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高層住宅結構設計范文第1篇

關鍵詞：高層住宅，結構體系，優缺點，適合

高層住宅建筑是商業世界競爭和相互推進的結果，隨著建筑技術的不斷發展，如新的結構的出現、玻璃幕墻技術的完善、電梯設備和水暖電設備的改進，使高層住宅的發展越來越適應于社會需求。高層住宅的結構體系也越來越得到眾多設計者們得探討，隨著建筑業得不斷發展，技術日益成熟，鋼筋混凝土結構體系被公認為適應于高層住宅的結構體系。經過了10多年的工程實踐，我國高層住宅結構體系也已經逐步成型，形成了短肢剪力墻、異形柱框架和扁柱（異形柱）――筒體三大結構體系，基本滿足了不同種類高層住宅的需要。對于未來的不斷發展不斷創新，經過分析研究，新型的鋼筋混凝土結構體系才能把人類高層住宅的建筑結構推向一個新的高度，二三十層的住宅建筑已經達不到人類需求，越來越高的建筑才是人們追求的創新和挑戰，底部商業用房，中部辦公用房，頂部住宅用房，會是未來可能出現的新型住宅形式，而剛臂芯筒――框架體系就是典型的代表。

一、短肢剪力墻體系

短肢剪力墻體系最突出的特點是可利用隔墻的位置來布置豎向構件，基本不與建筑使用功能發生矛盾。其結構平面布置靈活；剪力墻的位置、數量的多少、肢的長短可根據抗側力的需要而定，容易使平面剛度中心與形心重合或接近，減少扭轉作用。連接各墻的連系梁可隱藏在隔墻中，基本保證了室內空間的完整性。應用在塔式高層住宅時，可將交通服務區域處理成筒體，形成框架――筒體結構體系，以提高結構的整體抗推性能。

短肢剪力墻體系的結構布置應遵循六個基本原則：a）、各短肢剪力墻應盡量對齊，拉直；b）、短肢剪力墻應盡量分布均勻，數量適中；c）、在平面轉角和凹凸處應布置短肢剪力墻，并考慮設計連系梁；d）、每道短肢剪力墻宜有兩個方向的梁與它相連，即一般不采用一字型的短肢剪力墻；e）、短肢剪力墻的厚度以采用200mm、250mm、300mm為好；f）、在必要時也可以混合布置方柱和扁柱。

實例分析：

圖1

如圖1、這是某地區一個高層住宅，該住宅為每層4戶，共28層的塔式高層住宅。從底至頂均為住宅用途，不存在結構轉換的問題。由于建筑高層較高，采用筒體包裹交通服務核心，其余部分采用短肢剪力墻，大多都采用了T形、L形且基本對齊，拉直。由于建筑設計的要求，局部采用了一字型剪力墻。在平面凹槽部分設置了連系梁，以減輕應力集中的現象。

短肢剪力墻結構是十幾年前在南方沿海地區發展起來的一種結構形式，為克服剪力墻結構剛度太大的缺點，適當減少墻體長度，使墻肢截面高度與厚度的比值為5～8。在設計之初，沒有明確的國家規范，其設計理論、計算方法和構造措施均參照剪力墻結構設計進行，所以設計隨意性較大。短肢剪力墻的受力、變形特征，類似于框剪結構。但比框架結構的剛度分配、內力分配更合理，結構的變形協調導致的豎向位移差別，也比框剪結構小，則傳基礎荷載更均勻、合理。短肢剪力墻結構體系由于自身的優點，它可以靈活布置，墻肢可長可短，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結構。

由于短肢剪力墻結構中，除墻肢平面內有梁外，常垂直墻肢方向也應有梁，此類梁由于支座上鐵難以滿足錨固（0.4LEa）構造要求，同時整體計算中不計算墻肢平面外作用，梁端只能按筒支考慮。墻和梁與輕質隔墻砌體隔墻之間，由于材料不同易產生裂縫，采取的措施只能減少裂縫增加造價。抗震性能也比一般剪力墻要差，尤其設烈度為8度房屋層數較多時，采用短肢剪力墻要慎重。

二、異形柱框架體系

在以往的結構設計中，原則上要求框架結構的柱采用矩形柱，矩形柱具有良好的受力性能，計算理論比較完善，穿力途徑明確，而且在長期的工程實踐中積累了大量的經驗，但矩形柱用在民用建筑，特別是在住宅建筑中，隨著建筑高度的增加，柱截面也隨之增大，給房屋內部的布置造成了極大的不便，于是今年來采用的異形柱框架結構體系便很好的解決了這一個問題。異形柱肢的厚度一般與墻隔厚度一致或接近，使得抹灰完成后，室內空間完整，不露柱角。

實例分析：

圖2

圖2為某高層塔式住宅，大部分采用了框架異形柱體系。

延性是結構抗震的一個重要指標，在異形柱延性的研究中，已經發現L形、T形柱在純腹板受壓時其截面延性很差，并且導致其軸壓比限值也比普通矩形柱小很多。異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，多為雙向偏壓受力構件，在受力狀態下，各肢將產生翹曲正應力與剪應力，剪應力使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現裂痕。異形柱框架體系是框架體系的一個分支，因此它的抗側向力水平不高，常用于7度以下抗震設計，12層以下的住宅。由于異形柱框架體系的歷史不長，又未經過強烈地震的考驗，對其抗震性能還有不同的意見，所以應該謹慎采用。

三、扁柱（異形柱）――筒體體系

由于核心筒體的存在，扁柱（異形柱）――筒體體系有更大的抵抗水平荷載的能力，因此它適用于30層左右，建筑高度在100m以內的高層塔式住宅。

扁柱（異形柱）――筒體體系的結構布置應遵循三個原則a)、扁柱、異形柱需按一定規律布置，使柱網規整，且上下對齊，盡量避免設置結構轉換層；b）、扁柱、異形柱平面結構布置――其長邊方向應在縱橫兩個方面都有分布，避免平面兩個方向的剛度差異過大；c）、異形柱墻肢厚度不宜小于300mm，扁柱沿高度方向變截面時藥避免剛度突變。

實例分析：

圖3

圖3為某高層塔式住宅，一梯三戶的平面布局，結構上采用了扁柱（異形柱）――筒體體系，在山墻及分戶墻處，局部設置剪力墻，既提高了結構的抗推性能，又不影響住戶的使用。

四、剛臂芯筒――框架體系

現代住宅建筑要求大開間，平面及房間布置靈活、方便，室內不出現柱楞、不露梁等。異形柱與短肢剪力墻結構能較好地滿足現代住宅建筑的要求，因而逐漸得到了推廣應用。但對于立面的處理較為局限性，形式較為單一不能使建筑空間得到隨意的應用。筆者就對新型的鋼筋混凝土進行了大膽推測，認為剛臂芯筒――框架體系能很好的解決這一個問題。與筒中筒體系相比，由于它沒有立面開洞率的限制，就為建筑立面造型提供了更大的自由度，也為使用者提供了更為開闊的視線景觀。

在我國，還沒有設計者把剛臂芯筒――框架體系應用于高層建筑住宅中，因為它每20層左右就要設置剛臂，這對于普通單一的住宅建筑造價未免有些過大。隨著城市人口的不斷增多，用地日益緊張，人類對高層的需求也越來越大，底部商業用房，中層辦公用房，頂層住宅用房的形式可能會得到推廣，得到大家的認可。與芯筒框架體系相比較，剛臂芯筒――框架體系通過設置“剛臂”將外圈框架柱與芯筒連為一體，形成一個整體構件來抵抗傾覆力矩，這樣就相當于加大了力偶臂，從而大大提高了結構的抗推強度，它適用于更高的高層建筑，這也滿足了在未來人們對高層的追求。

剛臂芯筒――框架結構是高層和超高層建筑的一種優越結構形式,這種結構形式具有較大的抗側移剛度;但是剛臂的設置帶來的芯筒剛度和內力沿樓高的突變等問題,容易造成結構在大震下的隱患。另外,剛臂芯筒――框架結構體系設置多道防線較難。針對該類結構體系在進行抗震設計時應當注意的問題同時耗能減震技術在該結構體系中的應用也是我們再設計過程中的新挑戰。

四、結語，并非有最好的結構體系

并非有最好的結構體系，但有最適合的結構體系。每一個結構體系的誕生都有它應用的建筑空間，各個體系都各具特點, 一些成功的建筑整體，往往結構體系并非最好的形式，有可能它在受力合理性和經濟性上并非最優，設計者往往在追求不同的目標而犧牲一部分東西，使建筑的整體合理性達到最大化。結構方案的選擇是結合業主意見、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多因素來決定的。建筑將會越來越復雜，功能越來越齊全，同時給高層建筑結構分析與設計帶來更多的研究課題，也提出了更高的要求。

參考文獻：

《高層建筑設計資料圖集》 沈陽遼寧科學技術出版社 1995

《建筑設計資料集》 北京中國建筑工業出版社 2005

《住宅設計資料集》 北京中國建筑工業出版社 1999

高層住宅結構設計范文第2篇

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：

高層住宅結構設計范文第3篇

關鍵詞：小高層住宅 鋼筋混凝土 框架結構

中圖分類號：TU241.8 文獻標識碼：A 文章編號：

一、 小高層鋼筋混凝土結構的住宅的基本結構形式

1、 框架結構框架結構的特點是開間大、靈活性好、抗震性能較好，造價較低，但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸，影響家具的布置和美觀，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。

2、框架一剪力墻結構在框架結構中布置一定數量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結構。它是小高層住宅中應用比較廣泛的一種主體結構型式。其特點是平面靈活，適用性強，結構合理，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側力結構很好地協同發揮作用。

3、 大開間剪力墻結構隨著時代的發展和人們生活水平的提高，原來建造的小開間剪力墻體系住宅在建筑功能上的局限性變得日益明顯。從強度方面看，小開間結構中墻體的作用不能得到充分的發揮，并且過多的剪力墻布置還會導致較大的地震力，增加工程費用，另外，由于結構自重較大，也增加了基礎的投資，因此，大開間剪力墻應運而生。承重墻的開間達到4.5m~7.5m，進深達到7.5m~1lm，室內一般無承重的橫墻和縱墻，可以按照住戶的不同要求靈活分隔，隨著家庭的變化還可重新布置。 。

二、 小高層住宅鋼筋混凝土結構設計的要點

1、 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結構設計的控制因素

在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結構設計;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結構設計產生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2、軸向變形不容忽視

對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到很大的數值，其后果相當于連續梁中間支座產生沉陷，使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

3 、側移成為鋼筋混凝土結構設計的控制指標

與低層住宅不同，結構側移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結構設計的關鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，結構的頂點側移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設計小高層住宅時，不僅要求結構具有足夠的強度，而且還要有足夠的抗側移剛度，使結構在水平荷載下產生的側移控制在一定的范圍內。這是因為:①過大的側移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。②過大的側移會使隔墻、圍護墻以及它們的高級飾面材料出現裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導致不能正常運行。③過大的側移會因P一效應使結構產生附加內力，甚至因側移與附加內力的惡性循環導致建筑物的倒塌。

4、 結構平面、豎向布置

為了保證框架結構的抗震安全，結構應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性及耗能等性能。設計中應合理地布置抗側力構件，減少地震作用下的扭轉效應；平面布置宜規則、對稱，并應具有良好的整體性；結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小（不應在同一層同時改變構件的截面尺寸和材料強度），避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。

抗震設計的框架結構，不宜采用單跨框架。如果不可避免的話，可設計為框架-剪力墻結構， 框架結構按抗震設計時，不應采用部分由砌體墻承重之混合形式。框架結構中的樓、電梯間及局部出屋頂的電梯機房、樓梯間、水箱間等，應采用框架承重，不應采用砌體墻承重。

三、小高層住宅鋼筋混凝土框架結構設計策略

1、 優化設計的方法

當前，在無成熟的優化設計分析軟件的情況下，主要是應用小高層住宅結構分析軟件，采用人工分析進行調整，運用概念設計的方法對不同的結構選型和布置不斷的進行方案分析比較，以獲得比較理想的結構方案，這是在結構設計中最常用的也是最簡單的優選或者說是優化方法。用概念設計的方法所得的方案是較合理、經濟的，雖其費工費時、對設計人員的素質要求較高，但這種依靠設計人員經驗進行人工優化的方法仍是當前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結構(包括基礎)布置方案;確定了結構布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設計人員自己做出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下，根據工程實踐經驗進行，這便是前面所說的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。

2、 性能分析

對結構體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結合概念設計的理念，對上述兩種結構體系進行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學研究院編制的結構空間有限元分析軟件SATWE。在結構設計中，不僅要求結構具有足夠的承載能力，還要求其有適當的剛度。高層結構的使用功能和安全與其側移的大小密切相關，過大的側向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現裂縫或損壞。結構分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結構體系層間位移角，剪力墻結構小于框剪結構，但均小于規范要求，且富裕量較大，說明兩種結構體系滿足剛度要求。

但就使用性能方面，剪力墻結構由于墻體太多，結構自重大，導致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結構的特點是平面使用靈活，適用性強，結構合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側力結構很好地協同發揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結構更為有利的水平變形曲線。由框架構成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當大的抗側移剛度，從而使框一剪結構具有較好的抗震能力，也大大減少了結構的側移。

四、結語

隨著我國經濟的發展，人民生活水平進一步提高，用戶對住宅的功能提出更高的要求，人們希望建筑物在使用過程中具有更大的靈活性，能夠適應多功能變換的需求。因此，設計單位在拿到開發單位的設計意圖后，應本著經濟美觀，安全適用的原則多為社會設計出更好的產品。

參考文獻：

高層住宅結構設計范文第4篇

【關鍵詞】高層住宅剪力墻結構設計

1 墻肢長度和厚度的選取

1.1 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。

1.2 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

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。

2 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。可采取

的方法有：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。

3 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。

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。

參考文獻

[1]李國勝多高層鋼筋混凝結構設計中疑難問題的處理及算例[M].中國建筑工業出版社2004年6期

[2]李盛勇張元坤.剪力墻邊緣構件的一種科學配筋形式[J].建筑結構2003年8期

[3]李國勝多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例、[M].中國建筑工業出版社2004年

高層住宅結構設計范文第5篇

【關鍵詞】轉角窗；高層住宅樓；剪力墻；連梁；配筋構造

近幾年來，由于建筑功能的需要，建筑師在建筑平面外墻轉角處常常采用轉角窗，以使用戶充分享受室外綠化景觀和滿足室內采光要求。采光充足、視覺良好的生活環境成為人們對房屋要求的必要條件之一，住宅轉角窗設置已不可避免。但結構安全問題同樣不容忽視，在抗震區，由于轉角窗的存在而取消了具有較大扭轉剛度且抗震性能較好的轉角墻，使高層住宅的抗扭剛度大為削弱，作為工程技術人員應高度重視，從規劃、設計到竣工結束各個環節都應采取科學有效的技術保障措施。

一、工程實例分析

某大廈建筑面積2.6萬平方米，主體由地上兩棟18層塔式住宅地下兩層車庫組成，采用框架剪力墻結構，建筑高度為53.5米。建筑南臨小區中央綠化，東臨規劃綠地，具有優越的地理位置，帶轉角窗的建筑設計為居住環境提供了良好的視野。

1.轉角窗設置的內在不利因素

從建筑布局看，轉角窗的設置具有居民可以切身感受到的諸多優點，但從結構設計角度看，轉角窗的設置導致很多結構設計方而的不利因素，同時也給后期施工質量的控制增加了一定難度。具體體現在以下幾點：①轉角窗的設置對剪力墻結構高層住宅抗震總體不利，建筑物角部是結構抗震的薄弱部位。地震時，角部構件內力較大，應力集中，受力復雜。②轉角部位墻體開洞后，其連梁處于懸臂狀態；懸臂挑梁不利受力狀態，受到較大剪力，且連梁的扭轉效應明顯。③外墻角部位墻體開洞后，相鄰外墻肢的剪力、彎矩也都將明顯增大，若內外墻等厚，則此時外墻的地震力要大得多。④由于轉角窗的設置，樓板在轉角部位無豎向構件的有利約束，只能靠角窗上連梁的橫向約束，又由于該連梁實為懸挑梁，故對角部樓板的約束相對較弱。當高層建筑核心筒稍有偏置，或建筑總體布置明顯不對稱時，樓板會因水平力偏心而受扭，此時轉角部位的樓板扭轉應力集中，變形會很大，嚴重時會擠壞脫落。⑤ 轉角部位由連梁代替了端體，使同一房間樓板約束有強有弱，顯然對抗震整體性不利。⑥轉角處連梁配筋多、截面小，不利于混凝土的澆筑和振搗密實。⑦轉角連梁大多高于樓板兼做窗下墻，施工時一般分兩次，樓板以下部分隨同下層墻體混凝土澆筑，樓板以上部分隨本層墻體混凝土澆筑，施工縫處若處理不好，梁支撐強度不夠或過早拆除，或過早承受較大荷載，會使兩部分梁不能同時共同工作，嚴重時會開裂，破壞結構。⑧剪力墻施工通常采用大模板，轉角處模板的設計及固定具有相當大的難度。

由此可見，一般情況下，應限制高層剪力墻結構設置轉角窗,可改為采用外挑陽臺等替代措施。當需設置時，必須采取相應的加強措施，以確保結構的安全性。

2.安全控制措施

結構設計是工程安全的根本，施工質量是保障。本工程從初步設計到施工方案確定，針對轉角窗都采取了一定的有效措施。

2.1 建筑設計控制

（1）控制開間寬度：盡可能布置小開間剪力墻，設置角窗的角部房間開間最大為3.9m，不超過4.5m，形成切掉角的筒體結構。

（2）控制剪力墻高厚比：洞口兩邊短肢剪力墻不宜太短，最短邊長2.4m，首層墻厚300mm，最大截面高厚比為 8，盡可能避免出現截面高厚比 < 8 的短肢剪力墻。

（3）控制轉角窗單向寬度尺寸：按非落地轉角窗設計，南、北朝向的一邊寬1800 mm，東、西朝向的一邊寬900mm，最大邊不超過1800 mm。

（4）控制外墻厚度：1至2層墻厚300mm，3至6層墻厚250mm，7至18層墻厚200，墻厚最小不小于 200 mm。

（5）梁高設計；梁高 900 mm，對應每層樓板，板下 400 mm，板上 500 mm 兼做窗下墻。

2.2 結構設計控制

（1）窗洞口兩側暗柱配筋：轉角窗兩側墻肢的暗柱，斷面為墻厚 b × 600，配筋見表 1。

表 1 窗洞口兩側暗柱配筋

墻厚 Bw（mm） 主筋合計 箍筋

（2）轉角窗上連梁的設計：

a. 電算時的輸入方法，輸入時均不應簡單采取剪力墻開洞法，而應折算粱高按普通框架梁輸入。該輸入方法不會受到剪力墻開洞法程序自動添加角部短墻肢帶來的不真實性的干擾，使計算模型與構件實際工況精確吻合。輸入時按圖 1 先在豎墻末端人工加節點 1，橫墻肢末端加節點 2，然后將角窗連梁放置在軸線 1―A 和 2―A 上，輸入即可結束，另外，該連梁按框架梁輸入，連梁剛度不折減，即折減系數應輸入 1. 0。

b. 連梁的配筋：配筋量通常根據電算結果，再適當調整。也可采用手算方法用以估算或校核電算結果。此時，角窗連梁的計算簡圖可取一端固定、一端簡支。連梁的負彎矩 M上 = 1 / 2ql（q為連梁豎向線荷載設計值，考慮地震作用再放入 1. 3 ～ 1. 5 倍）：連梁的正彎矩按考慮塑性調幅取 M下 = l / 11ql2。

c. 連梁的構造配筋：在連梁梁肋兩側配置足夠數量的構造腰筋，其規格一般同墻體水平筋，其作用一是抵抗因梁搭梁對本梁產生的扭矩：二是抵抗因結構平面周邊扭轉應力對連梁產生的側向彎矩；三是防止連梁因對室內外溫度敏感而產生的側向裂縫。

(3）板內暗拉梁的做法（見圖 2）

由于角窗轉角處局部板塊沒有豎向構件的可靠約束，只有角窗懸挑梁的簡單約束，因此，根據經驗，該角部房間樓板厚度不得小于 150 mm，本工程取 150 mm，而且在該板內按上圖設置一道斜向暗拉梁，板內主筋下鐵遇暗拉粱下鐵時要上彎繞行，斜度 1：6（見圖 2 A-A），以保證拉粱下鐵的位置，從概念上使暗拉梁成為板的可靠支座。暗拉梁的主筋均應錨入角窗相鄰墻端暗柱或墻內 45 d。

2.3 施工控制

（1）施工程序：梁分兩次施工，樓板以下部分隨下層墻體澆筑砼，樓板以下梁同本層墻體澆筑砼，即每層墻體混凝土澆筑時，同時澆筑本層梁的樓板以上部分以及上層梁的樓板以下部分。

（2）模板設計：為便于施工操作，利于加快施工進度，模板分成兩部分；一部分為窗洞內側的芯模，寬度同墻厚：一部分為外側的定型大模板。窗洞口兩側位置每邊大模板上開設 500 mm × 300 mm 振搗孔，芯模底側模板開設 DN 50 放氣孔及振搗棒插入口，間距 400 mm。

（3）施工縫處理：模板支設前，消除已硬化的混凝土表面上的水泥漿膜、松動的石子或軟弱的混凝土，加以充分潤濕，并沖洗干凈，不留積水。徹底清除連梁上鐵及箍筋上附著的水泥漿。調整好箍筋間距及上鐵的位置，檢查是否綁扎緊固。混凝土澆筑前，鋪設與混凝土成分相同的 20 mm 厚水泥砂漿。

（4）混凝土的施工：混凝土應分層澆筑，每層厚度不超過 300 mm，澆筑至芯模底側高度時，通過模板上預設的振搗孔，充分振搗樓板以上梁混凝土，直至芯模底側放氣孔有混凝土冒出。然后繼續其他部位混凝土澆筑。

（5）芯模拆除：芯模的拆除最早在樓板以上梁混凝土強度達到 100% 時進行，不得過早拆除。混凝土強度檢測以現場同條件養護試塊為準。

3.現場觀測檢查

芯模拆除后，監理組織設計、施工單位認真對混凝土表面進行檢查，未發現任何裂紋、蜂窩、露筋現象。結構竣工驗收時，監理組織有關人員再次進行了重點檢查，仍未發現任何問題。自2005年至今，未發現異常情況。

二、結束語