宗玉霞

摘要：本文以甘肅省定西市某高層住宅項(xiàng)目為例，依據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）中剪力墻布置的基本原則及相關(guān)規(guī)程，提出三種不同的剪力墻布置方案，然后采用YJK V2020-3.0軟件對(duì)三種布置方案的周期與平動(dòng)系數(shù)、各陣型參與質(zhì)量之和、位移角、位移比等計(jì)算指標(biāo)進(jìn)行分析和比較，得出剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)的剛度分布的均勻性、受力的均勻性和投資的經(jīng)濟(jì)性等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值，最終提出最優(yōu)剪力墻布置，可供日后類似項(xiàng)目技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：高層住宅，剪力墻結(jié)構(gòu)，方案布置

中圖分類號(hào)：（TU398）文章標(biāo)志碼：（A）? ?文章編號(hào)：1672-5360（2013）02-0000-00（編輯填寫）

1引言

為確保剪力墻結(jié)構(gòu)的底部部位在出現(xiàn)塑性鉸以后能夠有足夠的延性，需要在高層建筑結(jié)構(gòu)的底部部位設(shè)置加強(qiáng)區(qū)，按《高規(guī)》規(guī)定，剪力墻底部部位設(shè)置加強(qiáng)區(qū)的范圍是結(jié)構(gòu)底部?jī)蓪拥膶痈吒叨群图袅w總高度的十分之一二者取大值且應(yīng)該從地下室的頂板算起。高層建筑的高寬比表現(xiàn)在對(duì)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性、對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度、承載能力和合理的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的宏觀控制上，特別是高寬比對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響，故高層剪力墻建筑的高寬比需滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。

本文針對(duì)高層住宅項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，運(yùn)用YJK V2020-3.0軟件計(jì)算分析，提出了最優(yōu)結(jié)構(gòu)布置方案，得到了工程應(yīng)用價(jià)值的結(jié)果，同時(shí)可為日后其它案例提供技術(shù)參考。

2剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻布置的要求

剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置原則：簡(jiǎn)單、規(guī)則、X向、Y向的剛度相差不大。

剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向布置原則：從上至下應(yīng)該連續(xù)布置，避免豎向的剛度突變，剪力墻上的洞口宜規(guī)則開(kāi)洞，洞口水平向和豎向?qū)R布置。若剪力墻洞口不對(duì)齊時(shí)，可按照?qǐng)D1所示采取措施。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

3.1項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目采用鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2層，地上18層，建筑長(zhǎng)度為37.80m，寬度為16.70m，建筑高度為56.80m;1層為商業(yè)，層高4.20m，2～18層均為住宅，層高為2.90m。

3.2剪力墻布置方案

方案一是根據(jù)建筑的平面布置和房間的功能要求進(jìn)行剪力墻布置，具體見(jiàn)圖2。

方案二是在方案一的基礎(chǔ)上通過(guò)增加結(jié)構(gòu)四周山墻的墻肢長(zhǎng)度和部分周邊梁的梁高，具體見(jiàn)圖3。

方案三是在方案二的基礎(chǔ)上通過(guò)刪除結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱軸上的兩個(gè)T字型墻肢及調(diào)整結(jié)構(gòu)中間部位的梁高，具體見(jiàn)圖4。

3.3結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及計(jì)算結(jié)果對(duì)比

本工程采用盈建科建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件V2020-3.0進(jìn)行計(jì)算分析，通過(guò)優(yōu)化剪力墻的布置，提出三種剪力墻布置方案;通過(guò)計(jì)算分析得出三種計(jì)算結(jié)果;取計(jì)算結(jié)果中的周期、陣型、位移角及位移比等進(jìn)行分析，得出在不同的剪力墻布置方案對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，結(jié)果分析如下：

（1）周期與平動(dòng)系數(shù)

通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知，為了限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度太弱，就要限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)周期為主的第一自振周期T1的比值;A級(jí)高度的高層建筑Tt與T1的比值不應(yīng)大于0.90;計(jì)算結(jié)果得出方案一的Tt/T1為0.8797，方案二的Tt/T1為0.8495，方案三的Tt/T1為0.8327，由此可知，加大了結(jié)構(gòu)周邊部位的剪力墻厚度、剪力墻截面高度、梁的高度或減小結(jié)構(gòu)中間部位的剪力墻的厚度、剪力墻截面高度、梁的高度，可使結(jié)構(gòu)的周期比降低，結(jié)構(gòu)的周期比越小，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度與抗側(cè)剛度的比值就越大，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)受力越有利。

（2）各陣型參與質(zhì)量之和

三種方案的計(jì)算是在考慮了平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的情況下得到的各陣型參與質(zhì)量之和均大于總質(zhì)量的90%;滿足規(guī)范要求;具體計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。

（3）位移角

通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知，三種方案的最大層間位移角均小于1/1000，且增大結(jié)構(gòu)周邊剪力墻的厚度、剪力墻截面高度及梁的高度后，結(jié)構(gòu)的剛度有所提高，結(jié)構(gòu)的最大層間位移角減小;刪除結(jié)構(gòu)中間部位的剪力墻后，結(jié)構(gòu)的剛度降低使得結(jié)構(gòu)的最大層間位移角增大，但仍滿足位移角小于1/1000;三種方案對(duì)比可知，方案一與方案三的最大層間位移角差別不是很大，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度無(wú)明顯大的變化。

（4）位移比

因位移比是計(jì)算得出的結(jié)構(gòu)實(shí)際存在的扭轉(zhuǎn)量值，規(guī)范規(guī)定，A級(jí)高度的高層建筑在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值不宜大于1.2，且不應(yīng)大于1.5，由表4可知，三種方案均滿足規(guī)范要求。且通過(guò)方案一至方案三的優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)的位移比有所降低，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)得到了有效的限制。

3.4最優(yōu)結(jié)構(gòu)布置方案

通過(guò)以上分析可知，方案二較方案一加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的周邊剛度，使結(jié)構(gòu)剛度分布更為均勻，在荷載作用下使每個(gè)構(gòu)件都能發(fā)揮最大作用，使結(jié)構(gòu)受力更為合理。方案三是在方案二的基礎(chǔ)上通過(guò)刪除結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱軸上的兩個(gè)T字型墻肢及調(diào)整結(jié)構(gòu)中間部位的梁高，從而削弱結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剛度，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度與外部剛度差異減小，進(jìn)而在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的情況下達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。

綜上所述，本次推薦方案三為最優(yōu)剪力墻布置方案。

4結(jié)論

本文依據(jù)剪力墻布置的基本原則，對(duì)某高層住宅項(xiàng)目進(jìn)行了剪力墻結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)，提出三種不同的剪力墻布置方案，利用YJK V2020-3.0軟件從周期與平動(dòng)系數(shù)、各陣型參與質(zhì)量之和、位移角、位移比等方面進(jìn)行了計(jì)算分析，得出剪力墻布局需重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)的周邊剛度、結(jié)構(gòu)受力均勻性及投資的經(jīng)濟(jì)性，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值，最終得到最優(yōu)剪力墻布置方案。

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