小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計

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1、淺談小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,房地產(chǎn)行業(yè)也越來越火爆,小高層的數(shù)量也不斷增加。文章主要是對高層住宅的幾種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析，通過某工程實(shí)例介紹了高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對高層住宅結(jié)構(gòu)超限問題進(jìn)行了闡述?！娟P(guān)鍵詞】高層住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)選型1高層住宅的幾種結(jié)構(gòu)形式（1）框架結(jié)構(gòu):其優(yōu)點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)布置靈活，較大的室內(nèi)空間，尤其是底層空間可以較大，使用較為方便。缺點(diǎn)是框架柱截面很大且突出墻體，直接影響到戶型的實(shí)際使用面積及家具布置。且建筑平面布置需要十分規(guī)則。（2）異形柱框架結(jié)構(gòu):其特點(diǎn)類似于框架結(jié)構(gòu)，且柱寬

2、與墻厚相同。解決了室內(nèi)空間使用的問題。缺點(diǎn)是此種結(jié)構(gòu)形式對抗震不利，房屋適用高度很低。（3）框架剪力墻結(jié)構(gòu):較多的用在高層結(jié)構(gòu)中。外部框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式比較適合于商業(yè)和商住等有大空間需求的建筑。缺點(diǎn)也是外露的框架柱會影響使用。（4）剪力墻結(jié)構(gòu):根據(jù)建筑平面布置設(shè)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度大、自重大、地震反應(yīng)大。建筑和結(jié)構(gòu)布置不合理的話也會增加鋼筋用量。（5）短肢剪力墻結(jié)構(gòu):是一種剪力墻墻肢較短的特殊剪力墻結(jié)構(gòu)，

3、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置十分靈活，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也和剪力墻結(jié)構(gòu)類似。在非地震區(qū)和地震烈度較低的地方短肢剪力墻結(jié)構(gòu)要更為經(jīng)濟(jì)。2工程實(shí)例2.1工程概況某工程為一幢14層小高層住宅(局部11層)，長54.12m，寬14.4m。設(shè)計使用年限50a，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度，地震分組為第1組，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，建筑場地類別為ⅳ類，場地特征周期為0.9s，基本風(fēng)壓0.55kn/m2，地面粗糙度為b類。局部有錯層為商業(yè)用房。2.2基礎(chǔ)設(shè)計一般高層、小高層建筑考慮基礎(chǔ)埋深的要求1/18建筑物高度

4、，通常設(shè)置地下室采用樁筏基礎(chǔ)。本工程房屋高度40.55m，基礎(chǔ)埋深(按室外地坪算)2.55m。綜合考慮各方面原因未設(shè)置地下室，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，承臺為互相聯(lián)通的基礎(chǔ)梁。樁基礎(chǔ)按常規(guī)設(shè)計，在樁的混凝土總量相近的情況下盡量選用承載力較高的樁型，使得樁完全位于剪力墻下部，能減少地基梁的鋼筋用量。作用在基礎(chǔ)底面的豎向總荷載基本組合170935.2kn，準(zhǔn)永久組合137556.7kn，水浮力3875.1kn。樁采用phc400管樁，樁長31m，樁基持力層為草黃色—灰黃色粉砂層，單樁承載力設(shè)計值1100kn，總樁數(shù)159根，計算中心沉降

5、量143.6mm。2.3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計2.3.1結(jié)構(gòu)選型本工程為一般的小高層住宅建筑，局部有兩層小商業(yè)(圖1中陰影部位)。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距45m，上部結(jié)構(gòu)設(shè)置一條抗震縫將結(jié)構(gòu)分為兩部分?？紤]到建筑平面的實(shí)用性，以及建筑商業(yè)部位并無大空間要求，上部結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)形式。由于小商業(yè)部位有三層錯層結(jié)構(gòu)，整個建筑長方向開洞較多，為了滿足建筑物整體剛度需要本工程采用普通剪力墻結(jié)構(gòu)。且根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)7度區(qū)14層小高層普通剪力墻建筑剪力墻配筋多為構(gòu)造配筋。如果采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的話，底部加強(qiáng)層及其上一層的短肢剪力

6、墻抗震等級須提高一級按二級抗震考慮，其端部須設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，約束邊緣構(gòu)件縱向鋼筋配筋率為1.0%(二級抗震)配箍率特征值為0.20，遠(yuǎn)大于構(gòu)造邊緣構(gòu)件的0.5%和0.1，也不是很經(jīng)濟(jì)。另外，本建筑局部有錯層，屬于復(fù)雜高層。2.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算剪力墻依據(jù)建筑平面布置，平面布置盡量均勻、對稱，減少結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn);豎向布置要連續(xù)，避免結(jié)構(gòu)剛度突變。不過由于建筑平面的限制也有一些對結(jié)構(gòu)不利的地方:①在1～3層局部有錯層，使得結(jié)構(gòu)在錯層處存在一定的偏心，產(chǎn)生了一定的扭轉(zhuǎn)。②端部開窗，且在端部形成一字墻，整棟樓也有一定數(shù)量一字墻。這種

7、單方向墻體平面外受力很差。③平面布置中形成了凹口，且凹進(jìn)尺寸超過了結(jié)構(gòu)寬度的30%形成了平面不規(guī)則，不利于抗震。根據(jù)本工程實(shí)際情況，結(jié)構(gòu)設(shè)計按以下幾個方面考慮:①剪力墻布置盡可能多布置長寬比大于8的一般剪力墻，且多布置t形、l形、槽形墻體，盡量避免單方向墻體，使得剪力墻雙向受力均勻。剪力墻厚度為200mm，錯層處250mm。②在凹口處設(shè)置拉梁、拉板消除大的凹口。③在錯層處適當(dāng)增加樓板厚度，且雙層雙向配筋。④加強(qiáng)角部開洞處墻體配筋及構(gòu)造，轉(zhuǎn)角處樓板適當(dāng)加厚，且雙層雙向配筋。結(jié)構(gòu)各項(xiàng)計算指標(biāo):①結(jié)構(gòu)位移按底層1/2500其余1

8、/1000控制。計算值左側(cè)結(jié)構(gòu)x向位移底層1/5992，其余樓層x向最大值層間位移角1/1167，y向位移底層1/8995，其余樓層y向最大值層間位移角1/1320;右側(cè)結(jié)構(gòu)x向位移底層1/5393，其余樓層x向最大值層間位移角1/1045，y向位移底層1/6159，其余樓層y向最大值層間位移角1/10