小高层住宅短肢剪力墙结构设计.doc

小高层住宅短肢剪力墙结构设计——关于剪力墙布置的探讨摘要：本文介绍了同一个建筑平面两种不同剪力墙布置方式，并对结构设计的各项计算结果的比较及总结怎样合理布置结构，更安全，更经济。关键词：剪力墙短肢剪力墙剪重比周期比刚重比刚度比位移比一、短肢剪力墙的形成近年来随着城市可利用土地的逐渐减少，人们对住宅平面与空间的要求越来越高，普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系，即所谓“短肢剪力墙—筒体（或一般剪力墙）”结构体系。二、执行规范及规程本文根据《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》JGJ3-2002（以下简称《高规》）和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008版)（以下简称《抗规》）中的相关规定，结合工程实际及PKPM对短肢剪力墙结构的计算结果对小高层住宅短肢剪力墙结构布置的形式进行探讨。三、工程实例：（一）、工程概况：怡海家园位于任丘市，其中6#、7#、8#住宅楼为小高层建筑，建筑高度为31.6m，建筑物高度最高为37.9m，每栋楼建筑面积为4385.03m2。建筑结构安全等级为二级，结构设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为丙类，结构抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，类场类别为Ⅲ类。建筑平面图如下：建筑平面图（二）、结构设计一）、剪力墙布置方案1、外墙处剪力墙根据窗间墙的长度及内外墙交接情况布置成L形、T形、十形、Z形截面，墙肢之间的连接大部分采用弱连梁连接；内墙处剪力墙根据建筑的使用功能及内墙的布置情况设置L形、口形、一形截面剪力墙，墙肢之间的连接大部分采用弱连梁连接。此为方案一，剪力墙布置情况如下图：方案一结构布置图2、外墙全部设置剪力墙，根据门窗位置在剪力墙上开始门窗洞口，再根据内外墙交接情况设置部分剪力墙与外墙剪力墙连接，形成L形、T形、十形、Z形等截面形式的剪力墙，因为外墙剪力墙仅开门窗洞口，所以墙肢之间的连接为强连梁连接，外墙剪力墙形成连肢剪力墙；内墙根据建筑的使用功能及内墙的布置情况布置L形、口形、一形截面剪力墙。此为方案二，剪力墙布置情况如下图：方案二结构布置图二）、结构计算结构计算采用中国建筑科学研究院开发的SATWE程序进行整体计算分析，SATWE程序以壳元理论为基础，采用墙元来模拟剪力墙，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。计算时考虑偶然偏心，折减系数区0.8~0.9。整体计算结果汇总如下表1~3及1a~3a所示：表1方案一结构自振周期（s）振型号周期转角平动数(X+Y)扭转系数11.1401179.991.00(1.00+0.00)0.0020.957489.991.00(0.00+1.00)0.0030.83050.050.01(0.01+0.00)0.9940.3166179.951.00(1.00+0.00)0.00表2方案一抗倾覆及结构整体稳定验算结果抗倾覆弯矩Mr倾覆弯矩Mov比值Mr/Mov零应力区(%)X风荷载1337707.321059.363.520.00Y风荷载709887.638813.718.290.00X地震1337707.397786.713.680.00Y地震709887.6110394.36.430.00X向刚重比EJd/GH**2=8.00Y向刚重比EJd/GH**2=11.10X向剪重比4.56%Y向剪重比5.15%表3方案一最大层间位移及扭转位移比地震力+5%偶然偏心地震力XYXY最大层间位移（mm）2.802.352.842.74最大层间位移/层高1/10351/12371/10231/1056最大层间位移与平均层间位移的比值1.021.001.061.18表1a方案二结构自振周期（s）振型号周期转角平动数(X+Y)扭转系数10.6458175.000.89(0.89+0.01)0.1120.586585.221.00(0.01+0.99)0.0030.3514177.370.12(0.12+0.00)0.8840.2092179.290.97(0.97+0.00)0.03表2a方案二抗倾覆及结构整体稳定验算结果抗倾覆弯矩Mr倾覆弯矩Mov比值Mr/Mov零应力区(%)X风荷载1326557.321059.362.990.00Y风荷载703970.638813.718.140.00X地震1326557.3145784.79.100.00Y地震703970.6163239.74.310.00X向刚重比EJd/GH**2=29.10Y向刚重比EJd/GH**2=27.93X向剪重比6.85%Y向剪重比7.68%表3a方案二最大层间