时间：2022-04-05 02:11:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高层住宅结构设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：高层建筑；转换层；上部结构；框支柱设计
1 工程概况
某工程采用框支剪力墙结构，地下1层，地上33层，建筑高度为99.70m。地下室作为停车库，1～3层为商场；第4层为设备转换层；5层及以上为住宅楼。当地抗震设防烈度为6度，场地土类别为Ⅱ类；按100年重现期计算的基本风压值0.35kN/，地面粗糙度C类。
2 上部结构设计
2.1抗震等级的确定
根据建筑平面使用功能要求，采用框支剪力墙结构形式。转换形式为梁式转换，转换梁板位于4层顶，为高位转换层建筑。抗震等级为框支框架一级，剪力墙底部加强部位一级，剪力墙非底部加强部位三级。建筑结构安全等级二级；设计基准期50年；结构设计使用年限50年。
2.2 上部与下部结构的调整
本工程的结构设计特点在于根据建筑功能要求设置的设备层层高仅为3m，使得转换层的侧向刚度均较大于相邻以下三层和相邻上层的侧向刚度，从而在结构计算分析中需解决以下问题：
2.2.1 如何使高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比满足《高规》附录E的要求；
2.2.2 一层～三层的各层侧刚度比（本层侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值）需满足《抗规》表3.4.3-2规定；
2.2.3 经计算分析，最大转换梁截面为1300x2500，最小为1000x2000，形成框支柱的剪跨比小于1.5。根据《高规》第6.4.2条注3，剪跨比小于1.5的柱，其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。
由于本工程的一层～三层作为商场，业主要求尽可能的减少上部住宅的落地剪力墙数量，以保证使用空间，给结构设计增大难度。为保证主体结构竖向刚度均匀，使转换层上下刚度接近，避免刚度突变形成薄弱层并且满足《高规》附录E第E.0.2条和公式规定，抗震设计时等效侧向刚度比宜接近1.0且≤1.3。因此采取以下措施解决上述的问题，具体措施包括以下几个方面：
（1）转换层上部在剪力墙满足《高规》规定的各项控制参数前提下，尽量减少数量，增大结构洞口，降低连梁高度，以减少上部楼层的侧向刚度。
（2）与业主和建筑专业协商降低一～三层的层高，由原层高5.1m，4.2m，4.2m改为4.8m，3.9m，3.9m；以增大转换层下部各层的侧向刚度。
（3）增大转换层以下各层墙体厚度。转换层以下各层均按一层厚度取值为350～450mm厚，转换层减小为300mm厚，上部为200～250mm厚，避免刚度突变；在一～三层周边将部分砖墙改为剪力墙（新增，与上部剪力墙不对应）以提高剪力墙的数量并增大侧向刚度。
经调整后，转换层上、下刚度比均满足《高规》附录E的要求；一～三层的各层侧刚度比亦满足《抗规》表3.4.3-2规定。
2.3 设备转换层的设置
为避免出现剪跨比小于1.5的框支柱，对设备转换层的设置提出多个结构方案进行比较：
设备转换层采用轻钢结构体系，在主体结构完成后再施工；不考虑该层参与主楼的整体计算分析。则转换层的实际层高为6.9m。经计算分析，转换层的侧向高度在保证建筑功能要求的前提下无法满足 《高规》附录E第E.0.2条中 “当转换层设置第二层以上时，计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6”。
直接加高设备层层高为4.6m以满足框支柱剪跨比大于等于1.5。这样，建筑总高度大于100m，无法实现。
确定设备转换层层高为3m。对剪跨比小于1.5的框支柱采取特殊构造措施。这样，最终采用方案。
由于目前国内并没有对剪跨比小于1.5的框支柱进行专门研究的规范和资料，因此结构设计时采用几点措施来提高框支柱的抗震性能和延性：（1）轴压比限值降0.1，对于一级抗震的框支柱取0.5；（2）框支柱截面中部设置芯柱；（3）在框支柱内增设交叉斜筋；（4）增大框支柱的配筋率和配箍率。
3 结构计算分析
通过采用SATWE和PMSAP两个不同力学模型的结构分析软件进行整体内力位移计算分析，计算时按结构不规则且同时考虑双向地震作用和平扭藕连计算结构的扭转效应。采用弹性时程分析法进行补充计算――根据建筑场地类别和设计地震分组选用了两组记录地震波和一组人工模拟地震波进行计算对比。
刚重比大于1.4，能够通过《高规》第5.4.4条的整体稳定验算；
刚重比大于2.7，可以不考虑重力二阶效应。
通过以上数据显示，计算结果正常，各项参数均满足《高规》条文要求，结构设计能达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。
4 框支柱设计
框支柱截面尺寸主要由轴压比控制并满足剪压比要求。为保证框支柱具有足够延性，对其轴压比应严格控制。
4.1 该工程框支柱抗震等级为一级，轴压比不得大于0.6，对于部分因截面尺寸较大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性还与配箍率有密切关系，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，全长加密，且配箍率不得小于1.5%。
4.2 在工程中，个别框支柱还兼作剪力墙端柱，所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于0.2的要求，折算成配箍率（C55混凝土）即为1.82%。框支柱为非常重要的构件，为增大安全性，对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。因为程序计算时，一般假定楼板刚度无限大，水平剪力按竖向构件的刚度分配，底部剪力墙刚度远大于框支柱，使得框支柱分配的剪力非常小。然而考虑到实际工程中楼板的变形以及剪力墙出现裂缝后刚度的下降，框支柱剪力会增加，因而对框支柱的剪力增大作了单独规定。
5 结束语
近年来，随着我国经济的持续快速发展，人们对高层建筑的功能要求趋向于多样化、综合化和全面化。为较为最常见的形式以上部为小开间的民用住宅，下部为大开间的商场或公共娱乐场所。从建筑功能上看，高层建筑上部需要较多的墙体来分隔空间以满足住宅户型的需要；而下部则希望有较大的自由灵活空间，大柱网、少墙体，以满足公共使用要求。然而，按照这样的建筑形式进行结构布置时，上部墙体多而密，下部柱网少而稀，即刚度上大下小。这与常规的结构竖向布置的原则正好是相反的。为了满足建筑要求就必须在上下不同结构体系转换的楼层设置转换层。于是，带转换层的建筑结构孕育而生，并在近年来得到较为广泛的应用。
参考文献：
[1] 覃文胜.高层建筑梁式转换层结构设计探讨[J].中国高新技术企业，2010，（08）.
[2] 高立人，方鄂华，等.高层建筑结构概念设计.中国计划出版社，2008.
[3] 赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2009.
[4] 高雪峰.转换层结构设计的改进建议[J].建筑技术开发，2010，（03）.
[5] 谢晓峰 建筑物转换层结构形式的应用现状及问题.[J].广东土木与建筑2008，（02）.
关键词：剪力墙 结构设计选型 结构分析 设计绘图
一、 前言
近年来随着我国国民经济的迅猛发展，建筑业已经成为我国的支柱产业， 在国家城乡一体化统筹发展思路指引下，城市化进程加快，房地产开发和农居安置房的建设开展的如火如荼。由于经济的发展，加之土地资源宝贵，所以高层住宅小区占了很大的比例。本文以具体的工程实例为例，系统的介绍高层住宅设计中结构专业从结构选型、经济分析，到竖向构件布置、结构计算、构造措施及绘图细节，以供结构设计人员参考。
二、结构选型与经济分析
确定建筑结构方案应综合考虑房屋的重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础和施工条件并结合结构体系的经济合理，选择最合适的结构体系。
在结构方案设计阶段，首先考虑建筑的使用功能对内部空间的需要。小空间平面布置方案，适用于住宅及旅馆的客房部。在较低的楼房中，水平荷载处于次要地位，结构的负荷主要以重力为代表的竖向荷载。高层建筑的受力特点是承受竖向荷载和水平荷载的作用，随着建筑物高度的增加，水平荷载（风或地震力）产生的内力和位移迅速增加。以下介绍在高层住宅中使用最多的3种结构体系.
1、 剪力墙结构
剪力墙结构房屋是将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构，它既承担垂直荷载、也抵抗水平力。因剪力墙是一整片高大的墙体、侧面又有刚性楼盖的支撑，故在其身平面内有很大的侧向刚度，属于刚性结构，能承受较大的水平荷载（剪力）、“剪力墙”即由此而得名。剪力墙墙肢截面高度与厚度的比值大于8，特点是整体性能 好，侧向刚度大，水平力下侧向位移小，并且由于没有梁柱等外露或凸出部分，便于房间布置。剪力墙结构是一种传统、成熟、受力性能良好的结构形式，其缺点是结构墙体相对多、自重较大。综合评价，这种结构形式深受用户和建筑是的欢迎，因而在许多高层住宅建筑中得到了光泛的应用。 剪力墙结构房屋是将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构，它既承担垂直荷载、也抵抗水平力。因剪力墙是一整片高大的墙体、侧面又有刚性楼盖的支撑，故在其身平面内有很大的侧向刚度，属于刚性结构，能承受较大的水平荷载（剪力）、“剪力墙”即由此而得名。
2.框架剪力墙结构
框架剪力墙结构是指由普通框架柱与一般剪力墙共同组成的一种结构形式，由框架与剪力墙共同承担荷载。它具有框架与剪力墙共同受力的优点，又能获得较大的房屋空间。但是由于现在建筑平面布置较灵活，框架布置非常复杂，很难形成规则的受力体系，并且随着房间布局的变化，容易产生柱楞和凸出的大梁，影响建筑外观和使用功能。同时，由于多次受力转换，梁板的受力性能受到影响，提高了造价。
3.异型柱框架剪力墙结构
采用异型柱框架剪力墙结构的墙肢截面高度与厚度的比值不大于4，柱肢受力情况复杂。由于对该结构形式的抗震性能存在很多争议，该结构形式也一直没有得到国家规范的承认，在很多地区的应用受限。经过近几年的实验和研究，该结构形式通过了国家抗震规范的审查。规范对这种结构形式的最大适用高度、使用范围、抗震等级、一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率、体积配箍率等作了严格的规定。同时，由于结构断面较小，克服了框架剪力墙结构适用性不好的缺点，该结构形式受到了业主和用户的欢迎。但必须明确的是，由于异型柱的断面很小，梁柱节点核心区钢筋密集，施工振捣困难，该结构形式的力学性能和抗震性能被削弱，须仔细计算核心区的相关数据。这种结构形式是我国独创的，主要是为了降低造价。
结论，在高层住宅中结合业主的意见、当地抗震设防烈度，工程造价、建筑使用功能、当地审查机构的认识等诸因素来决定的。应该说，剪力墙结构由于其良好的性价比受到设计人员的青睐。
四、剪力墙的平面布置
（1） 平面布置应尽可能的分散、对称、双向。要尽可能的布置在建筑物的尤其是角部，以便减少扭转效应，墙体尽量采用T型、L型、十字型，尽量避免一字型墙体。
（2） 建筑物的四角是保证结构整体性的重要部位，在地震作用下，建筑物发生平动、扭转和弯曲变形，位于建筑自交的结构构件受力较为复杂，其安全性又直接影响建筑物角部甚至整体建筑的抗倒塌能力。
（3） 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。一、二、三级抗震等级剪力墙底部加强部位不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙，一、二、三级抗震等级剪力墙所有部位均不宜采用叠合错洞墙。当采用错洞墙和叠合错洞墙时，应按有限元方法计算，并在洞口周边采取加强措施，或将叠合洞口转化为规则洞口。
（4） 避免采用较多的短肢剪力墙，当结构中有少量短肢剪力墙时，应按照相应规范对其做加强措施。
五、墙肢长度和厚度的选取
1、墙肢的长度
剪力墙墙肢长度一般不宜大于8m。结构设计中的剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙（高宽比大于2）容易设计中弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时，为了满足每隔墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙，洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁（其跨高比宜大于6），使其可近似认为分成了独立墙段。
2、墙肢厚度的选取
规定剪力墙的最小厚度，其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。其厚度要求见表1。
对短肢剪力墙结构，规定其抗震等级应必表1中规定的抗震等级要高一级采用。故除6度区外，短肢剪力墙的抗震等级至少为一级。对于住宅建筑，填充墙厚一般为200mm，相应剪力墙墙厚也取为200mm。住宅层高一般为2.8～3.0m，故墙厚取200mm，除底层加强区的一字型短肢剪力墙外，均能满足规范要求。
对于无地下室的高层住宅，因其基础埋深一般在2.5m以上，则底层墙体高度会在5.0m以上，若按层高1/16确定墙厚，将超过300mm，大于填充墙厚度。为避免出现这种情况，在布置剪力墙时，应结合建筑平面，尽量不用一字型剪力墙，而采用L、T、Z、十字型等截面形式，且使翼缘长度大于其厚度的3倍，这样一方面墙体抗震性能更好，另一方面墙厚也可取为剪力墙无支长度1/16。由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于3.0m，故厚度采用200mm满足构造要求。
六、剪力墙结构的结构构造措施以及施工图应注意的一些问题
1、类似“细腰”型平面的“腰”的宽度应满足国家规范和地方性建设标准。在高层住宅中一般为两个电梯，则两个电梯洞口间的板的位置，需要采取措施加强其连接作用。常用的措施是，加强薄弱区或“腰”区的板厚（厚度可取120mm），并双层双向配筋的方式与于加强。
2、《高规》2010版7.2.27中提到的梁端钢筋满足锚固长度的问题，当设置梁头在建筑功能上使用不便时，且计算数据不是很大时，梁端可采用细钢筋（如直径14mm）来满足锚固长度，画梁图时应该注意。
3、在剪力墙施工图中可采用墙身水平钢筋替代边缘构件钢筋的画法，对于约束边缘构件可以参见标准图集11G101-1，构造边缘构件可以参见下图的做法。此做法在满足相关规范的情况下，可以一定程度的降低含钢量，即经济又合理。
参考文献：
关键词：小高层住宅；结构形式；结构方案
中图分类号：TB482.2文献标识码：A
1小高层住宅的优越性
随着住宅层数的增加,容积率的提高,同等规模的居住区的用地面积也会相应减少。小高层住宅能有效地节约用地。住宅设计应以人为本。电梯的使用,体现了对人的关怀。小高层住宅电梯的使用,不仅解决了垂直交通问题,方便居民(尤其是老龄居民)的出入,而且大大提高了房屋的居住品质。小高层住宅由于采用框架和剪力墙结构体系,整体性、抗震性都大大优于多层砖混结构。小高层住宅的经济性体现在电梯的优化设计和土建费用较低方面。总之,小高层的整体投入低于高层,其中7层～9层的小高层住宅的投入只略高于多层住宅,但由于节约了土地,也就减少了资源浪费、节省了大笔的费用。
2小高层住宅的基本结构形式
2.1框架结构
框架结构一般适用干多层结构和小高层结构，适用高度范围在60.0m以下(6度设防)框架结构具有布置灵活，可以有较大的室内空间等特点。填充墙采用轻质隔墙可以减轻结构自重，但是框架柱内凸会影响户型的实际使用面积，并影响家具的布置，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。《高规》在第4.8.2条中规定，对高度大干30.0m的框架结构建筑，在抗震为6度设防的地区，抗震等级为三级，sATwE程序计算结果为：在水平荷载(风荷载及地震荷载)作用下，水平位移与层间位移比为最大(1／1200)；由于框架柱作为唯一的抗水平力构件，轴压比限值为0.90，故框架柱截面尺寸较大。并且由于建筑的造形或使用的要求，会形成框架的一端位于柱上、另一端位于梁上的现象，或几根框架柱不在同一条轴线上，形成单跨框架现象，从而成为抗震的薄弱环节。在需要考虑到抗震设防要求的结构设计中，由于框架粱柱截面比较小，剐度比较低，抗震性能又差，如果采用砌体填充墙，在地震中会损坏严重并且修复费用高，所以对高层结构不宜采用。
2.2异型柱框架结构
这种结构形式派生于框架结构形式，具有框架结构的特点，此外，它与墙同宽的异型柱解决了建筑平面使用问题。据《混凝土异型柱结构技术规程~JGJ1492006第3.1.2条规定：抗震设防为6度时，异型柱结构适用于高度为24m以下的房屋。由于异型柱在受力性能方面(比如受剪承载力、节点承载力以及延性等)比普通矩形柱差，它无法满足比较高的建筑物在抗侧力以及轴力等方面的要求。所以，相对来说异型柱框架结构在抗震性能方面是最差的一种结构形式。但由于能够解决住宅室内无柱角的问题，在多层中还是有比较好的应用市场。
2.3普通剪力墙结构
普通剪力墙结构一般用于高层住宅的结构设计，尤其是在30层左右的高层结构中广泛应用。这种结构形式的特点是根据建筑平面布局来设置钢筋砼墙，使用剪力墙以解决建筑平面的使用问题。它的优点是整体刚度大，抗震性能好，水平位移小，居住舒适。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，否则对结构受力及抗震均不利。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；但如果刚度太小，结构变形太大，则会影响建筑物的使用。对于小高层住宅来说，剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。
2.4框架剪力墙结构
在近几年的高层结构设计中，框架剪力墙结构形式应用比较广泛。这种结构形式既具备框架结构布置灵活的优点，又具备较好的抗震性能，缺点是其框架柱的内凸也会影响到户型的使用面积及家具的布置。在这种结构形式中，由于框架柱主要承受竖向荷载，轴压比限值较框架结构有所放宽，但是考虑到框架柱的构造要求，若在实际计算中轴压比大于0．90，柱配筋则可能比较大，所以与框架结构一样存在上述的建筑使用问题。
2.5异型柱框架剪力墙结构
这种结构形式派生于框架剪力墙结构形式，与墙同宽的异型柱解决了建筑平面使用问题。在抗震方面，异型柱主要承受竖向荷载，水平位移及层间位移大大减小，但是异形柱的肢长较短，所以当建筑物较高时，异形柱无法满足轴力和抗侧力的要求。以抗震为6度设防的地区为例，建筑物高于18.0m抗震等级即为三级，框架剪力墙结构的总高度要小于45.0米，柱中距要小于7.20米，这点比框架结构的60.0米上限的要求严格。
2.6短肢剪力墙结构
这种结构形式的特点是根据建筑物平面布置的要求而在其凹凸转角处布置各种形式的短墙肢，主要有“一型、Y型、+型、T型、Z型、Y型”等各种形式。在使用这种结构形式时，结构布置极其灵活，可以将管道井、电梯间和楼梯间等部位四个侧面的剪力墙均布置短肢剪力墙，也可以根据需要布置一些长肢墙，所以基本上能满足建筑物的使用布置和竖向受力要求。不过由于短肢剪力墙在抗震性能方面较弱，而且在地震区应用的经验也不多，所以为了安全起见，在抗震方面，对这种结构设计的使用范围、抗震等级、最大适用高度、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率等方面都有较严格的规定限制。目前的短肢剪力墙体系小高层建筑由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室，基础则采用桩筏基础，对桩基础进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。
3小高层结构设计的总体指标控制
3.1总体信息的设置与控制。
电算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。总体信息的设置对这几组电算限值的影响是十分明显的。因此，合理设置总体信息的数值，才能正确地判别结构体系及构件截面尺寸是否可行。譬如说建筑物刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，就会造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，又会影响建筑物的使用。这里以小高层住宅常用的剪力墙结构设计为例，有以下几组数值值得注意：
（1）抗震设计时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于 15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的 9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的 90%。
（2）计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减，当非承重墙体为填充砖墙时，剪力墙结构可取 0.9 ～ 1.0，框架剪力墙结构可取 0.7 ～ 0.8。
（3）在内力与位移计算中，抗震设计的框架剪力墙结构和剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，节减系数不宜小于 0.5。
（4）楼层层间最大位移与层高之比的限值 u/h 不宜小于1/1000 且第一自振周期为平动周期，周期大小约为层数的 0.06～ 0.08 倍之间。
3.2 高层结构的平面及竖向布置。
在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单，规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。
（1） 结构平面布置应减小扭转的影响，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移是A 级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍，不应大于该楼层平均值的 1.5 倍。
（2） 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5m，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于 2m。
（3）高层建筑结构伸缩缝的最大间距现浇框架结构为 55m，现浇剪力墙结构为 45m。
（4）抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的 80%。
3.3 高层建筑的基础设计。
高层建筑的基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型、施工条件、使用要求，确保建筑物不致发生过量的沉降或倾斜，满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑物的影响，避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等的正常使用与安全。常用的高层建筑基础类型有筏形基础，箱形基础，桩基础等。笔者所在地区的浅层土体承载力较低，持力层埋深一般大于 25m，较多选用预应力钢筋混凝土预制桩基础。桩基承台可选用：柱下单独承台、双向交叉梁、筏板承台、箱型承台。目前的剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。
3.4 剪力墙结构的设计。
抗震设计的剪力墙结构中，剪力墙应沿主轴或其他方向双向布置，避免单向有墙的结构布置形式。剪力墙布置必须均匀合理，自下到上连续布置，避免刚度突变，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且X，Y两向刚重比接近。
（1）在结构布置上应避免一字形剪力墙和短肢剪力墙，若出现则尽量布置成长墙（h/w>8）。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为 5 ～ 8 的剪力墙，一般的剪力墙是指墙肢截面高厚比大于 8 的剪力墙。短肢墙的厚度不应小于 200mm，7、8 度抗震设计时，宜设置翼缘。
（2）剪力墙墙体配筋一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可，即一、二、三级抗震设计时均不应小于0.25%，四级抗震设计和非抗震设计时不应小于 0.20%，双排钢筋之间采用φ6@600 600 拉筋。
（3） 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按《高层建筑混凝土结构技术规程》第 7.2.16 条设置约束边缘构件；其余剪力墙应按第 7.2.17 条设置构造边缘构件即可。由于规范中已有十分详细的规定，这里不再重复了。
关键词：剪力墙；结构设计；高层住宅
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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一般十层及十层以上或房屋高度超过28米的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其它民用建筑称为高层建筑，由于高层建筑的投入比较大，施工期也比较长，所以要格外注意建筑的质量和安全问题，确保建筑可以正常施工和使用。高层建筑结构应注重概念设计，重视结构的选型和平面、立面布置的规则性，加强构造措施，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。比如框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构，筒体结构等等。而剪力墙结构在高层住宅中运用广泛。
剪力墙结构设计包括：截面计算、连梁布置、配筋构造、墙肢等。在高层建筑中剪力墙结构对其安全质量尤为重要。
一 关于剪力墙的概要
1.概念
剪力墙结构是指用钢筋混凝土墙来替代框架结构的柱，使其能承担各种荷载引起的内力，并且能控制结构水平力，是用钢筋混凝土墙承受水平和竖向作用的一种结构形式。
2.特点
（1）剪力墙可以节约层高、充分利用空间。（2）剪力墙抗侧能力强，承载能力优越，适用于高层建筑。（3）可以吸收地震的能量大，因为剪力墙自身的重力大。（4）对于一些想要改变室内格局的居住者，剪力墙建筑因为结构原因，很难满足居住者的这个要求。（5）剪力墙工程造价高，施工起来比较麻烦。
3.分类
（1）壁式框架：壁式框架是洞口尺寸很大，墙体肢线和连梁线这两的刚度差不多的墙。其受力特点的弯矩图的突变发生在楼层处，并且基本上所有的楼层都会有反弯点。（2）整体小开口剪力墙：整体小开口剪力墙是开洞仍然比较小但是洞口面积大于15％。其受力性能可以按整体悬臂梁考虑，并且还要考虑墙肢的局部弯矩。其弯矩图在整个墙肢高度上没有反弯点，而在连梁处发生突变。（3）实体墙：实体墙就不开洞或者开洞不超过墙的15％。其受力特点和整体悬臂梁比较类似，墙肢法向应力呈线性分布，破坏形态和偏心受压柱相似。整体高度上变形主要是弯曲型，无反弯点和突变。（4）双肢或多肢剪力墙：是墙体开洞很大或者洞口成列布置。其受力特点和整体小开口剪力墙比较类似。受力特点与整体小开口墙相似。
二 剪力墙设计过程中的问题
1.要点
（1）高层建筑中自重等一些竖向负荷很多，足以使柱产生很大的轴向变形，这样就会对连续梁弯矩产生很大的影响，对预制构件的下梁长度产生影响。同时也会对构件的侧移和剪力有所影响，导致结构设计也不够安全。
（2）高层建筑结构设计的重要指标是结构延性。高层建筑结构在地震时变形比低层建筑变形更大。为了防止高层建筑的倒塌，具有比较强的变形能力，要保持结构的足够延性。
（3）高层建筑剪力墙结构设计的关键因素是侧移。水平荷载的侧移变形是随着建筑高度的不断增加而增大的，所以侧移应该控制在有关规定的限度内。
（4）高层建筑剪力墙结构设计决定性因素是水平荷载。因为结构是由竖向负载产生的弯矩和轴力的大小，只和建筑高度一次方成正比；而水平荷载产生的倾覆力矩和竖构件里产生轴力的，和建筑高度两次方成正比；还有一般建筑的竖向荷载都是定值，而地震作用和风荷载等一些水平荷载，数值是随着结构动力的特性不同，而有不同的幅度变化。
2.设计原则
为了保证建筑的质量和安全，高层建筑剪力墙结构都会有一些设计原则。剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。
剪力墙墙肢截面，应按规则去设计。门窗洞口最好能上下对齐并且成列布置，形成很明显的墙肢和连梁。抗震设计方面对小于3级抗震能力的剪力墙，底部加强部分不要用错洞墙来设计。同时还要保证剪力墙布置时连续的、自上而下的布置，避免刚度突变，影响其安全。在设计剪力墙时，除要满足其位移限值要求以外，还要保证框剪结构里的各个抗侧力元件都要满足安全、合理、经济的要求。在剪力墙数量方面，设计规范中规定，剪力墙框剪部分，承担剪力必需大于等于剪力墙底部总作用力的20%，也可以是不小于各层框架所受的地震总剪力中最大数值的1.5倍。
3.剪力墙计算
剪力墙要按偏心受压、斜截面受剪或平面外轴心、偏心受拉承载力来计算。在集中荷载的作用下，墙内没有暗柱的应该进行局部的受压承载力计算。规范中规定，抗震设计双肢剪力墙中，墙肢不要出现小于偏心受拉；当任何一个墙肢大于偏心受拉的时候，另一个墙肢的剪力设计值和弯矩计值应该乘以增大系数的1.25。因为要是双肢剪力墙里的任何一个墙肢小于偏心受拉，那么这个墙肢就很多可能导致其抗剪承载力不足；当墙肢大于偏心受拉时，则墙肢就会容易出现裂缝，会导致其刚度降低。
剪力墙结构计算的软件有很多。比如三维杆一系薄壁柱空间分析方法或者是空间杆一墙组元分方法。在软件输入中，有两种主要的方式：一是直接输入整片墙，然后再墙体开洞；另一种是按照墙肢进行输入，墙肢之间要设有钢筋混凝土土梁。在计算过程中，这两种方法只能选择一种，如果一个结构同时输入两个方法，计算就会出现误差。
4.连梁的设计
剪力墙结构和框架一剪力墙结构中，连梁是指两端与剪力墙相连且跨高小于5的梁。对连梁，在竖向荷载下的弯矩，所占的比例较小，水平荷载下产生的反弯使连梁对剪切的变形比较敏感，很容易出现剪切裂缝这样的问题。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；结构分析
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
中图分类号：TU398+.2文献标识码：A文章编号：
1 工程概况
某3#住宅楼位于内蒙古包头市青山区。建筑面积13258m2，为地下1层地上18层的剪力墙结构，建筑总高度49.2m。该工程的设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类。建筑抗震设防烈度为8度，基本地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅱ类。
2房屋基础选型
本工程为带有地下室的剪力墙结构，地质情况良好，优先选用筏板基础。持力层为砾砂层，地基承载力特征值为280kpa。合理选择筏板厚度及边缘外挑长度也直接影响结构整体安全。3#楼依据地勘报告，筏板厚度最终取为1400mm，外挑长度1200mm.。试算时取h=1200mm，配筋偏大，由于周边与裙房、地下车库相邻，有一些框架柱会落在3#楼筏板上，局部增加外挑长度，满足柱冲切板要求。
3#楼建筑长度55.2m，超过规范要求的剪力墙伸缩缝最大间距45m。但为了保证建筑功能要求、平面、立面的整体性，故设计中未考虑伸缩缝的设置，而是在跨中1/3处设置了后浇带。
3结构平面布置
首先，根据剪力墙布置原则，应双向均匀布置，避免扭转的影响，且x、y两方向的刚度不宜相差太大。
出于对抗震有利的考虑，布置剪力墙时，尽量使结构的质量中心与刚度中心重合，质心与刚心越接近，越能减小扭转效应。剪力墙尽量布置成L、T字形，尽量避免一字形墙的出现。本工程为抗震8度设防区，尤其避免短肢剪力墙的出现。对于跨高比较小的洞口尽量避免剪力墙开洞布置。如图1所示，为剪力墙平面布置图。
4 结构竖向布置
根据抗震设计要求，结构的承载力和刚度宜从下到上逐渐减小，变化宜均匀。竖向刚度变化主要体现在竖向构件截面尺寸的变化和混凝土强度等级的变化.。为了避免刚度突变，竖向构件截面尺寸和混凝土强度等级不要在同一楼层同时发生变化。
图1 剪力墙平面布置图
5 结构分析
对于结构设计来说，剪力墙的布置在满足规范的前提下有很大的灵活性，因此结构方案并不是唯一的，可能不同的人做出的不同方案都有可能满足设计要求。通过软件计算，很多年轻的结构工程师往住不假思索，只要电算通过就认为万事大吉直接出施工图了。其实，在众多方案当中，看似可行但并不是每一种都是合理的。不是结构构件不超筋、位移比满足要求，就是结构设计人员的终极目标。近几年，地壳越来越不稳定，地震频频光临，业界越来越关注抗震设计，越来越流行的一个词是“概念设计”，概念设计其实比结构计算更重要。试想，如果拿来一个项目，在我们最初制订结构方案的时候，比如结构体系，我们都没有正确的选择，那么，就算它的计算再完美，也不可能是一个优秀的设计，更何况，这种设计结果也很难完美。我们在保证结构安全可靠的前提下，还要能做到经济、合理，并不是简单的事情，是要用心思考，用心去衡量的。
为了满足抗震要求，尤其是8度设防的地区，设计人员一般尽可能多的布置剪力墙，强度是满足要求了，但因为墙肢过多，结构整体刚度变大，地震力也随之增大，带来的直接后果就是配筋量增多，那更实际上的情况就是业主关注的钢筋用量，混凝土用量也必然增多。而如果一味追求经济的节省，而将剪力墙布置的太少，也不合理，刚度小结构太柔，又可能满足不了位移的要求。
综上所述，我们如何做好概念设计，将抽象的理论如何具体到实际工程中呢？
对于高层建筑剪力墙结构设计，工程师可以对各个构件进行具体设计的前提是，合理控制结构的整体性能。
以本工程为例进行分析。3#楼长度为55.2m，超过规范限值45m，出于对抗震有利的考虑，布置剪力墙时，尽量使结构的质量中心与刚度中心接近，减小扭转效应。当建筑平面不规则，剪力墙无法对称布置时，应综合对比考虑如何减小扭转效应。通过实践证明，经验总结，沿建筑周边设置剪力墙，可以有效的增强结构抗扭刚度，而在结构形心周围增强构件刚度，对抗扭刚度影响不大，而对整体侧向刚度的增强非常有利。本工程平面规则，剪力墙布置均匀对称。通过应用PKPM-satwe软件计算得出，x方向最大层间位移角为1/1316，y方向最大层间位移角为1/1234，控制两方向层间位移角在1/1300左右，若太小，接近规范限值1/1000，考虑到建筑超长，偏于不安全；若太大，刚度也随之增大，吸收地震力大，经济上考虑不合理。在考虑偶然偏心影响下，最大层间位移与平均层间位移的比值，X方向是1.18，Y方向是1.22，满足《高层建筑混凝土结构技术》3.4.5条要求：“A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍”的限值。考虑扭转耦联时的振动周期T1=1.8430（平动），T3=1.4987（扭转），T3/T1=0.813
6结语
在高层建筑结构设计中，越来越强调概念设计的重要性，准确的概念分析可以帮助结构设计人员得到合理的结构布置方案。剪力墙布置方案对结构的受力性能和经济性能都有影响。通过对结构各项性能指标的分析，可以达到优化设计方案的目的。
参考文献:
关键词：框支剪力墙结构；结构布置；构造措施
1. 引言
由于对使用功能和美观上的要求，越来越多的高层建筑的底层经常会设计成大开间的架空层、大堂等。为了满足这种建筑使用功能的要求，结构设计时通常会设计成框支剪力墙结构。由于框支-剪力墙结构上、下刚度突变，构件不连续，传力复杂，在地震作用下框支层将产生很大的内力和塑性变形，抗震性能差，易造成震害。因此，设计时应对底部薄弱层从抗震承载力和延性两方面采取措施提高抗震性能。本文对框支剪力墙结构的设计及软件应用情况进行简要介绍。
1 工程简介
某住宅小区建筑面积12980m2，其中人防地下室1 层，层高4.6m，裙房2 层，层高分别为5.1m，5.4m，3 层以上为住宅，层高为3.0m。地面以上共19 层，总高 61.8m。地面以上1、2 层为商业用房，需要尽可能大的自由灵活空间，3 层以上为住宅。本工程结构设计基准周期为50年，安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，位移计算时采用50年一遇风压0.65kN/ m?，强度计算时采用100年一遇风压0.75kN/ m?。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g。场地土类别为Ⅲ类。
2 概念设计与结构布置
本工程转换层以下为框架剪力墙结构，转换层以上为剪力墙结构，本工程底部加强部位剪力墙及框支柱抗震等级为二级，非底部加强部位剪力墙抗震等级为三级。设计时从以下几个方面作为概念设计的出发点。
2.1 平面布置
平面布置应力求简单、规则、均衡对称，尽量使荷载与结构刚度中心重合，以避免或减少扭转产生的不利影响。本工程在楼梯间及电梯间较薄弱处，均布置有落地剪力墙并形成了落地筒体，在建筑物两侧也设置了落地剪力墙，并在横向布置有间距10.4m的落地剪力墙。墙体布置既分散又均匀。
2.2 竖向布置
竖向布置主要是要控制转换层上、下刚度的突变，应尽量强化转换层下部的结构侧向刚度，弱化转换层上部的结构侧向刚度，使转换层上下部的结构侧向刚度及变形特征尽量接近。经过反复调整转换层上下剪力墙布置及落地剪力墙的厚度，本工程最终计算结果，X 方向转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比为0.80，Y 方向转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比为0.95，均满足规范要求，且转换层上下部的结构的等效侧向刚度基本接近，能够
有效的缓解构件内力和变形的突变。
2.3 转换构件选择及布置
转换层是建筑物中不同结构形式相连的关键点，它既是下部结构的封顶，又是上部结构的“空中基础”，在整个建筑结构体系中起着至关重要的连接纽带作用。由于结构竖向传力构件的不连续，造成结构上部荷载不能直接传给下部对应构件，而是通过转换结构的内力重分配，再向下传递。因此，转换构件相当重要而且受力比较复杂，必须保证转换结构可靠有效的工作。因此，在布置转换层上下主体竖向结构时，要注意尽可能使水平转换结构传力直接，转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱）宜直接落在转换层的主结构上，尽量避免多级复杂转换。梁式转换受力明确，传力简洁，计算模型简单，计算软件比较成熟，而且施工方便，
因此本工程设计采用梁式转换，并且因受建筑功能限制，转换层为主次梁转换方案。这种方案由框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及次梁上的剪力墙，其传力途径多次转换，受力复杂。框支主梁除承受其上部剪力墙的作用外，还需承受转换次梁传给的剪力、扭矩和弯矩，并且框支主梁易发生剪切破坏。故设计时应对框支梁进行应力分析，按应力校核配筋，并加强配筋构造措施。为避免框支梁上部剪力墙对框支梁产生不利的扭转影响，平面布置时剪力墙截面中心线应与框支梁截面中心线对齐，与框支柱截面中心重合。框支层周围楼板取消了原有错层布置。
6.结构计算结果
本工程采用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE软件和PMSAP软件进行计算分析和对比。结构分析计算时，仅取主楼范围计算，裙楼不参与计算。由于SATWE与PMSAP总体计算结果比较接近，下面以SATWE计算结果为例作介绍。
本工程计算振型数为15个，计算结构显示抗震计算时的振型参与质量：X向为97.99%，Y向为99.69%，均大于90%。振型数满足要求。剪重比Qx=2.22%，Qy=2.13%。均大于1.6%，满足规范要求。计算基本周期及扭转因子，空间振型的周期：T1=2.1977（Y方向平动系数0.96），T2=1.9356（X方向平动系数0.97）；T3=1.6537（扭转系数为0.99）。T3/T1=0.752
3构造措施
1）本工程采用的混凝土强度等级表1，均满足规范要求。
2）转换层楼板作为重要的传力构件，承担着完成上下部分剪力重分配的任务，作用不可忽视，因此必须有足够的刚度保证。设计时采用180mm 厚现浇混凝土楼板，配筋为Ф12@150 双层双向，每个方向的配筋率均为0.42%，大于规范规定的0.25% 的要求。同时，与转换层相邻楼层的楼板均予以加强，转换层以下楼板的厚度为150mm 厚，配筋为Ф12@150 双层双向， 转换层以上楼板的厚度为150mm 厚，配筋为Ф10@150 双层双向。
3）底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8 二者的较大值，本工程剪力墙底部加强部位取框支层加上框支层以上两层的高度，即基顶～18.170，墙体两端设有翼墙或端柱，并按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）设置有约束边缘构件，框支层以下落地剪力墙厚度350mm，配筋Ф12@200，配筋率大于0.3%，框支层以上底部加强部位剪力墙配筋为Ф10@200，已
适当加强。
4）由于转角窗的存在，局部整体性有较大的削弱，对结构整体抗扭不利，故采取以下加强措施：将双向悬挑边梁截面高度加高以增加连梁刚度，房间楼板加厚至130mm，并且在转角剪力墙之间设置200×130 的暗梁，形成配筋拉结板带，以增加局部整体性。
结束语
1）框支剪力墙结构应充分重视选择合适的结构转换层形式，对薄弱层部位从抗震承载力和延性两方面采取措施提高抗震性能。同时应注重概念设计，采取必要的加强措施从整体上形成良好的结构抗震体系。
2）控制好转换层上下结构的侧向刚度比试框支剪力墙结构设计的关键问题之一，适当加大底部落地剪力墙厚度或适当减少转换层以上剪力墙的数量、长度是有效调整转换层上下结构侧向刚度比的方法之一。
3）结构刚度太大，使得结构构件地震作用变大而导致配筋量增加，照成浪费；结构刚度太小，会使结构在正常使用条件下位移偏大，影响承载力、稳定性和使用。应合理布置构件，满足刚度适宜原则，既要满足安全度要求，又要使结构具备一定的延性，改善结构的变形能力。
参考文献
1.《抗震规范设计规范》GB50011-2010
关键词：高层剪力墙结构布置短肢剪力墙设计要求
中图分类号：TU318文献标识码： A
引言
随着城市土地资源的紧缺，高层住宅正在大规模兴建。剪力墙结构具有室内空间合理、墙面平整、美观实用的特点，且剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省，能有效地减少侧移,具有较好的抗震性能，而被广泛使用。
剪力墙平面布置
在高层建筑中剪力墙布置是否合理，直接影响着房屋的抗震性能。所以在结构设计中剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置，尽量避免单向布置，增强房屋在两个方向上的抗侧刚度。剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的抗侧力刚度不宜过大。为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力，增大剪力墙可利用空间，剪力墙的间距不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度。判断结构侧向刚度与剪力墙数量的适应程度，可以选用经验公式T=(0.05~0.06)n，其中n为结构层数。公式计算出来的T1值与建模计算的周期T2相比较．TI>T2则表示剪力墙偏多，可适当减少剪力墙数或开些适合的大洞来减小墙的刚度，反之则需要增加剪力墙数量。
2.剪力墙竖向刚度应均匀
在竖向，剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变，对于建筑功能等原因造成的竖向不连续，导致了刚度突变等问题，可以通过加厚墙体和提高砼等级的方法，使结构在竖向上刚度趋于均匀。
3.墙肢的高宽比例应合理
剪力墙的结构必须具备延展性，优化高宽比例能够使房屋在地震中的延性得到提升。剪力墙的高宽比例最好是大于2，如果剪力墙的长度太大影响了剪力墙在抗震中的延展性，则应当在合适的位置开设洞口使长度减小。同时，要注意墙体间是否形成均匀的独立墙段。
短肢剪力墙的合理使用
A短肢剪力墙的应用范围
高层结构设计时，全部采用短肢剪力墙的设计是不科学的，因为它的抗震性能很差，对高层建筑的安全性无法保障。所以，在设计时通常把一般剪力墙和短肢剪力墙进行结合，且其所占比例不能过多。即使设计有较多短肢剪力墙的情况下，也要对短肢剪力墙结构的高度进行适当的降低。对于不同高度和抗震级别的高层建筑，应当根据其高度和地震级别进行选择。
B加强短肢剪力墙的相关措施
（1）短肢剪力墙的优点在于有一定的延性，在抗震中起着很大的作用，但其承受力没有一般剪力墙和筒体强。所以，在设计时应当考虑到它的不足，从而在设计当中提高其抗震等级（比一般剪力墙或筒体高出一个等级）。
（2）普通剪力墙在重力荷载的作用下，产生的轴压比，当针对一、二、三级抗震能力设计时，其轴压比不能大于0.4至0.6。因此，对于短肢剪力墙的设计应当比一般剪力墙的轴压值至少降低0.05。
（3）对短肢剪力墙布置钢筋问题上，应该在纵向上对钢筋的分量进行提高，尤其在底部的钢筋数量不能低于1.2％，而在底部之外的部分则不低于1％。
（4）在剪力值的要求中，出于对短肢剪力墙性能的考虑，应当在其底部进行一定的加强，同时对底部以外的部分进行相应的调整，并增大抗震的系数。其目的在于增强短肢剪力墙的抗损坏性。
（5）在短肢剪力墙的厚度方面，一般情况下要求其厚度不能低于200毫米。在非抗震性房屋建造时，应当对房屋的高度进行控制，并且加大墙肢的厚度。
剪力墙约束边缘构件
剪力墙约束边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙，约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。实际施工我们发现剪力墙的截面形状对墙的延性影响很大，矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差。通过研究分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性；因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性，还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。当剪力墙肢轴压比很小时，剪力墙在水平力作用下也能具备比较大的塑性变形能力。故高规7.2.14条规定了可以不设约束边缘构件的剪力墙的最大轴压比。但墙肢轴压比小于高规7.2.14条规定值时应按高规7.2.16条设置构造边缘构件。
6.剪力墙加强部位的分析
（1）为了使房屋抗震性得到提升，应该对塑性铰的部位进行加强处理。而且在加强时应当有明确的措施，避免对剪力墙顶层及楼道重点处理，却忽视了对塑性铰部分的加强，从而导致结构抗震的不合理。
（2）剪力墙底部往往会出现塑性铰，所以在出现时要采取办法对周边范围进行加强，使剪力墙的延性变得更强，提高在地震中的抗破坏能力。剪力墙底部的加强高度应该根据剪力墙自身总体高度来加以处理，一般情况下应该选取剪力墙的墙肢高度的十分之一和底部两层的较大值进行加强。
剪力墙连梁超筋的处理
剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。连梁的超筋，实质是剪力不满足剪压比要求。连梁易超筋的部位，一般剪力墙结构中，在总高度的1／3左右的楼层；平面中当墙段较长时，多在其中部的连梁；某墙段中墙肢截面高度大小悬殊不均匀时，在墙肢处连梁易超筋。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，当剪力墙连梁不满足连梁的尺寸要求时，《高规》7．2．26条给出了如下处理方法：
(1)减小连梁的截面高度。
(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅。
(3)当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，
可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析，墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋计算。当第l、2种措施不能解决问题时，可采用第3种措施来处理，即假定连梁在大震下破坏，不再约束墙肢。另外，可在易超筋的部位，连梁按铰接处理进行整体计算，但应注意结构层间位移比尚需满足规范要求。
结束语
剪力墙结构体系在住宅项目上具有很大的优势，应用广泛，这就要求广大设计人员充分了解这种结构形式，了解其受力特点、破坏机理，掌握正确的设计方法、步骤，合理的分析具体问题，解决问题。这样结构的安全性才能有可靠的保障。
参考文献
【l】GB500l0—2010混凝土结构设计规范．北京：中国建筑工业出版社
【2】GB5001l一2010建筑抗震设计规范．北京：中国建筑工业出版社
关键字：高层住宅；结构设计；技术性
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
高层住宅的工程质量直接关系着人们的生命安全，而影响高层住宅工程质量的因素主要是设计质量及施工质量。其中高层住宅结构设计又直接的影响着建筑之后的安全性、舒适性、经济性及合理性。如何设计出更安全更合理经济的高层建筑备受关注。如今对高层建筑的设计主要是通过设计好的平面及竖直方向布置，设定出结构构件的规格然后通过电脑计算出最终结果。但如果在过程中标注存在不合理不完善的地方，将会对整体的高层住宅建筑埋下不安全的因素，造成大量资源浪费，甚至让人身安全不能得到保障。分析高层住宅结构设计中的技术性问题，明白其原则及特点，才可以更好的为人民服务。
一、高层住宅结构设计的特点
（一）容积率高
高层住宅有着极高的容积率，可以缓解人口住宅压力，相对单层或低层住房来言，高层住宅的容积率达到了单层或低层住宅容积率的几十或百倍以上的容积率。
（二）节省性强
高层住宅结构设计，可以节省城市的土地使用面积，有助于城市景观的改造，让人们在更好的环境下生活。
（三）荷载量大
高层住宅因为层较多，其使用的钢材也较多。因此高层住宅结构受到的自重或风力或地震等竖直和水平方向上的荷载量较大。加上其地基和基础设计尤为复杂，基础上的荷载也是很大。
二、高层住宅结构设计的原则
（一）安全性及耐久性原则
高层住宅结构设计必须遵行安全性原则，安全第一，高层住宅的安全与否关系着众多人的生命问题，在高层住宅结构设计中，要将安全性原则放在首位。高层建筑的结构设计也要遵循耐久性的原则，在选择结构体系及建筑材料的时候，要严格把关，保证建筑耐久性。
（二）舒适性原则
因为是住宅设计，所以要在结构设计的时候，充分的营造适宜居住的结构，要符合舒适性原则，满足住户的要求，如室内采光、温度、隔音效果和户型规模等问题。在结构设计的时候还要将居住者是否进行空间分割的问题考虑在内，在设计剪力墙的问题上，要尽可能的采用大开间进行布置。
（三）经济性原则
在进行高层住宅设计之前，要充分的掌握施工地点的特性，在保证建筑安全性、耐久性和舒适性原则之后，要选择最为合适的最为经济的构造设计。因为设计方案所带来的成本将会直接的影响到房屋的造价问题，所以要在设计高层住宅结构的时候，在保证质量的前提下，采用经济型设计方案。
三、高层住宅结构设计的技术性分析
（一）在对于高层住宅建筑在结构经济性、刚性、及整体稳定性和承受能力等问题上，有着一个宏观的综合限值。一般是在高层建筑结构的高宽比例中提出限值的大小。限值是可以突破的，在满足了刚重比、剪重比和层间位移等要求之下，高宽的比例是可以突破限值的限定。但因为高宽比的增加，会造成建筑在结构层次水平方向中增加了诸如剪力墙等抗侧力构件，这样就会出现两侧构件上出现了不平衡的抗侧力，从而增加了结构的造价，并对结构整体的性能、结构的基础刚性要求变得更高。
（二）针对建筑平面采用呈线型的结构的高层住宅，因为长度增大，将会造成两端主轴方向侧向刚度出现不同，甚至会有较大的差异。当建筑位置位于风力较大的地点，建筑受到的风力荷载加大，为了满足位移的要求就需要在横向上增加剪力墙，增加剪力墙也使得主轴方向的刚度差异扩大。为了解决这种问题，要在进行设计的时候，就要控制好两个主轴方向在振动周期比上小于0.8.
（三）如今出现了很多的高层住宅建筑可以进行商住两用，在设计此类建筑结构的时候，底层的层高会比较高，而在二楼及其以上层则会比较低，这样的设计结构，很容易导致在建筑底层出现软弱层。存在软弱层的建筑抗震性能十分的差。面对这种问题，在结构设计的技术上，就要采用好措施，大幅度的增加底层结构的刚度，并保证底层的刚度大于上一层刚度的百分之七十。如果底层刚度大于上层刚度的两倍或超过两倍时，再采取抗力构件增加的方式来增加底层的刚度是十分困难的，这时候则需要加大底层抗侧力构建的厚度或宽度，或增加二层楼板的刚度来避免出现软弱层的现象。
（四）在高层住宅设计技术中，要防止产生拉托效应。一般来说，在梁和剪力墙属于垂直配置的情况下，梁的端部是可以进行铰接的方式进行处理，而支座处钢筋则需要按照构造的要求进行合理配置。当顶部钢筋水平端长度不满足设计时，可以在支座的剪力墙中设置小角钢或焊短钢筋等方式，以机械操作方式来增加连接的强度，避免拉托效应的存在。
（五）跃层住宅的结构设计在技术问题上要注意建筑整体的稳定性，因为一般的跃层住宅建筑在设计中没有楼板，采用挑空楼层的方式。没有楼板的存在就将对整体的结构稳定性造成了一定的影响。所以要在结构设计的技术中注意按照构造的特点，增加剪力墙厚度以达到稳定整体的作用。
（六）在一些高层住宅设计结构中技术上采用的是全部剪力墙的方式，相对的就加大了柱子的荷载量。因为纯剪力墙结构隔层才存在楼板，加上阳台等其他自重都会增加柱子的承载力，所以要在结构设计技术时要注意加强柱子的延性，提高柱子本身在水平方向上的抗剪能力，也可以在柱子之中设置芯柱或型钢，或提高纵向钢筋配筋率也可以提高柱子延性。
（七）在进行复式高层住宅设计时，要注意加大楼板的厚度并加大楼板的配筋率，因为复式住宅中，很多客厅顶部经常会出现开洞的现象，加上楼梯或其他的开洞面积，会让整个楼板的开洞面积很大，增加楼板厚度或配筋率有利于维护整体建筑的稳定。
四、高层住宅结构设计技术性优化
（一）剪力墙的技术优化
设计剪力墙的关键在于连接设计，对剪力墙的技术优化，可以提高建筑的抗震作用，保证建筑安全。在满足结构的刚度后，要从经济和抗力等因素全面综合的考虑，然后进行对抗侧力的布置，对抗侧力的布置不能纯碎的增加剪力墙的数量。剪力墙配置要遵循着均匀的原则，分布在周边，并根据水平位移的限值，尽量的保证最低量的剪力墙。
（二）结构耐久性技术优化
高层建筑的设计应该能在使用的期限内满足居住用户的要求，如果实际建筑没有达到设计寿命，则主要因素为设计结构中建筑结构问题，建筑结构的不合理会降低房屋的可靠性和使用寿命，所以在高层住宅建筑结构设计时，要充分的优化设计，让整体建筑结构符合要求，达到设计效果。
（三）结构设计中抗震性能的技术优化
在进行图纸设计的时候，要根据抗震标准进行设计，高层住宅的振型数不可低于8，尤其是建筑的结构层数越多，就需要增加其建筑刚度，就需要更高标准的振型数，让建筑拥有更好的抗震性能。
五、结语
根据我国的基本国情，高层住宅已经成为了一种发展趋势，在进行高层住宅结构设计时，需要遵循其设计的原则，分析结构设计中出现的技术性问题，并对技术进行优化，最终打造出高质量、低成本、舒适型的宜居高层住宅区，满足人们的需要，造福于人民。
参考文献：
[1] 徐良贤,田力.高层住宅结构设计的技术性探讨[J].中华民居,2011,(10):180-181.
[2] 唐瑛,曾扬.高层住宅结构设计的技术性探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(11).
[3] 王红玉,方晓标.高层住宅结构设计中的问题与对策[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(11).
关键词：小高层住宅；短肢剪力墙；结构设计
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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
伴随着我国当前房地产市场的快速发展，小高层住宅也不断出现。小高层住宅的结构是由钢筋与混凝土整体浇筑而成的，具有建筑质量高、采光条件好、视野开阔等诸多优点，目前已经越来越成为广大购房者所青睐的对象。短肢剪力墙作为目前新兴的小高层住宅结构，为越来越多的建筑设计师所使用。本文就小高层住宅短肢剪力墙的结构设计问题进行深入分析与论述。
一、短肢剪力墙的设计原则
在开展短肢剪力墙的设计时，首先需要注意保证剪力墙结构具有适度的刚性，明确剪力墙结构的传力路径，建筑方案的设计同剪力墙结构的设计应当充分结合，从而保证短肢剪力墙结构的设计不仅能够满足小高层住宅的建筑功能，又能够具有较高的经济性与安全性。具体说来，短肢剪力墙的设计原则主要包括以下几个方面：
1、分散、均匀、对称原则。分散、均匀原则指的是短肢剪力墙每一面的抗侧强度相当，避免刚度较大的短肢剪力墙承受过于集中的压力。对称原则能够使短肢剪力墙的质心与刚心相一致，从而尽可能的降低建筑物所承受的扭矩。
2、短肢剪力墙结构设计量适度。小高层住宅建筑内不应当都设计为短肢剪力墙结构，如果设计的短肢剪力墙结构比较多，可以采用在竖向交通中心区设计普通剪力墙来一起承担水平力。
3、依据结构受力需求确定长短与数量
在小高层住宅剪力墙结构设计过程中应当依据结构受力的需求来设计短肢剪力墙的长短与数量。除此之外，还可以通过基本自振周期的方式来进行短肢剪力墙布置合理性的判断。
4、短肢剪力墙在设计时应当尽可能的拉直、对齐，从而有效与连梁共同构成抗侧力构件。除此之外，由于在小高层住宅的平面外边缘以及拐角处，极易产生集中性较强的应力，所以需要设计短肢剪力墙来满足建筑对平面刚性以及抗扭的需要。
5、如果施工过程中采用的是普通的楼板，那么在进行短肢剪力墙设计时应当保持较小的间距，从而有效防止普通楼板自身产生较大的变形，否则就需要在施工时改用预应力楼板。
6、在短肢剪力墙相邻的洞口之间以及洞口与墙体边缘之间应当避免小墙肢的设计产生。笔者通过实验证明，当墙肢的宽度与厚度的比值低于3的情况下，小墙肢比大墙肢在受到荷载反复作用时开裂的时间更早，即便是提高配筋水平，也不能避免小墙肢受到破坏的时间比大墙肢更早。
二、短肢剪力墙的结构设计方法
本文主要从短肢剪力墙的设计以及短肢剪力墙配筋构造两个方面对短肢剪力墙结构设计的方法进行分析与论述。
（一）短肢剪力墙的设计
短肢剪力墙的设计应当包括墙肢设计以及连梁设计两个部分，笔者就从这两个方面对短肢剪力墙的结构设计进行了分析：
1、墙肢的设计
在进行墙肢设计时，要对墙肢的截面进行受弯与受剪等方面的计算，除此之外，还应当通过正截面偏心受托、偏心受拉的计算，在集中荷载作用下还需要再计算短肢剪力墙的局部受托承载力。在墙肢设计时，不仅要满足最小配筋率的要求，而且还应以此为依据进行墙肢端部受力钢筋的确定，也就是约束边缘构件或者构造边缘构件的纵筋，再依据斜截面抗剪计算结果，确定墙肢腹板水平分布的钢筋。
2、连梁设计
小高层住宅中的连梁可以看做是一个耗能构件，连梁设计的科学与否能够直接影响到短肢剪力墙的力学性能。这是由于各个墙肢都是通过连梁连接在一起，并形成联肢墙共同发挥作用的，连梁对墙肢的约束直接关系到小高层住宅的抗震性能，并且会产生较大的影响。当小高层住宅梁的跨与高的比值小于5时，按连梁进行设计，当跨与高的比值大于5时，就应当按照框架梁进行正截面受弯承载力的计算，控制混凝土压区高度，连梁的正截面配筋，按矩形截面构件计算，取上、下配筋的较大值，按对称配筋置于梁截面上、下部位，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅百分之七十至百分之八十来解决。除此之外，由于短肢剪力墙的刚度相对较小，这就增加的连梁受剪破坏的可能性，所以，在进行小高层住宅连梁的设计中需要注意应当尽可能的避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏，连梁应当进行斜截面受剪承载力计算，满足强剪弱弯的要求。依据斜截面抗剪计算所得的箍筋沿全跨加密设置。对于个别连梁，由于它的跨度比较小，刚度又比较大，在地震的作用下是允许连梁局部开裂的，可以将连梁的刚度予以折减，但是折减系数不能小于0.55，抗震设计的剪力墙的连梁弯矩及剪力也可以进行塑性调幅，从而达到降低其剪力设计值的目的。
（二）短肢剪力墙的配筋构造
短肢剪力墙不仅需要依据结构计算进行配筋，而且还应当设计构造钢筋。短肢剪力墙的侧向刚度介于异形框架柱和普通剪力墙之间，以轴向力为主，弯矩为辅。跟异型框架柱和普通剪力墙结构没有什么不同，短肢剪力墙在设计时也应当加强边缘构件的配筋。
振动台模拟地震试验结果表明，建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应，建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂，在地震作用下，高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主，底部的小墙肢，截面面积小且承受较大的竖向荷载，破坏严重，特别是“一”字形小墙肢破坏最为严重，在短肢剪力墙结构中，由于墙肢刚度相对减小，使连梁受剪破坏的可能性增加。所以，在短肢剪力墙结构设计中，对这些薄弱环节，更需要加强概念设计和抗震构造措施。
三、结束语
通过上述几个部分的分析与论述，我们可以看到，短肢剪力墙结构在目前小高层住宅设计中具有其独特的灵活性与极强的抗震能力。在进行小高层住宅剪力墙结构的设计过程中应当充分遵守其设计原则，在进行墙体设计以及配筋构造时应当兼顾其经济性与安全性。
参考文献：
[1]吴永平.小高层建筑中短肢剪力墙结构设计[J].中国高新技术企业,2009,（22）
[2]姚铭尹.异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题[J].科技咨询导报,2007,（29）
[3]赵洪义,孟凡金,刘秀梅.小议短肢剪力墙结构的设计与计算方法[J].价值工程,2010,（01）
关键词:结构设计；概念设计；基础设计；结构形式；超限问题；
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;
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1小高层住宅的几种结构形式
近几年来,随着房地产行业的火爆,人们对住宅平面与空间的要求也越来越高,小高层建筑形式不断涌现。由于目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先假定好构件尺寸,通过电算对个别超限的指标进行调整。很多时候都会产生不必要的浪费。另外,建筑的住宅布置有时候考虑立面造型和内部使用空间,会使结构产生一些不合理之处。例如结构的刚度偏心和扭转及平面不规则等,这些情况对结构受力及抗震均不利。因此我们在设计时必须强调概念设计,在平面布置和构造设计上使结构更趋合理,同时做到经济合理。小高层住宅结构形式也多种多样,主要有以下几种。
(1)框架结构
框架结构优点主要是结构布置灵活,具有较大的室内空间,尤其底层可以较大空间,使用较为方便。缺点是框架柱截面很大且突出墙体,直接影响到户型的实际使用面积及家具布置。且建筑平面布置需要十分规则。
(2)异形柱框架结构
异形柱框架结构特点类似于框架结构,且柱宽与墙厚相同。解决了室内空间使用的问题。缺点是此种结构形式太柔对抗震不利,房屋适用高度很低。
(3) 框架剪力墙结构
框架剪力墙结构较多的用在高层结构中。外部框架结构主要承受竖向力,框架布置灵活。电梯井为剪力墙承受大部分水平荷载。此种结构形式比较适合于商业和商住等有大空间需求的建筑。缺点也是外露的框架柱会影响使用。
(4) 剪力墙结构
剪力墙结构是根据建筑平面布置设置钢筋混凝土剪力墙,无外露柱子很好满足了建筑平面的使用要求。缺点是结构刚度大、自重大、地震反应大。建筑和结构布置不合理的话也会增加钢筋用量。
(5) 短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构是一种剪力墙墙肢较短的特殊剪力墙结构,短肢剪力墙结构布置十分灵活,结构特点也和剪力墙结构类似。在非地震区和地震烈度较低的地方短肢剪力墙结构要更为经济。
2工程实例
2．1工程概况
本工程为一幢11+1 层小高层住宅,长66.94 m,宽15.14 m（包括前后各悬挑1.20m、1.80m）。设计使用年限50年,建筑结构安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度小于6度,地震分组为第一组,设计基本地震加速度值小于0.05g,建筑场地类别为Ⅱ类,场地特征周期为0.35 s,基本风压0.45 kN /㎡,地面粗糙度为B类。底层层高为4.50米为商铺，标准层层高2.90米。
2．2基础设计
一般高层、小高层建筑考虑基础埋深的要求1/18建筑物高度,通常设置地下室采用桩筏基础。本工程房屋高度35..50 m,基础埋深(按相邻半地下车库室内地坪算) 2.20 m。综合考虑各方面原因未设置地下室,基础采用桩基础,承台为互相联通的基础梁。桩基础根据本工程的地质报告，以圆砾层为桩端持力层。采用人工挖孔桩，桩身直径为800mm，扩大头分别为1000mm、1200mm、1400mm、1600mm，桩长为6.0米，一柱一桩，总桩数60 根，从而大大节省了造价成本。
考虑基础顶至二层楼板的高度有6.70米，故在底层地坪以下0.5米处增设一层地梁，以降低层高太高带来的不利影响。
2．3上部结构设计
2．3．1结构选型
本工程为一般的小高层住宅建筑,底层为商业。根据混凝土结构设计规范8.1.1条规定,现浇框架结构伸缩缝最大间距55 m。以及高规3.4.3条A级高度高层建筑规定6、7度时长宽比不大于6的要求。
考虑到建筑平面的实用性,以及建筑商业部位并无大空间要求,上部结构采用框架结构形式，抗震等级为非抗震。考虑结构长度超过了55m，在中间单元两侧各加设一道膨胀加强带，以减少温度收缩对主体结构的影响。
2．3．2结构设计
柱依据建筑平面布置,平面布置尽量均匀、对称,减少结构扭转;竖向布置要连续,避免结构刚度突变。不过由于建筑平面的限制也有一些对结构不利的地方:
(1)平面布置中形成了凹口,且凹进尺寸超过了结构宽度的30%形成了平面不规则,不利于抗震。
(2)长度比较长，扭转比较大。
根据本工程实际情况,结构设计按以下几个方面考虑:
(1)在凹口处设置拉梁、拉板消除大的凹口。
(2)靠近端部的两道梁截面加大，减少扭转。
3结构超限问题
结构设计十分强调概念设计。适合的结构选型、抗震构件的合理布置,把握住关键部位和次要部位,并掌握构造要求。对结构的安全性、经济性、合理性至关重要。本工程也有部分涉及到超限问题,对结构的经济性也有一定的影响。
根据抗震规范以及吕西林主编的《超限高层建筑工程抗震设计指南》。超限高层主要分为建筑物高度超限和建筑物规则性超限。具体认定标准可查阅《超限高层建筑工程抗震指南》一书。本工程涉及内容为: (1)结构平面凹进或凸出的一侧尺寸(从抗侧力构件截面中心线算起)大于相应投影方向总尺寸的30%; (2)结构体系属于《高规》第6章定义的框架高层建筑结构。两侧结构中投影宽度为1.8+3.7+2.2+4.2=12.14m,凹进尺寸为1.8+3.7= 4.5 m,凹进尺寸大于投影宽度的30%而小于投影宽度的40%。由于本工程只占有两项小超限情况,整体可以判定为建筑物规则不超限。只需对这两项采取相应的加强措施即可。
图1结构平面尺寸（单位：mm）
不过对于平面凹凸不规则的判定我个人有一些想法。在现在的住宅建筑中,楼梯间局部平面凸出和两个单元连接处的凹进是非常普遍的情况。而在凹凸不规则判断中有以下两种典型情况,具体见图2。
图2不规则判定图例
假定有一住宅平面结构如下图所示。如按凹进不规则考虑则为(2+2)÷12=33.3% ,就属于一项小超限,其它情况还有可能凹进量大于40%直接造成建筑物规则性超限。我个人认为凸出的楼梯间范围很小,只占结构长度很小的一部分(2+2)÷30 =13.3%。如果按照凸出不规则和凹进不规则分别计算的话则为凸出2÷12=16.7%凹进2÷10=20%则不超限。规范的计算方法偏于安全。
图3 假定住宅结构平面（单位：mm）
如果本工程按此方法计算,考虑下部凸出部分为凸出不规则,那么凹进量就为4.5÷(3.7+2.2+4.2)=44.55%。规范的计算方法又偏于危险了。因此我认为不规则判断方面还应该考虑凹凸面在建筑物长度方向的尺寸。当然这些只是在方案阶段的初步考虑,最后设计时还是要以具体的计算数据为主。
4结束语
以上为我在小高层住宅结构设计的一些思路和想法,欢迎大家批评指正。现在的住宅基本为商品房,如何在设计过程中使结构经济合理已经成为当务之急。因此我们在结构方案设计中必须强调概念设计,在平面布置上使结构更趋合理;在初步设计中进一步完善细化方案;在施工图设计中做到精确细致,构造准确。力求整个结构设计安全、经济、合理。
参考文献:
[ 1 ]吕西林. 超限高层建筑工程抗震设计指南[M ]. 上海:同济大学出版社, 2005.
[ 2 ]中国建筑科学研究院. JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[ S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[关键词]小高层住宅；短肢剪力墙；结构布置；计算分析
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0119-01
1 短肢剪力墙结构体系特点
随着社会的发展，经济水平的提高，住房条件的改善，逐渐兴起许多小高层住宅的建设，其中有大量11层、12层的小高层住宅，短肢剪力墙正广泛应用于小高层住宅建筑中。钢筋混凝土短肢剪力墙是剪力墙体系中的一种，是指肢长和厚度比在5～8之间的剪力墙，通常采用T形、L形、Z形等形式，偶尔也采用十形和一形。短肢剪力墙结构既保留了异形柱不凸出墙面的优点，又克服了异形柱框架抗震性能不理想等缺点。
短肢剪力墙可结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本不与建筑使用功能发生矛盾；墙的数量可多可少，肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；能灵活布置，可选择的方案较多，较易处理楼盖的支承；连结各墙的梁，亦随墙肢位置而位于间隔墙竖平面内，属于隐蔽型；视建筑平面及抗侧力的需要，把中心竖向交通区处理成筒体或短肢剪力墙；短肢剪力墙的短墙肢虽然同异形柱框经结构体系的异形柱一样截面抗扭不利，但由于其墙肢较长，受力接近剪力墙的墙肢，结构体系趋于合理。
此种体系同样适用于单元式高层住宅。由于上述特点，在结构布置方面灵活性及可调整性大，因此容易得出合理的结构方案。因此，由于它的灵活性较大，随之结构布置也可能有较大的差别，从而导致有不同的结构设计效果。
2 短肢剪力墙的结构布置
短肢剪力墙结构的一般布置原则：短肢墙的数量应当适中，满足竖向荷载和抗侧力需要即可；短肢墙应尽量均匀分布，其轴向应力不应相差悬殊；当有抗震要求或风力较大或平面凹凸较多时，在平面外边缘及角点处，特别是外凸部分，布置必要的短肢墙以加强其整体性和满足平面刚性的要求；各短肢墙应尽量对齐、拉直，使之与连梁一起构成较规整且连续跨数较多的抗侧力片，当不能完全做到时也允许局部互相错开；每道短肢墙宜与两个方向的梁连结，连梁尽可能布置在墙肢的竖平面内，连梁宽度一般宜与墙肢厚度相等；墙肢不宜过厚，尽量不凸出或少凸出间隔墙表面，但亦不应太薄以导致稳定性差和施工困难，以采用200，250或300为宜；可以混合布置部分较长的墙或矩形柱；在抗震设计中，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%。
这类结构体系通常利用中部由楼梯、电梯及竖向管道等形成的竖向交通区设置较多的剪力墙，组成一个较完整或基本完整的筒体（整幢建筑承受竖向荷载和抗侧力的主要部分。）部分的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置，设置适量的钢筋混凝土短肢剪力墙，在各短肢剪力墙的墙肢间布置连系梁，把这些短肢墙以及核心筒连成一个整体，构成整幢建筑的结构体系。
3 短肢剪力墙的计算分析
对于短肢剪力墙结构体系的理论以及实验研究主要都是以分析结构的整体性能为主，从力学性能而言，短肢剪力墙更接近于剪力墙，应按剪力墙进行计算而不宜按照扁柱计算。短肢剪力墙结构宜采用三维空间分析模型进行分析，通过静力弹塑性分析进行结构计算。
对于短肢剪力墙结构的分析计算通常有TBSA、TAT、SATWE等软件，前两者均采用的是开口薄壁杆件计算模型，其中梁柱为普通空间杆件，每端有6个自由度，墙体视为薄壁杆件，每端有7个自由度。考虑了墙单元的非平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总的刚度矩阵，引入楼板平面内刚度无限大的假定减少部分未知量来求解的，它的计算模型是空间杆-薄壁杆系模型。它适用于各种平面布置，未知量少，精度较高。运算速度较墙元模型的软件快很多，但是，薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂（如有转换层）时，也存在一些不足，主要是薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响，当结构布置复杂时变形不协调。
而SATWE采用的是板壳计算模型，SATWE借鉴了SAP84的墙元概念，在节点等参壳元的基础上，采用静力凝聚原理构造了一种通用墙元来模拟剪力墙，其特点是用每一个节点6个自由度的壳元来模拟剪力墙单元，剪力墙既有平面内的刚度，又有平面外的刚度。所以楼板既可以按弹性楼板考虑又可以按刚性楼板考虑，对于短肢剪力墙来说是接近于实际情况的。
同济大学的模拟地震振动台实验表明，利用SATWE软件中的壳元来模拟，同时采用弹性楼板假定考虑大开间中楼板对抗侧刚度的贡献，可以合理地计算高层大开间剪力墙结构体系，计算结果和实验结果更接近。
4 短肢剪力墙结构设计应注意的问题
①要严格控制短肢墙的轴压比，尤其是无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，现行规范也强调了这一点。根据国内外研究结果，在承受压弯作用的剪力墙中，当处于小偏压状态时，墙的延性较差。不仅如此，即使在大偏压状态下，若轴压比较大，混凝土受压区的边缘应力很高，如果混凝土没有约束或约束不够，可能混凝土先达到极限压应变，出现竖向裂缝，甚至压碎，使构件丧失变形能力和承载能力。因此规范引入剪力墙的变形能力要求，并从变形能力出发规定了轴压比限值，同时提出了按混凝土压应变大小设置的约束边缘构件的设计方法，这是十分必要的，只有这样才能保证短肢墙的延性。
②应采取三维计算方法进行结构的动力特性分析和杆件内力计算。这时对于竖向构件又有薄壁杆模型与墙元模型，前者是一种简化模型，但精确度较低；后者是板元与膜元的组合，是一种高精度力学模型。
③短肢墙结构不宜做得太高。短肢剪力墙住宅结构体系大多数是每层6～8户，各住宅单元置疑中部筒体呈环抱状布置，整个结构基本对称，多为20～30层；当受用地限制时，每层3～4户，通常布置在筒体的三边，层数多为12～20层。
④短肢墙截面形式宜优先采用L、T、十字形等，不宜采用一字形，外墙转角处不应采用一字形；同一构件各方向墙肢的厚度应尽可能相等，墙厚应严格按现行规定，墙厚最好不小于200，以利于保证墙、梁的有效断面。
⑤要正确判定短肢剪力墙结构墙肢平面内梁的属性。规程规定：剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁应按连梁进行设计；当跨高比不小于5时宜按框架梁进行设计，但现行设计软件似乎没有考虑这一点。设计时比较合理的办法是把短肢墙平面内的梁按规范进行分类设计，但在做抗震分析时，不应做连梁刚度的折减。这样做既能使梁截面设计易于满足规范的要求，也是偏于安全的。
⑥应按规定提高短肢墙结构的抗震等级，以便提高其配筋量；短肢剪力墙结构较柔，周期较长，应适当进行周期折减，以加大地震力，增加安全储备。⑦短肢剪力墙结构体系的抗震薄弱环节是建筑外边缘及角点处的墙肢，特别是一字形短肢剪力墙，可出现先于与其相连的梁破坏的情况。设计中，应加强位于建筑外边缘及角点处的短肢剪力墙的延性抗震构造措施，避免将一字形短肢剪力墙布置在建筑外边缘及角点处。
5 构造要求
短肢剪力墙结构的构造要求同一般剪力墙结构。目前我国各设计院在短肢剪力墙的结构设计中，剪力墙端部暗柱的设置有两种形式：一种是端部做暗柱，设置剪力墙水平和竖向分布筋，适于肢长较长的短肢剪力墙；另一种有点类似异形柱的配筋方法，以腹部均匀配筋，腹部钢筋面积根据电算时人为设置竖向分布筋的配筋率来计算，电算出的暗柱钢筋面积放在端部，适于肢长较短的短肢剪力墙，且配筋形式较简化，利于工程施工。
短肢剪力墙的连梁应进行正截面极限承载力计算和斜截面抗剪极限承载力计算。目前，短肢剪力墙正截面极限承载力计算多采用构建截面分析的一般方法全过程分析方法；连梁的正截面配筋，按矩形截面构件计算，取上、下配筋的较大值， 按对称配筋置于梁截面上、下部位，按斜截面抗剪计算所得的箍筋沿全跨加密设置。另外，短肢剪力墙的连梁在进行抗震设计时，其弯矩和剪力进行塑性调幅，以降低其剪力设计值；当部分连梁降低弯矩设计值后，应相应提高其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值；为避免在使用过程中连梁中裂缝开展过早、过大，当内力计算时连梁的刚度已经折减，则应限制其调幅的范围或不再调幅。
6 结语
随着小高层建筑的逐渐发展和人们对住宅使用功能要求的逐步提高，由于短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙肢可长可短，可落地也可带转换层，房间内不会出现露梁露柱的现象，且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构，因此在设计中根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。
参考文献
[1]JGJ3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
关键词：住宅建筑结构设计地基基础
1工程概况
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。
6结束语
