某住宅楼短肢剪力墙结构设计的探讨.docx

某住宅楼短肢剪力墙结构设计的探讨摘要：本文结合工程实例就某住宅楼短肢剪力墙结构设计的一般规定、受力特点、计算结果分析进行了详细的分析并对短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计提出了相应的技术措施仅供参考。关键词：民用建筑；结构设计；短肢剪力墙；技术措施中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：1工程概况某小区住宅是1栋小高层带电梯的住宅楼地上总建筑面积约1．02万m2房屋总高度31．8m。主楼共10层平面尺寸为45．6m×22m其中架空层一层层高4．8m作车库使用；地上9层为住宅标准层层高3m；局部突出屋面部分为电梯机房。裙楼也作车库使用平面尺寸为45．6m×l8m层高3．9m。2上部结构体系本工程的平面体型较为复杂住宅层结构平面凹凸不规则平面凹进的尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3．4．3条属平面不规则类型。主楼质心与底盘结构质心的距离大于底盘相应边长的20%故本工程设置了一道防震缝将上部结构主楼裙楼划分为两个的抗侧力结构单元即主楼为一个结构单元裙楼为1个结构单元。由于业主要求承重构件不能突出墙面且架空层要尽量满足停车位的需要根据房屋高度决定主楼采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。主楼l0层属于高层建筑抗震烈度为6度剪力墙抗震等级按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3．9．3条定为四级根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010短肢剪力墙要满足第7．2．2条规定其抗震等级不提高但轴压比要求比一般剪力墙要严格。对于抗震等级为四级的剪力墙结构其轴压比限制在《建筑抗震设计规范》GB50011-2010与《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中均未做要求考虑到短肢剪力墙延性较差对抗震不利本设计短肢剪力墙轴压比按三级抗震墙控制并尽量避免采用一字形短肢剪力墙。3主楼上部结构抗震计算结果分析3．1主要结构构件剪力墙截面厚度同相邻砌体填充墙厚度：四周外墙肢肢厚240mm内墙肢肢厚200mm；底层肢厚300mm其余肢厚240mm。剪力墙混凝土强度等级2层以下为C353层以上为C30梁、板的混凝土强度等级均为C25。主要连梁的尺寸多为240×500mm核心筒处楼板的厚度为150mm顶层楼板厚度为120mm。有别于肢长肢厚比不大于4．0的异形柱不大于300厚的短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在大于4且不大于8范围内一般剪力墙的肢长肢厚比均大于8。值得注意的是对肢长肢厚比为4～5范围内的墙肢虽然《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010已将其分在短肢剪力墙范围但由于其抗震性能较差地震的应用经验不多、相关研究成果较少为安全起见此类墙肢尽量不要采用。3．2计算结果分析从构件力学特性上来说短肢剪力墙的肢长与肢厚比≥5．0更接近于剪力墙受力特性故计算时将短肢剪力墙作为剪力墙而不是柱考虑应更合理。因此结构整体计算采用中国建筑科学研究院开发的SATWE程序按剪力墙结构考虑。SATWE采用的是在每个节点有六个自由度的壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙墙元不仅具有平面内刚度也具有平面外刚度可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受力状态计算结果较精确；同时对楼板SATWE可以考虑其弹性变形。虽然主楼结构平面较规则立面也无刚度突变现象但由于刚度较大的电梯井处筒体有偏置产生扭转的影响为了计算准确地震作用计算考虑了结构的扭转耦联和5%偶然偏心的影响取了9个振型计算。3．2．1自振周期的控制考虑扭转耦联时的自振周期(计算时自振周期折减系数取0．8)如表1所示。从表1可得结构扭转为主的第一自振周期T3=0．7233s平动为主的第一自振周期T1=1．0532sT3T1=0．687＜0．9满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3．4．5条的规定。表1结构自振周期表3．2．2结构位移的控制最大层间位移角(应≤11000)、最大水平位移与层平均位移的比值(不宜大于1．2不应大于1．5)及最大层间位移与层平均位移的比值(不宜大于1．2不应大于1．5)见表2从中可以看出结构在风荷载和地震作用下的位移均能满足规范限值。表2结构位移表3．2．3楼层最小地震剪力的控制根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的要求抗震验算时结构任一楼层的水平地震剪力应符合公式对于6度设防区剪力系数λ≥0.008本工程各楼层剪重比能满足要求不需要调整。3．2．4短肢剪力墙刚度的控制短肢剪力墙及一般剪力