1、1高层建筑剪力墙结构设计实例分析摘要：结合建筑工程实例，笔者介绍了高层建筑剪力墙结构的设计过程，主要包括设计参数的选取、结构的细部设计、构造措施、控制性参数以及施工图绘制过程中需要注意的问题。 关键词：高层建筑、剪力墙结构、结构设计 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 某建筑，东西长 56.14m，南北长 19.4m，带一层的地下室。在轴线15-16 之间设置抗震缝，并将结构分成双塔形式。主体建筑为 18 层，高度为 54m。建筑基础采用筏板基础，地下室顶板可作为上部主体结构的嵌固端，上部结构采用的是剪力墙结构。上部主体结构采用 SATWE 软件计算，考虑耦连
2、效应和双向地震作用。 2 基本设计参数 (1) 风荷载、雪荷载、地震烈度、场地类别。基本风压: 0. 30kN/m2，地面粗糙度为 B 类；基本雪压: 不考虑；地震基本烈度: 7 度；场地设计基本地震加速度: 0. 10g；建筑场地类别: 类。 (2) 抗震设防烈度、场地类别。根据地勘报告，该场地的抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0. 10g，设计地震分组为第一组，设计特征周期 0.35 s。场地土属中硬土，场地类别为类建筑场地，处2于建筑抗震有利地段。 (3) 建筑结构安全等级: 二级；抗震设防类别: 丙类；抗震设防烈度: 7 度，设计基本地震加速度为 0. 10g；结构设计使
3、用年限为 50 年。3 结构细部的处理 3. 1 结构布置时需遵循的一般原则 (1) 尽量减少一字型剪力墙，如果出现一字型剪力墙则尽量布置在结构平面的对称轴上；且如有条件在一字墙端部加上端柱。一字墙尽量作成长肢。在转角位置尽量不设一字墙。布梁时，尽量支撑在一字墙端部。 (2) 墙肢与墙肢最好能通过梁连成一个连续的传力体系，而不要打断； 且最好在墙肢上都能拉梁，有利于墙体的稳定和有效传力。所以一般情况下，墙最好要对齐。 (3) 转角窗位置处的地下室剪力墙，如有条件应尽量连接起来，可以减少对筏板的冲切影响。 (4) 根据结构刚心和重心的相对位置关系来调整剪力墙的布置，力求做到结构刚心和重心基本重合
4、。在调整剪力墙的刚度时，应首先考虑外墙( 因为速度最快) ； 其次是平面内部的墙体； 再次是连接外墙的梁截面尺寸。增减剪力墙时，应该考虑到刚心与重心应力求重合，保证在墙体位置或截面调整后，结构的刚心和重心位置仍然接近，避免二者相距太远造成扭转效应过大。例如: 建筑平面为对称平面时，墙体可以成对增减。 3(5) 最好不要在连梁上搁置荷载较大的梁。 3. 2 结构布置时对构造措施的考虑 (1) 防震缝的宽度。 高规JGJ32010 第 4. 3. 10 条取为 150 mm( 实际计算 113 mm)。地下室顶板防震缝处的处理: 本次设计是采用的双柱双轴线。 (2) 地下室顶板若不考虑作为嵌固端，
5、最小板厚不得小于 160 mm； 若作为上部结构的嵌固端则最小板厚不得小于 180 mm。本次设计把顶板作为嵌固考虑且顶板不设缝，故板厚取为 180 mm。 (3) 相邻短肢剪力墙间距控制不超过 5. 5 m。 (4) 若地下室墙体变厚不满足短肢剪力墙的尺寸限值要求时，则水平截面高度应相应增大。地上建筑剪力墙的厚度由于层高变化，按高规7. 2. 2 条分别设置了 250 mm 和 200 mm 两种墙厚。 (5) 梁高的设计。为保证外墙立面门窗的整齐统一，外围梁高统一为 500 mm。对于房间内的梁，布置时应尽量减少竖向力的传递环节，防止在程序计算时出错。梁宽设计: 梁宽宜与墙宽一致。( 原因
6、: 保证建筑立面平整； 可利用墙身内的水平钢筋作为连梁腰筋) 。 (6) 顶层大屋面板厚按高规4. 5. 5 条取为 120 mm。 (7) 当梁与剪力墙垂直布置时，为保证梁内纵向钢筋有足够的锚固长度，需在剪力墙的相应位置设置端柱。端柱的设置还要考虑到建筑使用功能和美观的要求。例如:端柱最好布置在门后等其他不影响使用的位置。 4 结构控制性参数 4(1) 单塔侧移刚度的比值和受剪承载力分别满足高规4. 4. 2、4. 4. 3 条要求。刚重比满足 高规5. 4. 4 条要求，可以不考虑重力二阶效应。 (2) 位移比最大值未超 1. 4。 (3) 主要振型结构自振周期 ( S) 、结构自振周期比
7、、振型有效质量系数、剪重比。 表 1 本结构周期比满足规范要求，振型有效质量系数均大于 90%，振型个数 15 取用满足要求。 5 施工图绘制中一般问题的处理 (1) 剪力墙边缘构件的配筋，应同时满足高规构造要求和 SATWE 中计算结果的要求。 (2) 在剪力墙墙身的配筋中，构件内的分布钢筋间距一般控制在 200 mm 范围内。对于水平分布钢筋: 200 mm 厚的剪力墙一般配成 ?8 200，对于竖向分布钢筋: 200mm 的剪力墙一般配成 ?8 / ?10 200 间隔布置( 主要是考虑直径过小时，墙身竖向分布钢筋架立效果不理想) 。 (3) 为了便于查找剪力墙边缘构件，在分楼层段绘制剪
8、力墙平面布置图时，尽量保证上段楼层中投影对应位置处的边缘构件编号一致。 (4) 在转角窗的位置处应加强。主要采取的加强措施如下: 设置5暗梁用于拉结转角窗位置的两片墙体； 对转角窗位置处板厚和板配筋均作加强处理。 (5) 地下室底板两类后浇带的设置。在塔楼和裙房交界位置设置沉降后浇带，在两塔楼之间的位置设置温度后浇带。后浇带设置的基本原则是在结构构件中剪力较小的位置设置，一般位于构件中部。 (6) 沉降观测点的布置原则。观测点的设置，应能全面反应建筑物的变形并结合地质情况确定，且数量不少于六个点。 参考文献: 1建筑抗震设计规范（GB50011-2010）S北京 ：中国建筑工业出版社 ，2010. 2混凝土结构设计规范（GB50010-2010）S.北京 ：中国建筑工业出版社，2010. 3高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3 -2010）S北京：中国建筑工业出版社，2010
