江苏淮安 223000
摘要：现阶段，随着人们生活水平不断提高，对居住环境的要求越来越高，错层式住宅以其空间高低错落有致、使用合理、居住舒适等优点，越来越受到人们的青睐，这种错层式住宅多采用剪力墙结构。但是错层结构是一种对抗震不利的结构形式，错层剪力墙结构使剪力墙形成错洞墙，导致结构刚度不规则，对结构抗震有不利影响，尤其对平面不规则和扭转效应显著的错层结构破坏特别严重。文中对高层错层住宅剪力墙结构设计进行了分析。
关键词：高层住宅；错层剪力墙结构；设计分析
1剪力墙结构的设计概述
1.1剪力墙结构设计原则
剪力墙结构的设计，包括自身结构、结构参数、墙体参数等，都是要严格按照整体建筑的物理力学分析来设计，其质量标准和设计原则要严格按照《建筑抗震设计规范》以及《高层建筑混凝土结构技术规程》的设计要求执行。由于剪力墙结构的设计要符合整体建筑的构造以及强度要求，因此在设计过程中，可能会出现不规则结构以及剪力墙平面不规则的情况。在特殊情况下，剪力墙设计参数的计算方法是不同的，而大多数设计者都会忽略这些特殊因素，造成参数设计的不合理，使得整体建筑的建设质量降低，埋下安全隐患。
1.2结构计算参数的取用标准
振型数，在计算振型数时，所得有效质量系数大于预设值，则说明结构设计是合理的，振型数的设置是根据建筑类型来划分的，一般结构复杂的高层建筑其振型数不小于15，多塔结构建筑振型数不小于塔楼数的9倍；墙体竖向分布筋配筋率，一般情况下配筋率数取值为实际配筋率，否则会使得整体计算结果出现误差，影响受弯钢筋数值；楼层最小地震剪力系数，抗震作用时衡量建筑抗压性与稳定性的基础指标，在实际计算时，经常出现建筑底部楼层最小地震剪力系数不符合设计要求的情况，这一问题可通过地震放大系数法解决；周期折减系数，剪力墙结构具有较强的抗侧移刚度，施工过程中常用填充墙作为剪力墙结构的墙体，能增强抗震作用，因此可以应用周期折减系数正确评估抗震作用。
2高层错层住宅剪力墙结构设计
本工程为某市一住宅小区。该小区地上部位为26层，层高为3m，总高度为78.34m，地下部位为3层。如表1所示为本工程结构设计的基本参数。本工程的基本采用梁筏基本。
表1本工程结构设计的基本参数
2.2.3计算结果
如表3所示为本工程结构振型计算结果。结构第一扭转周期与第一平动周期之间的比值为0.623，根据规范的要求该比值应控制在0.9以内，因此能够满足规范的要求。X、Y两个方向的地震作用下的楼层的最大位移分别为1/1782和1/2304，但是由于没有明显的层，因此可以认定在本次计算中所显示的最大位移与平均位移的比值与实际工程情况存在一定的出入。为了解决这一问题，决定选取几个具有代表性的点进行分析，计算出每个点的位移，并描绘处代表点位移的变化情况。本层与上一层的承载力之比最小值为0.94，根据相关规范的要求，需要控制在0.8以上，因此满足规范的要求。但是由于采用PKPM计算所得到的结果与实际情况存在一定的出入，因此需要采用另一种软件ETABS对其进行计算，并将两个层中本是一片混凝土的墙体进行编号合并，通过该软件的计算结果可以知道层刚比能够满足相关规范的要求。
表3结构振型计算结果
2.3中震地震下结构计算
在本工程结构计算中，对中震地震下结构进行计算，按照不屈服的原则进行结构设计。在SATWE软件分析中，所输入的多遇地震影响因素最大值为0.33，同时将剪力墙和框架的抗震等级选取为4级，其余的参数与前文分析计算中所选取的参数相同。按照总刚法进行结构的计算。根据计算结果，以判定结构体系在中震作用下是否发生破坏。通过计算结果的分析可以知道，本工程错层处的墙体在中震下没有出现屈服，处于完好的状态，同时其余部分的一般墙体同样没有出现剪切破坏的问题。
2.4弹性动力时程分析
选取3组地震波进行本工程结构的弹性动力时程分析，分别为ＲH2TG035、TH2TG035、以及TH4TG035。根据相关规范的要求每条时程曲线计算所得到的结构底部地震剪力墙应控制在CQC法计算底部地震剪力的65%以上，多条时程曲线计算所得到的底部地震剪力平均值应控制在CQC法计算底部地震剪力的80%以上。将多条时程曲线的各层地震剪力平均值与CQC法的各层地震剪力进行比值，并在各层墙、梁的配筋计算中考虑此数值的影响，即可最终确定施工图中的配筋。
2.5构造措施
根据工程的具体情况对错层处的剪力墙厚度进行适当的加厚处理。结构从上到下对于错层处的剪力墙均按照约束边缘构件进行考虑。
根据工程的具体情况各个楼层的楼板厚度进行适当的增大。每层楼板均按照双层双向进行配筋。根据相关规范的要求，每个方向单层钢筋的配筋率应控制在0.3%以上。
对于与错层墙体相连的连梁应适当的对其配筋进行加密处理，同时应根据工程的具体情况减小连梁的跨度，并适当的增大连梁的截面。
根据中震屈服计算结果对错层处的剪力墙进行配筋计算。根据相关规范的要求，错层处墙体的配筋应按照0.6%进行配筋。
对于错层处的剪力墙抗震等级应比普通的剪力墙抗震等级提高一级，在本工程中按照一级抗震等级进行考虑。
2.6结果评定
通过软件计算所确定的措施和按照构造要求要所确定的措施对本工程错层剪力墙结构进行设计，能够确保各个阶段错层剪力墙结构设计性能满足相关规范和设计的要求。
在多遇地震作用下，本工程错层剪力墙结构体系的各项技术指标均能够满足相关规范的要求，同时采用弹性时程分析对其进行补充计算，并且还采用了ETABS计算软件进行论证。
在中震地震作用下，错层处剪力墙能够满足规范的要求，同时次要构件及耗能构件没有出现剪切屈服的现象。
3结束语
总之，对于高层住宅错层剪力墙结构，首先应确定适合的性能化设计目标，为满足性能化目标在各阶段的要求，采取合理的计算程序对结构进行详细的分析，包括整体弹性分析、弹性动力时程分析和重要构件的中震不屈服分析，这些分析的结果又用于控制结构的设计和指导结构的进一步设计，同时采取合理的抗震构造措施，使整个结构满足规范的要求。
参考文献:
[1]魏雅丽.某高层建筑错层剪力墙结构设计[J].国外建材科技，2016.
[2]吴景松.错层结构的抗震分析[J].住宅科技，2016.
[3]国家标准《建筑结构抗震设计规范[S]》，C.RS0011—2016.
论文作者:仲,霞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/6
标签：结构论文; 剪力墙论文; 剪力论文; 工程论文; 结构设计论文; 计算所论文; 墙体论文; 《防护工程》2017年第28期论文;