的概要
1.概念
剪力墻結構是指用鋼筋混凝土墻來替代框架結構的柱，使其能承擔各種荷載引起的內力，并且能控制結構水平力，是用鋼筋混凝土墻承受水平和豎向作用的一種結構形式。
2.特點
（1）剪力墻可以節約層高、充分利用空間。（2）剪力墻抗側能力強，承載能力優越，適用于高層建筑。（3）可以吸收地震的能量大，因為剪力墻自身的重力大。（4）對于一些想要改變室內格局的居住者，剪力墻建筑因為結構原因，很難滿足居住者的這個要求。（5）剪力墻工程造價高，施工起來比較麻煩。
3.分類
（1）壁式框架：壁式框架是洞口尺寸很大，墻體肢線和連梁線這兩的剛度差不多的墻。其受力特點的彎矩圖的突變發生在樓層處，并且基本上所有的樓層都會有反彎點。（2）整體小開口剪力墻：整體小開口剪力墻是開洞仍然比較小但是洞口面積大于15％。其受力性能可以按整體懸臂梁考慮，并且還要考慮墻肢的局部彎矩。其彎矩圖在整個墻肢高度上沒有反彎點，而在連梁處發生突變。（3）實體墻：實體墻就不開洞或者開洞不超過墻的15％。其受力特點和整體懸臂梁比較類似，墻肢法向應力呈線性分布，破壞形態和偏心受壓柱相似。整體高度上變形主要是彎曲型，無反彎點和突變。（4）雙肢或多肢剪力墻：是墻體開洞很大或者洞口成列布置。其受力特點和整體小開口剪力墻比較類似。受力特點與整體小開口墻相似。
二 剪力墻設計過程中的問題
1.要點
（1）高層建筑中自重等一些豎向負荷很多，足以使柱產生很大的軸向變形，這樣就會對連續梁彎矩產生很大的影響，對預制構件的下梁長度產生影響。同時也會對構件的側移和剪力有所影響，導致結構設計也不夠安全。
（2）高層建筑結構設計的重要指標是結構延性。高層建筑結構在地震時變形比低層建筑變形更大。為了防止高層建筑的倒塌，具有比較強的變形能力，要保持結構的足夠延性。
（3）高層建筑剪力墻結構設計的關鍵因素是側移。水平荷載的側移變形是隨著建筑高度的不斷增加而增大的，所以側移應該控制在有關規定的限度內。
（4）高層建筑剪力墻結構設計決定性因素是水平荷載。因為結構是由豎向負載產生的彎矩和軸力的大小，只和建筑高度一次方成正比；而水平荷載產生的傾覆力矩和豎構件里產生軸力的，和建筑高度兩次方成正比；還有一般建筑的豎向荷載都是定值，而地震作用和風荷載等一些水平荷載，數值是隨著結構動力的特性不同，而有不同的幅度變化。
2.設計原則
為了保證建筑的質量和安全，高層建筑剪力墻結構都會有一些設計原則。剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置；抗震設計的剪力墻結構，應避免僅單向有墻的結構布置形式。剪力墻墻肢截面宜簡單、規則。剪力墻結構的側向剛度不宜過大。
剪力墻墻肢截面，應按規則去設計。門窗洞口最好能上下對齊并且成列布置，形成很明顯的墻肢和連梁。抗震設計方面對小于3級抗震能力的剪力墻，底部加強部分不要用錯洞墻來設計。同時還要保證剪力墻布置時連續的、自上而下的布置，避免剛度突變，影響其安全。在設計剪力墻時，除要滿足其位移限值要求以外，還要保證框剪結構里的各個抗側力元件都要滿足安全、合理、經濟的要求。在剪力墻數量方面，設計規范中規定，剪力墻框剪部分，承擔剪力必需大于等于剪力墻底部總作用力的20%，也可以是不小于各層框架所受的地震總剪力中最大數值的1.5倍。
3.剪力墻計算
剪力墻要按偏心受壓、斜截面受剪或平面外軸心、偏心受拉承載力來計算。在集中荷載的作用下，墻內沒有暗柱的應該進行局部的受壓承載力計算。規范中規定，抗震設計雙肢剪力墻中，墻肢不要出現小于偏心受拉；當任何一個墻肢大于偏心受拉的時候，另一個墻肢的剪力設計值和彎矩計值應該乘以增大系數的1.25。因為要是雙肢剪力墻里的任何一個墻肢小于偏心受拉，那么這個墻肢就很多可能導致其抗剪承載力不足；當墻肢大于偏心受拉時，則墻肢就會容易出現裂縫，會導致其剛度降低。
剪力墻結構計算的軟件有很多。比如三維桿一系薄壁柱空間分析方法或者是空間桿一墻組元分方法。在軟件輸入中，有兩種主要的方式：一是直接輸入整片墻，然后再墻體開洞；另一種是按照墻肢進行輸入，墻肢之間要設有鋼筋混凝土土梁。在計算過程中，這兩種方法只能選擇一種，如果一個結構同時輸入兩個方法，計算就會出現誤差。
4.連梁的設計
剪力墻結構和框架一剪力墻結構中，連梁是指兩端與剪力墻相連且跨高小于5的梁。對連梁，在豎向荷載下的彎矩，所占的比例較小，水平荷載下產生的反彎使連梁對剪切的變形比較敏感，很容易出現剪切裂縫這樣的問題。
關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；結構分析
Abstract: with the high-level residence is becoming more and more popular, for structure design personnel for the high-rise residential structure form, structure the design requirements of the deep and detailed research also is imperative. The current situation of the high-rise residential general use of the shear wall structure. This article through to shear wall layout of research, analysis and calculation income various performance indicators, and finally reach the purpose of optimizing design scheme.
Keywords: high building; The shear wall structure; Structure analysis
中圖分類號：TU398+.2文獻標識碼：A文章編號：
1 工程概況
某3#住宅樓位于內蒙古包頭市青山區。建筑面積13258m2，為地下1層地上18層的剪力墻結構，建筑總高度49.2m。該工程的設計使用年限為50年，建筑結構安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類。建筑抗震設防烈度為8度，基本地震加速度為0.2g，設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅱ類。
2房屋基礎選型
本工程為帶有地下室的剪力墻結構，地質情況良好，優先選用筏板基礎。持力層為礫砂層，地基承載力特征值為280kpa。合理選擇筏板厚度及邊緣外挑長度也直接影響結構整體安全。3#樓依據地勘報告，筏板厚度最終取為1400mm，外挑長度1200mm.。試算時取h=1200mm，配筋偏大，由于周邊與裙房、地下車庫相鄰，有一些框架柱會落在3#樓筏板上，局部增加外挑長度，滿足柱沖切板要求。
3#樓建筑長度55.2m，超過規范要求的剪力墻伸縮縫最大間距45m。但為了保證建筑功能要求、平面、立面的整體性，故設計中未考慮伸縮縫的設置，而是在跨中1/3處設置了后澆帶。
3結構平面布置
首先，根據剪力墻布置原則，應雙向均勻布置，避免扭轉的影響，且x、y兩方向的剛度不宜相差太大。
出于對抗震有利的考慮，布置剪力墻時，盡量使結構的質量中心與剛度中心重合，質心與剛心越接近，越能減小扭轉效應。剪力墻盡量布置成L、T字形，盡量避免一字形墻的出現。本工程為抗震8度設防區，尤其避免短肢剪力墻的出現。對于跨高比較小的洞口盡量避免剪力墻開洞布置。如圖1所示，為剪力墻平面布置圖。
4 結構豎向布置
根據抗震設計要求，結構的承載力和剛度宜從下到上逐漸減小，變化宜均勻。豎向剛度變化主要體現在豎向構件截面尺寸的變化和混凝土強度等級的變化.。為了避免剛度突變，豎向構件截面尺寸和混凝土強度等級不要在同一樓層同時發生變化。
圖1 剪力墻平面布置圖
5 結構分析
對于結構設計來說，剪力墻的布置在滿足規范的前提下有很大的靈活性，因此結構方案并不是唯一的，可能不同的人做出的不同方案都有可能滿足設計要求。通過軟件計算，很多年輕的結構工程師往住不假思索，只要電算通過就認為萬事大吉直接出施工圖了。其實，在眾多方案當中，看似可行但并不是每一種都是合理的。不是結構構件不超筋、位移比滿足要求，就是結構設計人員的終極目標。近幾年，地殼越來越不穩定，地震頻頻光臨，業界越來越關注抗震設計，越來越流行的一個詞是“概念設計”，概念設計其實比結構計算更重要。試想，如果拿來一個項目，在我們最初制訂結構方案的時候，比如結構體系，我們都沒有正確的選擇，那么，就算它的計算再完美，也不可能是一個優秀的設計，更何況，這種設計結果也很難完美。我們在保證結構安全可靠的前提下，還要能做到經濟、合理，并不是簡單的事情，是要用心思考，用心去衡量的。
為了滿足抗震要求，尤其是8度設防的地區，設計人員一般盡可能多的布置剪力墻，強度是滿足要求了，但因為墻肢過多，結構整體剛度變大，地震力也隨之增大，帶來的直接后果就是配筋量增多，那更實際上的情況就是業主關注的鋼筋用量，混凝土用量也必然增多。而如果一味追求經濟的節省，而將剪力墻布置的太少，也不合理，剛度小結構太柔，又可能滿足不了位移的要求。
綜上所述，我們如何做好概念設計，將抽象的理論如何具體到實際工程中呢？
對于高層建筑剪力墻結構設計，工程師可以對各個構件進行具體設計的前提是，合理控制結構的整體性能。
以本工程為例進行分析。3#樓長度為55.2m，超過規范限值45m，出于對抗震有利的考慮，布置剪力墻時，盡量使結構的質量中心與剛度中心接近，減小扭轉效應。當建筑平面不規則，剪力墻無法對稱布置時，應綜合對比考慮如何減小扭轉效應。通過實踐證明，經驗總結，沿建筑周邊設置剪力墻，可以有效的增強結構抗扭剛度，而在結構形心周圍增強構件剛度，對抗扭剛度影響不大，而對整體側向剛度的增強非常有利。本工程平面規則，剪力墻布置均勻對稱。通過應用PKPM-satwe軟件計算得出，x方向最大層間位移角為1/1316，y方向最大層間位移角為1/1234，控制兩方向層間位移角在1/1300左右，若太小，接近規范限值1/1000，考慮到建筑超長，偏于不安全；若太大，剛度也隨之增大，吸收地震力大，經濟上考慮不合理。在考慮偶然偏心影響下，最大層間位移與平均層間位移的比值，X方向是1.18，Y方向是1.22，滿足《高層建筑混凝土結構技術》3.4.5條要求：“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”的限值。考慮扭轉耦聯時的振動周期T1=1.8430（平動），T3=1.4987（扭轉），T3/T1=0.813
6結語
在高層建筑結構設計中，越來越強調概念設計的重要性，準確的概念分析可以幫助結構設計人員得到合理的結構布置方案。剪力墻布置方案對結構的受力性能和經濟性能都有影響。通過對結構各項性能指標的分析，可以達到優化設計方案的目的。
參考文獻:
關鍵詞：框支剪力墻結構；結構布置；構造措施
1. 引言
由于對使用功能和美觀上的要求，越來越多的高層建筑的底層經常會設計成大開間的架空層、大堂等。為了滿足這種建筑使用功能的要求，結構設計時通常會設計成框支剪力墻結構。由于框支-剪力墻結構上、下剛度突變，構件不連續，傳力復雜，在地震作用下框支層將產生很大的內力和塑性變形，抗震性能差，易造成震害。因此，設計時應對底部薄弱層從抗震承載力和延性兩方面采取措施提高抗震性能。本文對框支剪力墻結構的設計及軟件應用情況進行簡要介紹。
1 工程簡介
某住宅小區建筑面積12980m2，其中人防地下室1 層，層高4.6m，裙房2 層，層高分別為5.1m，5.4m，3 層以上為住宅，層高為3.0m。地面以上共19 層，總高 61.8m。地面以上1、2 層為商業用房，需要盡可能大的自由靈活空間，3 層以上為住宅。本工程結構設計基準周期為50年，安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類，位移計算時采用50年一遇風壓0.65kN/ m?，強度計算時采用100年一遇風壓0.75kN/ m?。抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g。場地土類別為Ⅲ類。
2 概念設計與結構布置
本工程轉換層以下為框架剪力墻結構，轉換層以上為剪力墻結構，本工程底部加強部位剪力墻及框支柱抗震等級為二級，非底部加強部位剪力墻抗震等級為三級。設計時從以下幾個方面作為概念設計的出發點。
2.1 平面布置
平面布置應力求簡單、規則、均衡對稱，盡量使荷載與結構剛度中心重合，以避免或減少扭轉產生的不利影響。本工程在樓梯間及電梯間較薄弱處，均布置有落地剪力墻并形成了落地筒體，在建筑物兩側也設置了落地剪力墻，并在橫向布置有間距10.4m的落地剪力墻。墻體布置既分散又均勻。
2.2 豎向布置
豎向布置主要是要控制轉換層上、下剛度的突變，應盡量強化轉換層下部的結構側向剛度，弱化轉換層上部的結構側向剛度，使轉換層上下部的結構側向剛度及變形特征盡量接近。經過反復調整轉換層上下剪力墻布置及落地剪力墻的厚度，本工程最終計算結果，X 方向轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比為0.80，Y 方向轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比為0.95，均滿足規范要求，且轉換層上下部的結構的等效側向剛度基本接近，能夠
有效的緩解構件內力和變形的突變。
2.3 轉換構件選擇及布置
轉換層是建筑物中不同結構形式相連的關鍵點，它既是下部結構的封頂，又是上部結構的“空中基礎”，在整個建筑結構體系中起著至關重要的連接紐帶作用。由于結構豎向傳力構件的不連續，造成結構上部荷載不能直接傳給下部對應構件，而是通過轉換結構的內力重分配，再向下傳遞。因此，轉換構件相當重要而且受力比較復雜，必須保證轉換結構可靠有效的工作。因此，在布置轉換層上下主體豎向結構時，要注意盡可能使水平轉換結構傳力直接，轉換層上部的豎向抗側力構件（墻、柱）宜直接落在轉換層的主結構上，盡量避免多級復雜轉換。梁式轉換受力明確，傳力簡潔，計算模型簡單，計算軟件比較成熟，而且施工方便，
因此本工程設計采用梁式轉換，并且因受建筑功能限制，轉換層為主次梁轉換方案。這種方案由框支主梁承托剪力墻并承托轉換次梁及次梁上的剪力墻，其傳力途徑多次轉換，受力復雜。框支主梁除承受其上部剪力墻的作用外，還需承受轉換次梁傳給的剪力、扭矩和彎矩，并且框支主梁易發生剪切破壞。故設計時應對框支梁進行應力分析，按應力校核配筋，并加強配筋構造措施。為避免框支梁上部剪力墻對框支梁產生不利的扭轉影響，平面布置時剪力墻截面中心線應與框支梁截面中心線對齊，與框支柱截面中心重合。框支層周圍樓板取消了原有錯層布置。
6.結構計算結果
本工程采用中國建筑科學研究院PKPM系列SATWE軟件和PMSAP軟件進行計算分析和對比。結構分析計算時，僅取主樓范圍計算，裙樓不參與計算。由于SATWE與PMSAP總體計算結果比較接近，下面以SATWE計算結果為例作介紹。
本工程計算振型數為15個，計算結構顯示抗震計算時的振型參與質量：X向為97.99%，Y向為99.69%，均大于90%。振型數滿足要求。剪重比Qx=2.22%，Qy=2.13%。均大于1.6%，滿足規范要求。計算基本周期及扭轉因子，空間振型的周期：T1=2.1977（Y方向平動系數0.96），T2=1.9356（X方向平動系數0.97）；T3=1.6537（扭轉系數為0.99）。T3/T1=0.752
3構造措施
1）本工程采用的混凝土強度等級表1，均滿足規范要求。
2）轉換層樓板作為重要的傳力構件，承擔著完成上下部分剪力重分配的任務，作用不可忽視，因此必須有足夠的剛度保證。設計時采用180mm 厚現澆混凝土樓板，配筋為Ф12@150 雙層雙向，每個方向的配筋率均為0.42%，大于規范規定的0.25% 的要求。同時，與轉換層相鄰樓層的樓板均予以加強，轉換層以下樓板的厚度為150mm 厚，配筋為Ф12@150 雙層雙向， 轉換層以上樓板的厚度為150mm 厚，配筋為Ф10@150 雙層雙向。
3）底部帶轉換層的高層建筑結構，其剪力墻底部加強部位的高度可取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8 二者的較大值，本工程剪力墻底部加強部位取框支層加上框支層以上兩層的高度，即基頂～18.170，墻體兩端設有翼墻或端柱，并按《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）設置有約束邊緣構件，框支層以下落地剪力墻厚度350mm，配筋Ф12@200，配筋率大于0.3%，框支層以上底部加強部位剪力墻配筋為Ф10@200，已
適當加強。
4）由于轉角窗的存在，局部整體性有較大的削弱，對結構整體抗扭不利，故采取以下加強措施：將雙向懸挑邊梁截面高度加高以增加連梁剛度，房間樓板加厚至130mm，并且在轉角剪力墻之間設置200×130 的暗梁，形成配筋拉結板帶，以增加局部整體性。
結束語
1）框支剪力墻結構應充分重視選擇合適的結構轉換層形式，對薄弱層部位從抗震承載力和延性兩方面采取措施提高抗震性能。同時應注重概念設計，采取必要的加強措施從整體上形成良好的結構抗震體系。
2）控制好轉換層上下結構的側向剛度比試框支剪力墻結構設計的關鍵問題之一，適當加大底部落地剪力墻厚度或適當減少轉換層以上剪力墻的數量、長度是有效調整轉換層上下結構側向剛度比的方法之一。
3）結構剛度太大，使得結構構件地震作用變大而導致配筋量增加，照成浪費；結構剛度太小，會使結構在正常使用條件下位移偏大，影響承載力、穩定性和使用。應合理布置構件，滿足剛度適宜原則，既要滿足安全度要求，又要使結構具備一定的延性，改善結構的變形能力。
參考文獻
1.《抗震規范設計規范》GB50011-2010
關鍵詞：高層剪力墻結構布置短肢剪力墻設計要求
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
引言
隨著城市土地資源的緊缺，高層住宅正在大規模興建。剪力墻結構具有室內空間合理、墻面平整、美觀實用的特點，且剪力墻結構剛度大，整體性好，用鋼量較省，能有效地減少側移,具有較好的抗震性能，而被廣泛使用。
剪力墻平面布置
在高層建筑中剪力墻布置是否合理，直接影響著房屋的抗震性能。所以在結構設計中剪力墻最好沿主軸方向或其他方向進行雙向布置，盡量避免單向布置，增強房屋在兩個方向上的抗側剛度。剪力墻的平面布置應本著盡可能均勻、對稱的原則，盡量使墻面結構的剛度中心和質量中心完全重合，從而減少扭矩。內外剪力墻應盡量拉通、對直。剪力墻肢截面宜簡單、規則。剪力墻的抗側力剛度不宜過大。為充分發揮剪力墻的抗側力剛度和承載能力，增大剪力墻可利用空間，剪力墻的間距不宜太密，使結構具有適宜的側向剛度。判斷結構側向剛度與剪力墻數量的適應程度，可以選用經驗公式T=(0.05~0.06)n，其中n為結構層數。公式計算出來的T1值與建模計算的周期T2相比較．TI>T2則表示剪力墻偏多，可適當減少剪力墻數或開些適合的大洞來減小墻的剛度，反之則需要增加剪力墻數量。
2.剪力墻豎向剛度應均勻
在豎向，剪力墻宜自下到上連續布置，避免剛度突變，對于建筑功能等原因造成的豎向不連續，導致了剛度突變等問題，可以通過加厚墻體和提高砼等級的方法，使結構在豎向上剛度趨于均勻。
3.墻肢的高寬比例應合理
剪力墻的結構必須具備延展性，優化高寬比例能夠使房屋在地震中的延性得到提升。剪力墻的高寬比例最好是大于2，如果剪力墻的長度太大影響了剪力墻在抗震中的延展性，則應當在合適的位置開設洞口使長度減小。同時，要注意墻體間是否形成均勻的獨立墻段。
短肢剪力墻的合理使用
A短肢剪力墻的應用范圍
高層結構設計時，全部采用短肢剪力墻的設計是不科學的，因為它的抗震性能很差，對高層建筑的安全性無法保障。所以，在設計時通常把一般剪力墻和短肢剪力墻進行結合，且其所占比例不能過多。即使設計有較多短肢剪力墻的情況下，也要對短肢剪力墻結構的高度進行適當的降低。對于不同高度和抗震級別的高層建筑，應當根據其高度和地震級別進行選擇。
B加強短肢剪力墻的相關措施
（1）短肢剪力墻的優點在于有一定的延性，在抗震中起著很大的作用，但其承受力沒有一般剪力墻和筒體強。所以，在設計時應當考慮到它的不足，從而在設計當中提高其抗震等級（比一般剪力墻或筒體高出一個等級）。
（2）普通剪力墻在重力荷載的作用下，產生的軸壓比，當針對一、二、三級抗震能力設計時，其軸壓比不能大于0.4至0.6。因此，對于短肢剪力墻的設計應當比一般剪力墻的軸壓值至少降低0.05。
（3）對短肢剪力墻布置鋼筋問題上，應該在縱向上對鋼筋的分量進行提高，尤其在底部的鋼筋數量不能低于1.2％，而在底部之外的部分則不低于1％。
（4）在剪力值的要求中，出于對短肢剪力墻性能的考慮，應當在其底部進行一定的加強，同時對底部以外的部分進行相應的調整，并增大抗震的系數。其目的在于增強短肢剪力墻的抗損壞性。
（5）在短肢剪力墻的厚度方面，一般情況下要求其厚度不能低于200毫米。在非抗震性房屋建造時，應當對房屋的高度進行控制，并且加大墻肢的厚度。
剪力墻約束邊緣構件
剪力墻約束邊緣構件包括暗柱、端柱和翼墻，約束邊緣構件沿墻肢方向的長度和箍筋配箍特征值應符合《高層建筑混凝土結構技術規程》和《建筑抗震設計規范》的要求。實際施工我們發現剪力墻的截面形狀對墻的延性影響很大，矩形截面剪力墻的延性比工字形或槽形截面剪力墻差。通過研究分析表明增加墻肢截面兩端的翼緣能顯著提高墻的延性；因此在矩形墻兩端設約束邊緣構件不但能較顯著地提高墻體的延性，還能防止剪力墻發生水平剪切滑動提高抗剪能力。當剪力墻肢軸壓比很小時，剪力墻在水平力作用下也能具備比較大的塑性變形能力。故高規7.2.14條規定了可以不設約束邊緣構件的剪力墻的最大軸壓比。但墻肢軸壓比小于高規7.2.14條規定值時應按高規7.2.16條設置構造邊緣構件。
6.剪力墻加強部位的分析
（1）為了使房屋抗震性得到提升，應該對塑性鉸的部位進行加強處理。而且在加強時應當有明確的措施，避免對剪力墻頂層及樓道重點處理，卻忽視了對塑性鉸部分的加強，從而導致結構抗震的不合理。
（2）剪力墻底部往往會出現塑性鉸，所以在出現時要采取辦法對周邊范圍進行加強，使剪力墻的延性變得更強，提高在地震中的抗破壞能力。剪力墻底部的加強高度應該根據剪力墻自身總體高度來加以處理，一般情況下應該選取剪力墻的墻肢高度的十分之一和底部兩層的較大值進行加強。
剪力墻連梁超筋的處理
剪力墻結構設計中連梁超筋是一種常見現象。連梁的超筋，實質是剪力不滿足剪壓比要求。連梁易超筋的部位，一般剪力墻結構中，在總高度的1／3左右的樓層；平面中當墻段較長時，多在其中部的連梁；某墻段中墻肢截面高度大小懸殊不均勻時，在墻肢處連梁易超筋。剪力墻連梁對剪切變形十分敏感，當剪力墻連梁不滿足連梁的尺寸要求時，《高規》7．2．26條給出了如下處理方法：
(1)減小連梁的截面高度。
(2)抗震設計的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進行塑性調幅。
(3)當連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時，
可考慮在大震作用下該連梁不參與工作，按獨立墻肢進行第二次多遇地震作用下結構內力分析，墻肢應按兩次計算所得的較大內力進行配筋計算。當第l、2種措施不能解決問題時，可采用第3種措施來處理，即假定連梁在大震下破壞，不再約束墻肢。另外，可在易超筋的部位，連梁按鉸接處理進行整體計算，但應注意結構層間位移比尚需滿足規范要求。
結束語
剪力墻結構體系在住宅項目上具有很大的優勢，應用廣泛，這就要求廣大設計人員充分了解這種結構形式，了解其受力特點、破壞機理，掌握正確的設計方法、步驟，合理的分析具體問題，解決問題。這樣結構的安全性才能有可靠的保障。
參考文獻
【l】GB500l0—2010混凝土結構設計規范．北京：中國建筑工業出版社
【2】GB5001l一2010建筑抗震設計規范．北京：中國建筑工業出版社
關鍵字：高層住宅；結構設計；技術性
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號：
高層住宅的工程質量直接關系著人們的生命安全，而影響高層住宅工程質量的因素主要是設計質量及施工質量。其中高層住宅結構設計又直接的影響著建筑之后的安全性、舒適性、經濟性及合理性。如何設計出更安全更合理經濟的高層建筑備受關注。如今對高層建筑的設計主要是通過設計好的平面及豎直方向布置，設定出結構構件的規格然后通過電腦計算出最終結果。但如果在過程中標注存在不合理不完善的地方，將會對整體的高層住宅建筑埋下不安全的因素，造成大量資源浪費，甚至讓人身安全不能得到保障。分析高層住宅結構設計中的技術性問題，明白其原則及特點，才可以更好的為人民服務。
一、高層住宅結構設計的特點
（一）容積率高
高層住宅有著極高的容積率，可以緩解人口住宅壓力，相對單層或低層住房來言，高層住宅的容積率達到了單層或低層住宅容積率的幾十或百倍以上的容積率。
（二）節省性強
高層住宅結構設計，可以節省城市的土地使用面積，有助于城市景觀的改造，讓人們在更好的環境下生活。
（三）荷載量大
高層住宅因為層較多，其使用的鋼材也較多。因此高層住宅結構受到的自重或風力或地震等豎直和水平方向上的荷載量較大。加上其地基和基礎設計尤為復雜，基礎上的荷載也是很大。
二、高層住宅結構設計的原則
（一）安全性及耐久性原則
高層住宅結構設計必須遵行安全性原則，安全第一，高層住宅的安全與否關系著眾多人的生命問題，在高層住宅結構設計中，要將安全性原則放在首位。高層建筑的結構設計也要遵循耐久性的原則，在選擇結構體系及建筑材料的時候，要嚴格把關，保證建筑耐久性。
（二）舒適性原則
因為是住宅設計，所以要在結構設計的時候，充分的營造適宜居住的結構，要符合舒適性原則，滿足住戶的要求，如室內采光、溫度、隔音效果和戶型規模等問題。在結構設計的時候還要將居住者是否進行空間分割的問題考慮在內，在設計剪力墻的問題上，要盡可能的采用大開間進行布置。
（三）經濟性原則
在進行高層住宅設計之前，要充分的掌握施工地點的特性，在保證建筑安全性、耐久性和舒適性原則之后，要選擇最為合適的最為經濟的構造設計。因為設計方案所帶來的成本將會直接的影響到房屋的造價問題，所以要在設計高層住宅結構的時候，在保證質量的前提下，采用經濟型設計方案。
三、高層住宅結構設計的技術性分析
（一）在對于高層住宅建筑在結構經濟性、剛性、及整體穩定性和承受能力等問題上，有著一個宏觀的綜合限值。一般是在高層建筑結構的高寬比例中提出限值的大小。限值是可以突破的，在滿足了剛重比、剪重比和層間位移等要求之下，高寬的比例是可以突破限值的限定。但因為高寬比的增加，會造成建筑在結構層次水平方向中增加了諸如剪力墻等抗側力構件，這樣就會出現兩側構件上出現了不平衡的抗側力，從而增加了結構的造價，并對結構整體的性能、結構的基礎剛性要求變得更高。
（二）針對建筑平面采用呈線型的結構的高層住宅，因為長度增大，將會造成兩端主軸方向側向剛度出現不同，甚至會有較大的差異。當建筑位置位于風力較大的地點，建筑受到的風力荷載加大，為了滿足位移的要求就需要在橫向上增加剪力墻，增加剪力墻也使得主軸方向的剛度差異擴大。為了解決這種問題，要在進行設計的時候，就要控制好兩個主軸方向在振動周期比上小于0.8.
（三）如今出現了很多的高層住宅建筑可以進行商住兩用，在設計此類建筑結構的時候，底層的層高會比較高，而在二樓及其以上層則會比較低，這樣的設計結構，很容易導致在建筑底層出現軟弱層。存在軟弱層的建筑抗震性能十分的差。面對這種問題，在結構設計的技術上，就要采用好措施，大幅度的增加底層結構的剛度，并保證底層的剛度大于上一層剛度的百分之七十。如果底層剛度大于上層剛度的兩倍或超過兩倍時，再采取抗力構件增加的方式來增加底層的剛度是十分困難的，這時候則需要加大底層抗側力構建的厚度或寬度，或增加二層樓板的剛度來避免出現軟弱層的現象。
（四）在高層住宅設計技術中，要防止產生拉托效應。一般來說，在梁和剪力墻屬于垂直配置的情況下，梁的端部是可以進行鉸接的方式進行處理，而支座處鋼筋則需要按照構造的要求進行合理配置。當頂部鋼筋水平端長度不滿足設計時，可以在支座的剪力墻中設置小角鋼或焊短鋼筋等方式，以機械操作方式來增加連接的強度，避免拉托效應的存在。
（五）躍層住宅的結構設計在技術問題上要注意建筑整體的穩定性，因為一般的躍層住宅建筑在設計中沒有樓板，采用挑空樓層的方式。沒有樓板的存在就將對整體的結構穩定性造成了一定的影響。所以要在結構設計的技術中注意按照構造的特點，增加剪力墻厚度以達到穩定整體的作用。
（六）在一些高層住宅設計結構中技術上采用的是全部剪力墻的方式，相對的就加大了柱子的荷載量。因為純剪力墻結構隔層才存在樓板，加上陽臺等其他自重都會增加柱子的承載力，所以要在結構設計技術時要注意加強柱子的延性，提高柱子本身在水平方向上的抗剪能力，也可以在柱子之中設置芯柱或型鋼，或提高縱向鋼筋配筋率也可以提高柱子延性。
（七）在進行復式高層住宅設計時，要注意加大樓板的厚度并加大樓板的配筋率，因為復式住宅中，很多客廳頂部經常會出現開洞的現象，加上樓梯或其他的開洞面積，會讓整個樓板的開洞面積很大，增加樓板厚度或配筋率有利于維護整體建筑的穩定。
四、高層住宅結構設計技術性優化
（一）剪力墻的技術優化
設計剪力墻的關鍵在于連接設計，對剪力墻的技術優化，可以提高建筑的抗震作用，保證建筑安全。在滿足結構的剛度后，要從經濟和抗力等因素全面綜合的考慮，然后進行對抗側力的布置，對抗側力的布置不能純碎的增加剪力墻的數量。剪力墻配置要遵循著均勻的原則，分布在周邊，并根據水平位移的限值，盡量的保證最低量的剪力墻。
（二）結構耐久性技術優化
高層建筑的設計應該能在使用的期限內滿足居住用戶的要求，如果實際建筑沒有達到設計壽命，則主要因素為設計結構中建筑結構問題，建筑結構的不合理會降低房屋的可靠性和使用壽命，所以在高層住宅建筑結構設計時，要充分的優化設計，讓整體建筑結構符合要求，達到設計效果。
（三）結構設計中抗震性能的技術優化
在進行圖紙設計的時候，要根據抗震標準進行設計，高層住宅的振型數不可低于8，尤其是建筑的結構層數越多，就需要增加其建筑剛度，就需要更高標準的振型數，讓建筑擁有更好的抗震性能。
五、結語
根據我國的基本國情，高層住宅已經成為了一種發展趨勢，在進行高層住宅結構設計時，需要遵循其設計的原則，分析結構設計中出現的技術性問題，并對技術進行優化，最終打造出高質量、低成本、舒適型的宜居高層住宅區，滿足人們的需要，造福于人民。
參考文獻：
[1] 徐良賢,田力.高層住宅結構設計的技術性探討[J].中華民居,2011,(10):180-181.
[2] 唐瑛,曾揚.高層住宅結構設計的技術性探討[J].城市建設理論研究（電子版）,2012,(11).
[3] 王紅玉,方曉標.高層住宅結構設計中的問題與對策[J].城市建設理論研究（電子版）,2012,(11).
關鍵詞：小高層住宅；短肢剪力墻；結構設計
Abstract: as the current rapid development of real estate market, small high-rise residential also appear constantly. Residential building structure is made of steel and concrete whole casting and become, have building high quality and good lighting conditions, eye shot is open, and many other advantages, now has more and more become the object of the person that buy a house place favour. Short-shear walls are now emerging as the small high-rise residential structure, more and more the building designers have to use. This paper is small high-rise residential short-shear walls the problem of structure design in-depth analysis and discussion, the paper first expounds the short shear wall design principle, then analyzes the short shear wall structure design method, the last of the full text are summarized, which is expected to for the current residential building shear wall structure design of the optimization and provide some development can be used for reference.
Keywords: small high-rise residential; Short-shear walls; Structure design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
伴隨著我國當前房地產市場的快速發展，小高層住宅也不斷出現。小高層住宅的結構是由鋼筋與混凝土整體澆筑而成的，具有建筑質量高、采光條件好、視野開闊等諸多優點，目前已經越來越成為廣大購房者所青睞的對象。短肢剪力墻作為目前新興的小高層住宅結構，為越來越多的建筑設計師所使用。本文就小高層住宅短肢剪力墻的結構設計問題進行深入分析與論述。
一、短肢剪力墻的設計原則
在開展短肢剪力墻的設計時，首先需要注意保證剪力墻結構具有適度的剛性，明確剪力墻結構的傳力路徑，建筑方案的設計同剪力墻結構的設計應當充分結合，從而保證短肢剪力墻結構的設計不僅能夠滿足小高層住宅的建筑功能，又能夠具有較高的經濟性與安全性。具體說來，短肢剪力墻的設計原則主要包括以下幾個方面：
1、分散、均勻、對稱原則。分散、均勻原則指的是短肢剪力墻每一面的抗側強度相當，避免剛度較大的短肢剪力墻承受過于集中的壓力。對稱原則能夠使短肢剪力墻的質心與剛心相一致，從而盡可能的降低建筑物所承受的扭矩。
2、短肢剪力墻結構設計量適度。小高層住宅建筑內不應當都設計為短肢剪力墻結構，如果設計的短肢剪力墻結構比較多，可以采用在豎向交通中心區設計普通剪力墻來一起承擔水平力。
3、依據結構受力需求確定長短與數量
在小高層住宅剪力墻結構設計過程中應當依據結構受力的需求來設計短肢剪力墻的長短與數量。除此之外，還可以通過基本自振周期的方式來進行短肢剪力墻布置合理性的判斷。
4、短肢剪力墻在設計時應當盡可能的拉直、對齊，從而有效與連梁共同構成抗側力構件。除此之外，由于在小高層住宅的平面外邊緣以及拐角處，極易產生集中性較強的應力，所以需要設計短肢剪力墻來滿足建筑對平面剛性以及抗扭的需要。
5、如果施工過程中采用的是普通的樓板，那么在進行短肢剪力墻設計時應當保持較小的間距，從而有效防止普通樓板自身產生較大的變形，否則就需要在施工時改用預應力樓板。
6、在短肢剪力墻相鄰的洞口之間以及洞口與墻體邊緣之間應當避免小墻肢的設計產生。筆者通過實驗證明，當墻肢的寬度與厚度的比值低于3的情況下，小墻肢比大墻肢在受到荷載反復作用時開裂的時間更早，即便是提高配筋水平，也不能避免小墻肢受到破壞的時間比大墻肢更早。
二、短肢剪力墻的結構設計方法
本文主要從短肢剪力墻的設計以及短肢剪力墻配筋構造兩個方面對短肢剪力墻結構設計的方法進行分析與論述。
（一）短肢剪力墻的設計
短肢剪力墻的設計應當包括墻肢設計以及連梁設計兩個部分，筆者就從這兩個方面對短肢剪力墻的結構設計進行了分析：
1、墻肢的設計
在進行墻肢設計時，要對墻肢的截面進行受彎與受剪等方面的計算，除此之外，還應當通過正截面偏心受托、偏心受拉的計算，在集中荷載作用下還需要再計算短肢剪力墻的局部受托承載力。在墻肢設計時，不僅要滿足最小配筋率的要求，而且還應以此為依據進行墻肢端部受力鋼筋的確定，也就是約束邊緣構件或者構造邊緣構件的縱筋，再依據斜截面抗剪計算結果，確定墻肢腹板水平分布的鋼筋。
2、連梁設計
小高層住宅中的連梁可以看做是一個耗能構件，連梁設計的科學與否能夠直接影響到短肢剪力墻的力學性能。這是由于各個墻肢都是通過連梁連接在一起，并形成聯肢墻共同發揮作用的，連梁對墻肢的約束直接關系到小高層住宅的抗震性能，并且會產生較大的影響。當小高層住宅梁的跨與高的比值小于5時，按連梁進行設計，當跨與高的比值大于5時，就應當按照框架梁進行正截面受彎承載力的計算，控制混凝土壓區高度，連梁的正截面配筋，按矩形截面構件計算，取上、下配筋的較大值，按對稱配筋置于梁截面上、下部位，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅百分之七十至百分之八十來解決。除此之外，由于短肢剪力墻的剛度相對較小，這就增加的連梁受剪破壞的可能性，所以，在進行小高層住宅連梁的設計中需要注意應當盡可能的避免連梁剪切破壞先于彎曲破壞，連梁應當進行斜截面受剪承載力計算，滿足強剪弱彎的要求。依據斜截面抗剪計算所得的箍筋沿全跨加密設置。對于個別連梁，由于它的跨度比較小，剛度又比較大，在地震的作用下是允許連梁局部開裂的，可以將連梁的剛度予以折減，但是折減系數不能小于0.55，抗震設計的剪力墻的連梁彎矩及剪力也可以進行塑性調幅，從而達到降低其剪力設計值的目的。
（二）短肢剪力墻的配筋構造
短肢剪力墻不僅需要依據結構計算進行配筋，而且還應當設計構造鋼筋。短肢剪力墻的側向剛度介于異形框架柱和普通剪力墻之間，以軸向力為主，彎矩為輔。跟異型框架柱和普通剪力墻結構沒有什么不同，短肢剪力墻在設計時也應當加強邊緣構件的配筋。
振動臺模擬地震試驗結果表明，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢、底部的小墻肢、連梁等是短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節。當有扭轉效應，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢會首先開裂，在地震作用下，高層短肢剪力墻結構將以整體彎曲變形為主，底部的小墻肢，截面面積小且承受較大的豎向荷載，破壞嚴重，特別是“一”字形小墻肢破壞最為嚴重，在短肢剪力墻結構中，由于墻肢剛度相對減小，使連梁受剪破壞的可能性增加。所以，在短肢剪力墻結構設計中，對這些薄弱環節，更需要加強概念設計和抗震構造措施。
三、結束語
通過上述幾個部分的分析與論述，我們可以看到，短肢剪力墻結構在目前小高層住宅設計中具有其獨特的靈活性與極強的抗震能力。在進行小高層住宅剪力墻結構的設計過程中應當充分遵守其設計原則，在進行墻體設計以及配筋構造時應當兼顧其經濟性與安全性。
參考文獻：
[1]吳永平.小高層建筑中短肢剪力墻結構設計[J].中國高新技術企業,2009,（22）
[2]姚銘尹.異形柱與短肢剪力墻結構設計中的幾個問題[J].科技咨詢導報,2007,（29）
[3]趙洪義,孟凡金,劉秀梅.小議短肢剪力墻結構的設計與計算方法[J].價值工程,2010,（01）
關鍵詞:結構設計；概念設計；基礎設計；結構形式；超限問題；
Abstract: in this paper, according to the modern architectural structure design development tendency, and combined with engineering examples, the paper brings forward the residential building of some of the structure, expounds the structure of engineering examples based design and the upper structure design, and finally discusses the off-gauge problems structure, the design of the structure of after work, have certain reference significance.
Keywords: structure design; The conceptual design; The foundation design; Structure form; Off-gauge problems;
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
1小高層住宅的幾種結構形式
近幾年來,隨著房地產行業的火爆,人們對住宅平面與空間的要求也越來越高,小高層建筑形式不斷涌現。由于目前的高層住宅結構設計大多數是根據已經確定好的平面和豎向布置,先假定好構件尺寸,通過電算對個別超限的指標進行調整。很多時候都會產生不必要的浪費。另外,建筑的住宅布置有時候考慮立面造型和內部使用空間,會使結構產生一些不合理之處。例如結構的剛度偏心和扭轉及平面不規則等,這些情況對結構受力及抗震均不利。因此我們在設計時必須強調概念設計,在平面布置和構造設計上使結構更趨合理,同時做到經濟合理。小高層住宅結構形式也多種多樣,主要有以下幾種。
(1)框架結構
框架結構優點主要是結構布置靈活,具有較大的室內空間,尤其底層可以較大空間,使用較為方便。缺點是框架柱截面很大且突出墻體,直接影響到戶型的實際使用面積及家具布置。且建筑平面布置需要十分規則。
(2)異形柱框架結構
異形柱框架結構特點類似于框架結構,且柱寬與墻厚相同。解決了室內空間使用的問題。缺點是此種結構形式太柔對抗震不利,房屋適用高度很低。
(3) 框架剪力墻結構
框架剪力墻結構較多的用在高層結構中。外部框架結構主要承受豎向力,框架布置靈活。電梯井為剪力墻承受大部分水平荷載。此種結構形式比較適合于商業和商住等有大空間需求的建筑。缺點也是外露的框架柱會影響使用。
(4) 剪力墻結構
剪力墻結構是根據建筑平面布置設置鋼筋混凝土剪力墻,無外露柱子很好滿足了建筑平面的使用要求。缺點是結構剛度大、自重大、地震反應大。建筑和結構布置不合理的話也會增加鋼筋用量。
(5) 短肢剪力墻結構
短肢剪力墻結構是一種剪力墻墻肢較短的特殊剪力墻結構,短肢剪力墻結構布置十分靈活,結構特點也和剪力墻結構類似。在非地震區和地震烈度較低的地方短肢剪力墻結構要更為經濟。
2工程實例
2．1工程概況
本工程為一幢11+1 層小高層住宅,長66.94 m,寬15.14 m（包括前后各懸挑1.20m、1.80m）。設計使用年限50年,建筑結構安全等級為二級,抗震設防類別為丙類,抗震設防烈度小于6度,地震分組為第一組,設計基本地震加速度值小于0.05g,建筑場地類別為Ⅱ類,場地特征周期為0.35 s,基本風壓0.45 kN /㎡,地面粗糙度為B類。底層層高為4.50米為商鋪，標準層層高2.90米。
2．2基礎設計
一般高層、小高層建筑考慮基礎埋深的要求1/18建筑物高度,通常設置地下室采用樁筏基礎。本工程房屋高度35..50 m,基礎埋深(按相鄰半地下車庫室內地坪算) 2.20 m。綜合考慮各方面原因未設置地下室,基礎采用樁基礎,承臺為互相聯通的基礎梁。樁基礎根據本工程的地質報告，以圓礫層為樁端持力層。采用人工挖孔樁，樁身直徑為800mm，擴大頭分別為1000mm、1200mm、1400mm、1600mm，樁長為6.0米，一柱一樁，總樁數60 根，從而大大節省了造價成本。
考慮基礎頂至二層樓板的高度有6.70米，故在底層地坪以下0.5米處增設一層地梁，以降低層高太高帶來的不利影響。
2．3上部結構設計
2．3．1結構選型
本工程為一般的小高層住宅建筑,底層為商業。根據混凝土結構設計規范8.1.1條規定,現澆框架結構伸縮縫最大間距55 m。以及高規3.4.3條A級高度高層建筑規定6、7度時長寬比不大于6的要求。
考慮到建筑平面的實用性,以及建筑商業部位并無大空間要求,上部結構采用框架結構形式，抗震等級為非抗震。考慮結構長度超過了55m，在中間單元兩側各加設一道膨脹加強帶，以減少溫度收縮對主體結構的影響。
2．3．2結構設計
柱依據建筑平面布置,平面布置盡量均勻、對稱,減少結構扭轉;豎向布置要連續,避免結構剛度突變。不過由于建筑平面的限制也有一些對結構不利的地方:
(1)平面布置中形成了凹口,且凹進尺寸超過了結構寬度的30%形成了平面不規則,不利于抗震。
(2)長度比較長，扭轉比較大。
根據本工程實際情況,結構設計按以下幾個方面考慮:
(1)在凹口處設置拉梁、拉板消除大的凹口。
(2)靠近端部的兩道梁截面加大，減少扭轉。
3結構超限問題
結構設計十分強調概念設計。適合的結構選型、抗震構件的合理布置,把握住關鍵部位和次要部位,并掌握構造要求。對結構的安全性、經濟性、合理性至關重要。本工程也有部分涉及到超限問題,對結構的經濟性也有一定的影響。
根據抗震規范以及呂西林主編的《超限高層建筑工程抗震設計指南》。超限高層主要分為建筑物高度超限和建筑物規則性超限。具體認定標準可查閱《超限高層建筑工程抗震指南》一書。本工程涉及內容為: (1)結構平面凹進或凸出的一側尺寸(從抗側力構件截面中心線算起)大于相應投影方向總尺寸的30%; (2)結構體系屬于《高規》第6章定義的框架高層建筑結構。兩側結構中投影寬度為1.8+3.7+2.2+4.2=12.14m,凹進尺寸為1.8+3.7= 4.5 m,凹進尺寸大于投影寬度的30%而小于投影寬度的40%。由于本工程只占有兩項小超限情況,整體可以判定為建筑物規則不超限。只需對這兩項采取相應的加強措施即可。
圖1結構平面尺寸（單位：mm）
不過對于平面凹凸不規則的判定我個人有一些想法。在現在的住宅建筑中,樓梯間局部平面凸出和兩個單元連接處的凹進是非常普遍的情況。而在凹凸不規則判斷中有以下兩種典型情況,具體見圖2。
圖2不規則判定圖例
假定有一住宅平面結構如下圖所示。如按凹進不規則考慮則為(2+2)÷12=33.3% ,就屬于一項小超限,其它情況還有可能凹進量大于40%直接造成建筑物規則性超限。我個人認為凸出的樓梯間范圍很小,只占結構長度很小的一部分(2+2)÷30 =13.3%。如果按照凸出不規則和凹進不規則分別計算的話則為凸出2÷12=16.7%凹進2÷10=20%則不超限。規范的計算方法偏于安全。
圖3 假定住宅結構平面（單位：mm）
如果本工程按此方法計算,考慮下部凸出部分為凸出不規則,那么凹進量就為4.5÷(3.7+2.2+4.2)=44.55%。規范的計算方法又偏于危險了。因此我認為不規則判斷方面還應該考慮凹凸面在建筑物長度方向的尺寸。當然這些只是在方案階段的初步考慮,最后設計時還是要以具體的計算數據為主。
4結束語
以上為我在小高層住宅結構設計的一些思路和想法,歡迎大家批評指正。現在的住宅基本為商品房,如何在設計過程中使結構經濟合理已經成為當務之急。因此我們在結構方案設計中必須強調概念設計,在平面布置上使結構更趨合理;在初步設計中進一步完善細化方案;在施工圖設計中做到精確細致,構造準確。力求整個結構設計安全、經濟、合理。
參考文獻:
[ 1 ]呂西林. 超限高層建筑工程抗震設計指南[M ]. 上海:同濟大學出版社, 2005.
[ 2 ]中國建筑科學研究院. JGJ 3-2010高層建筑混凝土結構技術規程[ S]. 北京:中國建筑工業出版社, 2010.
[關鍵詞]小高層住宅；短肢剪力墻；結構布置；計算分析
中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）25-0119-01
1 短肢剪力墻結構體系特點
隨著社會的發展，經濟水平的提高，住房條件的改善，逐漸興起許多小高層住宅的建設，其中有大量11層、12層的小高層住宅，短肢剪力墻正廣泛應用于小高層住宅建筑中。鋼筋混凝土短肢剪力墻是剪力墻體系中的一種，是指肢長和厚度比在5～8之間的剪力墻，通常采用T形、L形、Z形等形式，偶爾也采用十形和一形。短肢剪力墻結構既保留了異形柱不凸出墻面的優點，又克服了異形柱框架抗震性能不理想等缺點。
短肢剪力墻可結合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構件，基本不與建筑使用功能發生矛盾；墻的數量可多可少，肢可長可短，主要視抗側力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置以調整剛度和剛度中心的位置；能靈活布置，可選擇的方案較多，較易處理樓蓋的支承；連結各墻的梁，亦隨墻肢位置而位于間隔墻豎平面內，屬于隱蔽型；視建筑平面及抗側力的需要，把中心豎向交通區處理成筒體或短肢剪力墻；短肢剪力墻的短墻肢雖然同異形柱框經結構體系的異形柱一樣截面抗扭不利，但由于其墻肢較長，受力接近剪力墻的墻肢，結構體系趨于合理。
此種體系同樣適用于單元式高層住宅。由于上述特點，在結構布置方面靈活性及可調整性大，因此容易得出合理的結構方案。因此，由于它的靈活性較大，隨之結構布置也可能有較大的差別，從而導致有不同的結構設計效果。
2 短肢剪力墻的結構布置
短肢剪力墻結構的一般布置原則：短肢墻的數量應當適中，滿足豎向荷載和抗側力需要即可；短肢墻應盡量均勻分布，其軸向應力不應相差懸殊；當有抗震要求或風力較大或平面凹凸較多時，在平面外邊緣及角點處，特別是外凸部分，布置必要的短肢墻以加強其整體性和滿足平面剛性的要求；各短肢墻應盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構成較規整且連續跨數較多的抗側力片，當不能完全做到時也允許局部互相錯開；每道短肢墻宜與兩個方向的梁連結，連梁盡可能布置在墻肢的豎平面內，連梁寬度一般宜與墻肢厚度相等；墻肢不宜過厚，盡量不凸出或少凸出間隔墻表面，但亦不應太薄以導致穩定性差和施工困難，以采用200，250或300為宜；可以混合布置部分較長的墻或矩形柱；在抗震設計中，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結構底部地震傾覆力矩的50%。
這類結構體系通常利用中部由樓梯、電梯及豎向管道等形成的豎向交通區設置較多的剪力墻，組成一個較完整或基本完整的筒體（整幢建筑承受豎向荷載和抗側力的主要部分。）部分的豎向構件根據受力的需要和建筑平面布置，設置適量的鋼筋混凝土短肢剪力墻，在各短肢剪力墻的墻肢間布置連系梁，把這些短肢墻以及核心筒連成一個整體，構成整幢建筑的結構體系。
3 短肢剪力墻的計算分析
對于短肢剪力墻結構體系的理論以及實驗研究主要都是以分析結構的整體性能為主，從力學性能而言，短肢剪力墻更接近于剪力墻，應按剪力墻進行計算而不宜按照扁柱計算。短肢剪力墻結構宜采用三維空間分析模型進行分析，通過靜力彈塑性分析進行結構計算。
對于短肢剪力墻結構的分析計算通常有TBSA、TAT、SATWE等軟件，前兩者均采用的是開口薄壁桿件計算模型，其中梁柱為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻體視為薄壁桿件，每端有7個自由度。考慮了墻單元的非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總的剛度矩陣，引入樓板平面內剛度無限大的假定減少部分未知量來求解的，它的計算模型是空間桿-薄壁桿系模型。它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。運算速度較墻元模型的軟件快很多，但是，薄壁桿件模型在分析剪力墻較為低寬、結構布置復雜（如有轉換層）時，也存在一些不足，主要是薄壁桿件理論沒有考慮剪切變形的影響，當結構布置復雜時變形不協調。
而SATWE采用的是板殼計算模型，SATWE借鑒了SAP84的墻元概念，在節點等參殼元的基礎上，采用靜力凝聚原理構造了一種通用墻元來模擬剪力墻，其特點是用每一個節點6個自由度的殼元來模擬剪力墻單元，剪力墻既有平面內的剛度，又有平面外的剛度。所以樓板既可以按彈性樓板考慮又可以按剛性樓板考慮，對于短肢剪力墻來說是接近于實際情況的。
同濟大學的模擬地震振動臺實驗表明，利用SATWE軟件中的殼元來模擬，同時采用彈性樓板假定考慮大開間中樓板對抗側剛度的貢獻，可以合理地計算高層大開間剪力墻結構體系，計算結果和實驗結果更接近。
4 短肢剪力墻結構設計應注意的問題
①要嚴格控制短肢墻的軸壓比，尤其是無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，現行規范也強調了這一點。根據國內外研究結果，在承受壓彎作用的剪力墻中，當處于小偏壓狀態時，墻的延性較差。不僅如此，即使在大偏壓狀態下，若軸壓比較大，混凝土受壓區的邊緣應力很高，如果混凝土沒有約束或約束不夠，可能混凝土先達到極限壓應變，出現豎向裂縫，甚至壓碎，使構件喪失變形能力和承載能力。因此規范引入剪力墻的變形能力要求，并從變形能力出發規定了軸壓比限值，同時提出了按混凝土壓應變大小設置的約束邊緣構件的設計方法，這是十分必要的，只有這樣才能保證短肢墻的延性。
②應采取三維計算方法進行結構的動力特性分析和桿件內力計算。這時對于豎向構件又有薄壁桿模型與墻元模型，前者是一種簡化模型，但精確度較低；后者是板元與膜元的組合，是一種高精度力學模型。
③短肢墻結構不宜做得太高。短肢剪力墻住宅結構體系大多數是每層6～8戶，各住宅單元置疑中部筒體呈環抱狀布置，整個結構基本對稱，多為20～30層；當受用地限制時，每層3～4戶，通常布置在筒體的三邊，層數多為12～20層。
④短肢墻截面形式宜優先采用L、T、十字形等，不宜采用一字形，外墻轉角處不應采用一字形；同一構件各方向墻肢的厚度應盡可能相等，墻厚應嚴格按現行規定，墻厚最好不小于200，以利于保證墻、梁的有效斷面。
⑤要正確判定短肢剪力墻結構墻肢平面內梁的屬性。規程規定：剪力墻開洞形成的跨高比小于5的連梁應按連梁進行設計；當跨高比不小于5時宜按框架梁進行設計，但現行設計軟件似乎沒有考慮這一點。設計時比較合理的辦法是把短肢墻平面內的梁按規范進行分類設計，但在做抗震分析時，不應做連梁剛度的折減。這樣做既能使梁截面設計易于滿足規范的要求，也是偏于安全的。
⑥應按規定提高短肢墻結構的抗震等級，以便提高其配筋量；短肢剪力墻結構較柔，周期較長，應適當進行周期折減，以加大地震力，增加安全儲備。⑦短肢剪力墻結構體系的抗震薄弱環節是建筑外邊緣及角點處的墻肢，特別是一字形短肢剪力墻，可出現先于與其相連的梁破壞的情況。設計中，應加強位于建筑外邊緣及角點處的短肢剪力墻的延性抗震構造措施，避免將一字形短肢剪力墻布置在建筑外邊緣及角點處。
5 構造要求
短肢剪力墻結構的構造要求同一般剪力墻結構。目前我國各設計院在短肢剪力墻的結構設計中，剪力墻端部暗柱的設置有兩種形式：一種是端部做暗柱，設置剪力墻水平和豎向分布筋，適于肢長較長的短肢剪力墻；另一種有點類似異形柱的配筋方法，以腹部均勻配筋，腹部鋼筋面積根據電算時人為設置豎向分布筋的配筋率來計算，電算出的暗柱鋼筋面積放在端部，適于肢長較短的短肢剪力墻，且配筋形式較簡化，利于工程施工。
短肢剪力墻的連梁應進行正截面極限承載力計算和斜截面抗剪極限承載力計算。目前，短肢剪力墻正截面極限承載力計算多采用構建截面分析的一般方法全過程分析方法；連梁的正截面配筋，按矩形截面構件計算，取上、下配筋的較大值， 按對稱配筋置于梁截面上、下部位，按斜截面抗剪計算所得的箍筋沿全跨加密設置。另外，短肢剪力墻的連梁在進行抗震設計時，其彎矩和剪力進行塑性調幅，以降低其剪力設計值；當部分連梁降低彎矩設計值后，應相應提高其余部位連梁和墻肢的彎矩設計值；為避免在使用過程中連梁中裂縫開展過早、過大，當內力計算時連梁的剛度已經折減，則應限制其調幅的范圍或不再調幅。
6 結語
隨著小高層建筑的逐漸發展和人們對住宅使用功能要求的逐步提高，由于短肢剪力墻結構可以靈活布置，墻肢可長可短，可落地也可帶轉換層，房間內不會出現露梁露柱的現象，且短肢剪力墻的抗震性能也優于異形柱剪力墻結構，因此在設計中根據其受力的特點，充分掌握和了解其受力特點和破壞機理后，并選擇合理的布置形式，正確掌握計算分析方法，它將在多、高層的住宅中有著廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]JGJ3-2002，高層建筑混凝土結構技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.
關鍵詞：住宅建筑結構設計地基基礎
1工程概況
本工程總建筑面積為96412.72平方米，位于廣東省清遠市佛岡縣。層數最高為28層，最低為1層。地上部分共有9棟：1號樓為一類高層居住建筑，沿街高層1層商鋪，建筑層數28層。2號樓、3號樓、5號樓為一類高層商住樓，2號樓為26層，3號樓、5號樓為28層。沿街高層2層商業。B1、B2、B3、B5、B6棟為低層商業建筑，建筑層數為3層。B6棟為1層。場地抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，建筑場地類別為Ⅱ類。場地無可震動液化土層分布，亦無發震斷裂，屬穩定地區。
2工程特點
本工程整體設計思路要求典雅、高級、舒適。建筑立面風格追求新古典主義，平面布置講究高度靈活性，可以居住、辦公為追求大尺度。由于開發商要求功能多樣化、適應性強、個性鮮明，使得建筑設計平面與立面復雜、多變。所以與一般工程相比，本工程有鮮明特點，結構設計不利因素相對集中，體型相對復雜，給結構設計帶來了很大難度，其結構特點具體體現在以下幾個方面:
（1）在地下室設置后澆帶，后澆帶在兩個月后澆筑；適當提高地下室底板、側壁的配筋率。
（2）地下室外防水層采用柔性防水(聚胺脂涂層或卷材)，即使出現微小的收縮裂縫，外防水層也能起到阻止滲漏的作用。
（3）地下室及裙樓采用雙向梁布置，采用控制裂縫寬度性能較好的變形鋼筋，壁板、樓板鋼筋按照“寧細勿粗，寧密勿疏”的原則配置。
（4）從減少砼自身收縮率的角度考慮，優化砼的配合比設計，加入合適的添加劑，控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指標；另一方面要求加強砼的振搗及養護，應有可靠措施保證砼在全濕潤條件下硬化，優先考慮蓄水養護。
3結構設計要點
3.1基礎及基坑支護
3.1.1基礎形式
高層采用筏形基礎，裙樓和B1~5采用天然獨立基礎；基礎持力層為(2-2層)卵石層，地基承載力特征值fak=700Kpa，混凝土強度等級為C30。
3.1.2基坑支護方案
本工程基坑側壁安全等級為二級，基坑支護設計與地基基礎及地下室結構設計沒有矛盾，滿足建筑物的使用要求。
3.2地下室結構
地下室底板：采用平板式底板，板厚h＝300mm。
地下室頂板：采用梁板式布置，板厚h=180mm。
3.3 上部結構體系
根據建筑使用功能的需要，本工程為剪力墻結構。
4結構計算與分析
采用中國建筑科學研究院PKPM工程部編寫的《SATWE》程序計算。
4.1基本假定及主要參數取值
上部結構計算取地下室頂板作為嵌固端。上部結構由下至上分為三棟高層結構計算，自編號分別為1#樓、2#樓、3#樓、5#樓。考慮了平扭耦聯計算結構的扭轉效應，振型數使振型參與質量不小于總質量的90％，振型數為18。主要參數取值如下：不考慮活荷載的不利分布，梁彎矩增大系數取1.0；周期折減系數取0.9；中梁剛度增大系數取2.0。
4.2主要計算結果
4.2.1自振周期及第一扭轉平動周期比
各結構單元的自振周期及周期比詳表1，可見以扭轉為主的第一周期與以平動為主的第一周期的比值均≤0.90，滿足《高層建筑混凝土結構設計技術規程》第4.4.5條的要求。
4.2.2彈性層間位移角
彈性層間位移角即層間最大位移與層高的比值詳表2，可見層間位移角均滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》第4.6.3條的要求。
表2地震作用及風荷載的最大位移角表
4.2.3扭轉不規則性指標
在考慮偶然偏心情況下，用于判斷結構扭轉不規則性的樓層最大彈性水平位移（或層間位移）與該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的比值詳表3，可見1#樓、2#樓、3#樓、5#樓最大的位移最大值與平均值比值均大于1.2，小于1.5，未超出《高層建筑混凝土結構技術規程》第4.4.5條的限值。
表3扭轉不規則性指標最大值
4.2.4水平地震作用下基底的剪重比
各結構單元在水平地震作用下基底的剪重比詳表4，基底剪重比均大于1.6％，滿足《建筑抗震設計規范》第5.2.5條的要求。(當小于1.6%時，程序自動放大至1.6%)
4.2.5剛重比
剛重比 EJd /（H2ΣG）詳表5，可見剛重比均≥1.4，滿足《高層建筑混凝土結構設計技術規程》第5.4.1條對結構穩定性的要求。各棟剛重比均≥2.7，可以不考慮重力二階效應的影響。
4.2.6樓層側向剛度比
樓層側向剛度不小于相鄰上一層的70%，和其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%的較大值。滿足規范要求。
4.2.7軸壓比
本工程軸壓比按地下一層控制，剪力墻軸壓比控制在0.70以內(一字墻0.60以內)，框架柱軸壓比控制在0.90以內。
計算結果分析表明，本工程各項整體指標均能滿足相關規范的有關要求或未超出規范規定的最大限值；柱的軸壓比和各構件的強度及變形也均能滿足規范的要求。
5地基基礎
5.1場地工程地質特征
本工程場地位于清遠市佛岡縣；西面為四層圖書館及廣播電視中心，北面為青松東路，東面為文明路，南約120m為106國道。場地上部為沖洪積層，下部為基巖。各巖土層的狀態、埋深和厚度變化不大，場地地基屬均勻地基。
5.2場區地下水
勘察期間場地地下水位埋深1.74～2.14m，標高69.12~75.35m。場地地下水埋藏較淺，地下水位一般高于地下室底板上部，地下室的抗浮水位取標高75.50m。地下水對混凝土有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。
5.3場地的等級分類
建筑場地類別為II類，場地處于丘陵地區，地形地貌簡單，地形平坦。不存在坍塌、滑坡、泥石流、嚴重地陷等不良地質作用及地質災害現象。地下無人防工程、坑道及礦產資源。無活動性斷裂構造。周邊無污染源，地下水及土壤基本未受污染。本工程場地等級為二級，地基等級為二級，工程重要性等級為一級，巖土工程勘察等級為甲級。
5.荷載取值
本工程基本風壓：高層部分按50年重現期取值為w0=0.30kN/m2（計算位移、周期時采用）；100年重現期取值為w0=0.35kN/m2（計算構件配筋時采用）。多層部分按50年重現期取值為w0=0.30kN/m2，地面粗糙度B類，建筑體形系數μs=1.3。
6結束語
