高層住宅結構設計精選(九篇)
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第1篇：高層住宅結構設計范文
【關鍵詞】住宅；轉換層；結構設計；構造措施
一、工程概況
某住宅區由東、西兩區組成，總建筑面積約14.11萬m2，地上有6棟32～35層住宅，其中1#、2#樓1～2層為商業裙樓，3～32層為住宅，總高度97.8m；3#樓一層為架空層，2～32層為住宅，總高度97.6m；4#～6#樓1～35層均為住宅，總高度98.2m；地下2層，設置連通地下室作為車庫及設備用房使用，其中負2層有部分設有平戰結合的核6級、常6級防空地下室。
因本工程平面呈細腰型，腰部應力最集中，而在此處又布置了電梯井道和消防疏散樓梯，開洞較多，對樓板剛度削弱較嚴重，不利于抗震，是結構設計中值得高度重視的部位。框支剪力墻加落地筒體及部分落地剪力墻結構，屬A級高度復雜高層建筑結構。底部設計為規整的大跨度柱網，既可滿足地下室停車場和設備用房的使用要求，又為其上的商業裙樓提供了更大的空間。其中1#、2#樓在2層頂部設置結構轉換層，3#樓在1層頂部設置結構轉換層，轉換層以下為框支框架及部分落地剪力墻，轉換層以上為剪力墻結構；4#～6#樓為剪力墻結構。上部住宅采用剪力墻結構，其中剪力墻最小厚度200mm，轉換層以下剪力墻厚度400～ 700mm，框支柱最大截面800*2300mm，底部加強部位在六層以下，加強部位豎向抗側力構件采用C50混凝土。1#～6#樓均以地下室頂板作為嵌固端。
二、計算分析及參數選取
采用中國建研院編制的SATWE進行計算，計算參數為：抗震設防烈度為7度，建筑抗震設防類別為丙類，Ⅱ類場地土，基本風壓0.9KN/m2（承載力計算）及0.75 KN/m2（位移計算），框支框架和剪力墻抗震等級分別為一級和二級，計算中考慮雙向地震扭轉效應、模擬施工加載，取18個振型進行計算。
1、側向剛度計算方法的選取
A：剪切剛度法，即GKi=GiAi/Hi；B：剪彎剛度法，即 Ki=Δi/Hi；C：抗震規范條文說明建議方法（地震層間剪力與地震層間位移的比值），即 Ki=Vi/Δui。其中方法A適用于底層大開間結構；在計算高位轉換這類長細柱（墻）結構時，側向剛度宜采用方法B計算，以充分反映彎曲變形的影響；方法C適用于除A、B以外的規則建筑結構。
2、嵌固端選擇的合理性分析
地下室作為地下車庫使用，空間大間隔少，其頂板作為上部結構構件的嵌固端，應保證被嵌固構件在嵌固處不會發生平動位移和轉動位移。本工程地下室頂板覆土1m，且消防車道部分給予20KN/m2的活荷載，地下室頂板采用現澆梁板框架井字梁結構，主框架梁500*900（消防車道下部分500*110），次梁300*700mm；板厚200mm，混凝土強度等級C30，采用雙向拉通配筋，并滿足構造要求。結構側向剛度亦能滿足規范要求，因此嵌固端選擇在地下室頂板處是合理的。
3、結構自振周期
以3#樓為例，按框支結構經驗公式計算，T=（0.05～0.07）N=1.70～2.38s，自振周期值在經驗值范圍內，扭轉周期與平動周期Tt/T1=0.721
4、結構規則性
本工程采用的是豎向抗側力構件內力由水平轉換構件向下傳遞的形式，屬于豎向不規則結構，通過計算、內力調整及構造的方式調整，使其余各項均能滿足規范要求：結構在地震和風荷載作用下的層間最大位移轉角滿足規范要求；最大位移與樓層平均位移的比值滿足規范要求；側向剛度不小于相鄰上層的70%和相鄰3個樓層平均值的80%；腰部樓板通過構造措施避免尺寸和平面剛度的急劇變化。
三、轉換層的設計特點
本工程轉換結構構件為梁―柱體系，框支框架抗震等級取一級。框支剪力墻結構剪力墻底部加強部位的高度取六層以下，抗震等級為二級，軸壓比限值為0.6，在結構質量不變的情況下， 該部位不落地剪力墻往往不能滿足要求，需要特別加厚或加長，為避免轉換層上下結構側向剛度突變，加大落地剪力墻和底部核心筒剪力墻厚度，提高底部豎向構件混凝土強度等級。結合樓層扭轉位移控制條件，在平面剛度較弱的周邊部位增加布置剪力墻并調整使其對稱均勻，避免過大偏心，增強結構的抗扭剛度，結構扭轉效應，同時也能提高轉換層下部的側向剛度比。上部剪力墻的水平剪力需要通過轉換層樓板傳遞到落地剪力墻，實現上下層剪力的重分配，轉換層樓板傳遞因豎向不連續產生的水平集中應力，平面翹曲變形顯著，因此轉換層板厚取 200mm，雙層雙向配φ12@150結合周邊框架梁的布置，轉換層樓板整體性得到加強。
結構中轉換梁盡量做到一次轉換，盡量做到轉換梁軸線與上部墻肢軸線相重合，以避免由偏心支承帶來的彎剪扭效應對結構延性的降低。對于二次轉換、偏心布置和受力復雜的轉換構件，施工圖階段補充局部應力分析，在考慮最不利荷載組合情況下得到轉換梁的應力分布特點，對高應力區進行重點加強，如提高配箍率和增加抗扭筋的設置，提高轉換梁構件的抗剪和抗扭能力。
四、概念設計與構造措施
概念設計比數值設計更重要，先進的設計思想可以通過概念設計得到充分的體現。概念設計是指通過力學規律、震害教訓、試驗研究、工程實踐經驗等的設計概念、設計對策和措施 ， 它比量化的計算更能有效的從宏觀上處理好結構的安全問題，特別是抗震安全。結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發揮耗散地震能量的作用，避免結構出現敏感的薄弱部位，地震能量的耗散僅集中在少數薄弱部位，導致結構過早破壞。現有抗震設計方法的前提之一是假定整個結構能發揮耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用進行結構計算、構件設計并加以構造措施，或采用動力時程分析進行驗算，試圖達到罕遇地震作用下結構不倒塌的目標。
本工程采用合理的建筑結構概念設計，在方案階段早期介入，并將概念設計貫徹整個設計始終。通過不同結構布置方案的試算和比較，不斷調整剪力墻的位置和數量使之趨于合理經濟，對結構的薄弱部位采取抗震加強措施，主要包括：提高結構抗震能力，保證框支轉換層及以上作為剪力墻底部加強區的部位有足夠的承載能力和延性，將轉換層以上6層不落地剪力墻混凝土等級提高至C50，降低構件軸壓比，增加墻體豎向和水平鋼筋，提高構件延性，并適應罕遇地震作用下塑性鉸的出現和發展；提高結構抗扭剛度，降低扭轉作用，將底部加強層以下兩邊縱向的剪力墻厚度增大至250mm；加強樓板傳遞水平力的能力，將細腰部樓板厚度加大至160mm，并提高其配筋率，采用雙層雙向通長配筋。
五、結束語
綜上所述，本工程抗側力構件結構布置合理，自振周期及剪重比適中，水平位移滿足規范限制要求，構件截面取值合理，結構體系具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力，構件設計滿足“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件”的原則，對結構可能出現的薄弱部位采取了必要的加強措施，結構體系選擇恰當。
參考文獻：
第2篇：高層住宅結構設計范文
關鍵詞：高層住宅 剪力墻體系 結構設計
中圖分類號：TU241.8 文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
改革開放以來，隨著我國國民經濟的迅猛發展，建筑業已經成為我國的支柱產業。近年來，在國家城鄉一體化統籌發展思路指引下，城市化進程加快，房地產開發如火如荼，其中高層住宅小區占了很大的比例。而目前的鋼筋混凝土高層結構住宅以剪力墻結構居多，因此，對于從事高層結構設計的工程師來說，必須能夠吸收當代高層建筑結構設計的一些成功經驗，并把結構的經濟性、合理性與結構抗震的安全性等諸多因素加以統籌考慮，才能很好的與建筑師配合并設計出經濟合理的高層建筑結構體系。
1 高層住宅的受力特點與支撐件
對于高層住宅而言，越高所承受的豎向荷載就越大，水平風荷影響也越大，所承受的外力主要就是水平和垂直方向。對于比較低的建筑來說，高度較低，地基面積較大，相對而言所受的風荷及地震影響就相對較小，在高層住宅上，水平荷載產生的傾覆力會很大，設計人員主要考慮的問題是水平荷載，軸向變形及結構延性等方面。
1.1 水平載荷
建筑物的高度達到一定數值后，它們在豎直方向上承載的荷載變化量并不大，所承受的風荷載以及地震作用的水平荷載會呈現一定的規律性，建筑物的結構特性不同，風荷載及地震水平荷載則會隨之發生較大變化。
1.2 軸向變形
建筑物越高，豎向荷載越大，豎向荷載越大，連接柱中的軸向變形就會越大，相應的，連續梁的彎矩所受影響就會越大，預制構件的下料長度也會受影響而有所改變，由此可見，在施工時必須計算出軸向變形值，并及時調整下料長度。
1.3 結構側移
高層住宅的結構設計關鍵之一是結構側移的控制，建筑物越高，水平荷載下結構的側移就會越大，對于建筑物的穩定性威脅也就越大，因此，高層住宅的結構側移一定要嚴格控制，以確保建筑物的穩定性。
1.4 結構延性
相對于低層建筑而言，高層住宅的結構柔和性較好，在地震侵襲發生較大震動時，會產生較大的變形。建筑物在塑性變形階段中對變形能力的要求相對較高，要想保證結構延性，必須在建筑設計中采取一定的措施。
2 剪力墻結構設計的基本原則
剪力墻結構在建筑中主要承擔豎直方向重力與水平方向荷載，剪力墻結構的設計既要安全合理，又要考慮經濟問題。設計過程中，各種位移限制值都要滿足，結構構件中抗側力構件的作用也要充分考慮到。設計時，剪力墻的數量也要滿足位移限制值相關規范的要求，數量應該盡量少，但又不能影響基本振型的要求。建筑中剪力墻結構所承受的傾覆力矩應不小于總數的一半。
2.1 調整樓層最小剪力系數方面的原則
設計中剪力墻結構的布置要盡量減小，大開間的剪力墻結構布置是最好的設計方案，側向剛度結構可以達到較為理想的狀態。樓層間的剪力系數盡量小，但不能超出規范的極限范圍，短肢剪力墻承受的地震傾覆力矩于整體總底部承受的地震傾覆力比要小于或等于1:4，這樣既可以減輕結構自重，同時降低了地震帶來的危害又可以節約費用。
2.2 調整樓層間最大位移與層高之比方面的原則
規范規定的最大的樓層間的位移在計算的時候，如果樓層地區地震比較頻繁，所用的標準值產生的樓層計算可以保留在結構的整體彎曲變形，應該計入扭轉變形在以彎曲變形為主的高層住宅中。高層住宅重點考慮的方面就是樓層間的扭轉和剪力變形。結構的剪切變形由豎向構件的數量決定，在建設施工中，有足夠多數量的構件還是遠遠不夠的，更要考慮構建的布局是否合理，如果不合理，就會產生過大的扭轉變形，樓層間的位移就達不到要求。因此，對于高層住宅而言，不能只是以樓層間的位移來確定豎向構件的剛度，而應該盡量減小扭轉變形。
2.3 調整剪力墻結構連續超限方面的原則
剪力墻結構的連續跨高比太小會導致彎矩超限及剪力過大，超過規范限度，跨高比一般大于或等于2.5。規范規定，在跨高比小于5的時候，連續梁不能夠拆減。跨高比的正確選擇，可以很好地避免彎矩及剪力過量，可保持在規定范圍內。在結構設計時，如果可以有效合理的用上這些，可以大大降低工程成本。
3 剪力墻結構設計
剪力墻的剛度較大，整體性較好，容易達到承受的荷載要求。設計師主要考慮以下幾個方面：
3.1 剪力墻截面的厚度要求
剪力墻厚度盡量小的優點主要是保證剪力墻平面的剛度及其穩定性。當剪力墻相較于墻體平面外面時，相交處可以作為剪力墻的支撐，對于平面外的剛度與穩定性有很好的保證。剪力墻最小厚度確認時，計算依據主要是建筑物層高及無支長度中的較大值。按一、二級抗震等級設計的剪力墻的截面厚度，底部加強部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/16，且不應小于200mm；其他部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/20，且不應小于160mm。當為無端柱或翼墻的一字形剪力墻時，其底部加強部位截面厚度尚不應小于層高的1/12；其他部位尚不應小于層高的1/15，且不應小于180mm；按三、四級抗震等級設計的剪力墻的截面厚度，底部加強部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/20，且不應小于160mm；其他部位不應小于層高或剪力墻無支長度的1/25，且不應小于160mm；非抗震設計的剪力墻，其截面厚度不應小于層高或剪力墻無支長度的1/25，且不應小于160mm。
3.2 剪力強結構中混凝土強度等級要求
剪力墻中混凝土要求相對較高，等級最少要為C20，如果剪力墻結構中帶有筒體與短肢，那么其中的混凝土強度最少要為C25。
3.3 剪力墻結構在進行抗震設計時，構造邊緣的構件在剪力墻墻肢中是必不可少的。在非抗震設計中，其墻端部位的構件配置及鋼筋配置都要符合相關的規范。
3.4 剪力墻結構設計中要考慮豎向分布時鋼筋配筋率的最小值，主要作用就是保證混凝土墻體在受到彎矩較大出現裂縫時不至于立刻達到抗彎承載力的極限，還可以防止斜裂縫出現后發生脆性剪拉破壞。
3.5 剪力墻結構開洞構造設計。若是剪力墻結構中開洞較小，其影響較小，在計算時可不必考慮在內。為了保證剪力墻結構截面的承載力，要在鋼筋切斷集中處將洞口補足，并且鋼筋直徑最小要達到12mm。具體施工要根據實際情況，邊緣構件的設置根據實際情況。
3.6 高層住宅剪力墻結構體系受到的豎直方向荷載比較大，豎直荷載包括建筑整體的自身重量及樓面荷載產生的影響。由于荷載的存在，豎直方向會產生軸力，使連續梁內出現彎矩。計算時依據的是其受力面積。若是水平荷載，其計算就要按平面考慮了。剪力墻結構計算工作比較復雜且工作量較大，在設計時，要針對不同的剪力墻結構的受力特點進行計算。
剪力墻結構體系是一種抗剪性能較好的結構，設計時要考慮建筑施工的具體情況，設計時應盡量避免豎向剛度突變，確保其剛度。
4 結束語
目前我國城市土地供應緊張與住宅市場需求旺盛的矛盾日漸突出，城市轉而向高度要空間的趨勢越來越明顯，高層剪力墻結構體系在住宅市場也隨之大量應用。因而結構設計的合理與否直接影響千家萬戶的生命財產安全，作為結構設計人員，應嚴格按照設計原則進行合理的設計，反復驗算，使剪力墻結構滿足使用的需要并且有優良的抗震性能，并在以上前提下優化設計以達到合理的工程造價。
參考文獻：
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[4]薛云飛，馬曉霞.談剪力墻結構設計中的幾個問題[J].陜西建筑，2008，06．
第3篇：高層住宅結構設計范文
【關鍵詞】高層住宅；結構體系； 結構設計；抗側力構件；解決措施；
高層住宅結構設計是一項繁重而又責任重大的工作，在進行高層住宅結構設計過程中除了認真執行相關規范和技術規程，還要滿足結構的安全性、耐久性、舒適性、經濟性的要求。以下就高層住宅結構設計的問題與解決措施進行研究分析。
一、高層住宅中常用的結構體系
1、剪力墻結構。用鋼筋混凝土剪力墻（用于抗震結構時也稱為抗震墻）承受豎向荷載和抵抗側向力的結構稱為剪力墻結構。剪力墻結構是將建筑物的內、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結構，它既承擔垂直荷載、也抵抗水平力。因剪力墻是一整片高大的墻體、側面又有剛性樓蓋的支撐，故在其自身平面內有很大的側向剛度，屬于剛性結構，能承受較大的水平荷載（剪力），“剪力墻”即由此而得名。剪力墻墻肢截面高度與厚度的比值大于8，特點是整體性能好，側向剛度大，水平力下側向位移較小，并且由于沒有梁柱等外露或凸出部分，便于房間布置。剪力墻結構是一種傳統、成熟、受力性能良好的結構形式，其缺點是結構墻體相對多、自重較大。綜合評價，這種結構形式深受用戶和建筑師的歡迎，因而在許多高層住宅建筑中得到了光泛的應用。
2、框架剪力墻結構。框架剪力墻結構是指由普通框架柱與一般剪力墻共同組成的一種結構形式，由框架與剪力墻共同承擔荷載。它具有框架與剪力墻共同受力的優點，又能獲得較大的建筑空間。但是由于現在建筑平面布置較靈活，框架布置非常復雜，很難形成規則的受力體系，并且隨著房間布局的變化，容易產生柱楞和凸出的大梁，影響建筑外觀和使用功能。同時，由于多次受力轉換，梁板的受力性能受到影響，提高了造價。
3、異型柱框架剪力墻結構。采用異型柱框架剪力墻結構的墻肢截面高度與厚度的比值不大于4，柱肢受力情況復雜。由于對該結構形式的抗震性能存在很多爭議，該結構形式也一直沒有得到國家規范的承認，在很多地區的應用受限。經過近幾年的實驗和研究，該結構形式通過了國家抗震規范的審查。規范對這種結構形式的最大適用高度、使用范圍、抗震等級、一般剪力墻承受的地震傾覆力矩、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設計值、縱向鋼筋配筋率、體積配箍率等作了嚴格的規定。同時，由于結構斷面較小，克服了框架剪力墻結構適用性不好的缺點，該結構形式受到了業主和用戶的歡迎。但必須明確的是，由于異型柱的斷面很小，梁柱節點核心區鋼筋密集，施工振搗困難，該結構形式的力學性能和抗震性能被削弱，須仔細計算核心區的相關數據。這種結構形式是我國獨創的，主要是為了降低造價。
二、高層建筑結構設計中常見問題
從設計原理及設計方法而言，高層建筑結構設計跟多層結構設計基本是相同的。但是在高層建筑中，要使用更多的結構材料來抵抗外荷載，特別是水平荷載，因此抗側力結構成為高層建筑結構設計的主要問題，設計時要滿足更多的要求。
1、超高問題。隨著經濟的發展，人們對建筑的要求也越來越高，近年來大中城市出現了較多超高建筑。針對這種情況，新高規根據建筑物的最大適用高度和高寬比將高層建筑結構分為A級和B級，B級高度高層建筑結構的最大適用高度和高寬比可較A級適當放寬，其結構抗震等級、有關的計算和構造措施應相應更加嚴格。對于超高結構，應采取至少兩個不同力學模型的軟件計算；應三維模型分析、考慮耦連、彈性時程分析。必要時，宜驗算薄弱層彈性變形要更加嚴格地根據相應的規范和規程進行計算，避免留下安全隱患。
2、短肢剪力墻的設置問題。在新的高規中對短肢剪力墻有了全新的定義，主要是指墻肢的截面高度和厚度比在五到八之間的剪力墻。按照實際的經驗和數據，由于短肢剪力墻在強度和結構性能上存在的缺陷，新的規定中對于短肢剪力墻的使用也有了進一步的限制。最為有效的解決方式就是盡量減少或者避免短肢墻在高層結構設計中的出現。對于無法避免的短肢剪力墻，應嚴格按照規范規定，限制墻肢的適用高度，軸壓比和抗震等級等。
三、高層住宅結構設計問題的解決措施
1、控制結構的抗扭剛度不能太弱。《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.5條規定：結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，A級高度高層建筑不應大于0.9。扭轉耦聯振動的主方向，可通過計算振型方向因子來判斷，在兩個平動和一個轉動構成的三個方向因子中，當轉動方向因子大于0.5時，則該振型可認為是扭轉為主的振型。當不滿足以上要求時，宜調整抗側力結構的布置，增大結構的抗扭剛度。如在滿足層間位移比的情況下，減小某些（中部）豎向構件剛度，增大平動周期，加大端部豎向構件抗扭剛度，減小扭轉周期。
2、限制結構平面布置的不規則性避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.5條規定：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍。抗震設計的A級高度鋼筋混凝土高層建筑其平面布置宜簡單，規則，對稱，減少偏心。結構平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻對稱，減少扭轉影響。結構剛度不對稱也會產生扭轉。所以在布置剪力墻時，應使結構均勻分布，令荷載合力作用線通過結構剛度中心，以減少扭轉影響。結構剛度不對稱產生扭轉時，通過增加墻厚來調整扭轉效應效果不佳。高層剪力墻結構住宅中剪力墻影響剛度，而剪力墻為矩形截面，慣性矩為Iz=bh3/12，b為墻厚，h為墻長。剪力墻的長度對其剛度影響很大。首先分析哪部分結構剛度大，哪部分結構剛度小，增大剛度對結構有利，還是減小剛度對結構有利，通過增減剪力墻達到結構剛度均勻對稱，滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.5條對最大水平位移和層間位移的要求。
3、高層住宅轉角窗處的構造處理。近年來隨著人們生活水平的日益提高，對居住的環境也提出了更高的要求。因此，房地產開發商們為了住宅通風采光好、視野開闊提出在平面角部設置轉角窗。角部墻體開洞，與角部墻體不開洞的剪力墻結構相比，結構整體效應影響頗大，結構的抗側力剛度、自振周期、地震作用等均有不同程度的差異，角部墻體開洞的剪力墻結構其外墻內力明顯增大。開洞的角部各構件扭轉效應明顯，特別是洞口處的連梁，需配置抗扭鋼筋，轉角處樓板宜局部加厚，配筋宜適當加大，在轉角處板內設置連接兩側墻體的暗梁。
結束語
綜上所述，隨著科學技術的進步和社會經濟的發展，城市化建設進程的加快，現代化的城市到處都是高樓聳立，對于高層住宅的結構設計方案也是層出不窮。文章就結構設計工作中遇到的一些問題，介紹了高層住宅結構設計中基礎形式的選擇、限制結構的扭轉效應、轉角窗構造處理等，以滿足結構的安全性、可靠性的要求。
參考文獻：
[1] JGJ 3-2002，高層建筑混凝土結構設計規程[S].
[2] 熊丹安.21世紀土木工程類專業叢書――結構構造原理與設計（第二版）[M].武漢：武漢理工大學出版社，2003.
第4篇：高層住宅結構設計范文
【關鍵詞】:高層住宅剪力墻結構設計
中途分類號：TU241.8 文獻標識碼：A文章編號：
1.墻肢長度和厚度的選取
1．1墻肢的長度
剪力墻墻肢長度(即墻肢截面高度)一般不宜大于8m。結構設計中的剪力墻結構應具有延性，細高的剪力墻(高寬比大于2)容易設計成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。當墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設洞口將長墻分成長度較小、較均勻的聯肢墻，洞口連梁宜采用約束彎矩較小的弱連梁(其跨高比宜大于6)，使其可近似認為分成了獨立墻段。
1．2墻肢厚度的選取
規定剪力墻的最小厚度，其主要目的是保證剪力墻出平面的剛度和穩定性能。其厚度要求見表1。
表1墻肢厚度參考表
注:H－層高或剪力墻無支長度的較小值
對短肢剪力墻結構，規定其抗震等級應比表1中規定的抗震等級要高一級采用。故除6度區外，短肢剪力墻的抗震等級至少為一級。對于住宅建筑，填充墻厚一般為200mm，相應剪力墻厚也取為200mm。住宅層高一般為2.8～3.0m，故墻厚取200mm，除底層加強區的一字形短肢剪力墻外，均能滿足規范要求。
對于無地下室的高層住宅，因其基礎埋深一般在2.5m以上，則底層墻體高度會在5.0m以上，若按層高的1/16確定墻厚，將超過300mm，大于填充墻厚度。為避免出現此種情況，在布置剪力墻時，應結合建筑平面，盡量不用一字形剪力墻，而采用L、T、Z、十字形等截而形式，且使翼緣長度大于其厚度的3倍，這樣一方面墻體抗震性能更好，另一方面墻厚也可取為剪力墻無支長度的1/16。由于住宅建筑中剪力墻肢長一般小于3.0m，故厚度采用200mm滿足構造要求。
2.對結構扭轉影響的處理
《高規》4.3.5條規定:“結構平面布置應減少扭轉的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍;B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第10章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍。結構扭轉為主的第一自振周期T1與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及本規程第10章所指的復雜高層建筑不應大于0.85。”對于位移比超限的處理方法。可采取的方法有:調整最大位移發生處的附近洞口位置及尺寸，或最大位移發生處的墻肢厚度，以增加該處的剛度，減小位移。對于周期比的超限，可采取的方法有調整質心兩側剪力墻的位置及墻肢長度，使其質心與剛心盡量接近;盡量加大周邊剪力墻，提高抗扭剛度，減少核心筒剛度，削弱結構側移剛度，從而加大第一平動周期;其軸線通過或靠近結構剛心的剪力墻對結構抗扭剛度貢獻不大，但對側移剛度貢獻較大，也必須削弱。
3.對角窗的處理
高層建筑的角部在地震中是最薄弱的部位，但有些時候建筑為了立面效果或為了開發商房子好銷售，在高層建筑的角部設置角窗，對此類情況應采取以下措施:提高角窗兩側墻肢的抗震等級，并按提高后的抗震等級滿足軸壓比限值的要求，如不滿足宜加厚墻肢;角窗兩側的墻肢應沿全高均按《高規》5.5.4條要求設置約束邊緣構件;抗震計算時應考慮扭轉藕連影響;轉角窗房間的樓板宜適當加厚，宜采用雙層雙向配筋;加強角窗窗臺的連梁的配筋與構造。
4.對剪壓比超限的連梁處理
剪壓比超限問題在剪力墻中是很常見的，尤其是在高烈度區，經常是計算完后多處洞口上連梁超限。處理方法是一般先減連梁高度，以減少連梁吸收的地震力，如果仍然超筋，說明該連梁兩側的墻肢過強或者是吸收的地震力太大。此時，想通過調整使計算結果不超筋是困難的，也是沒有必要的。就好比說，它原來沒有這個能力，你非要讓它有這個能力，這當然很困難。從連梁的作用來說，首先它是在兩個墻肢之間傳遞內力，對墻肢起到約束作用，其次它是在地震來臨時充當第一道防線，起到耗能作用。因此，對于減少連梁的高度仍然超筋連梁(指抗剪超筋)的設計原則應該是這樣的:
首先按該連梁截面能承受的最大剪力(高規JGJ3－20027.2.23)計算連梁抗剪箍筋;根據該剪力值計算出連梁端部彎矩(為簡化起見，假設反彎點在中點)，并作適當折扣(例如:一級乘以0.8)，然后根據該彎矩值計算連梁縱筋。這樣做的目的是為了保證連梁的強剪弱彎，故意讓連梁先出現塑性鉸。當多遇地震來臨時，連梁端部彎矩很快達到極限抗彎承載力，出現塑性鉸，端部彎矩不再增加。由于彎矩與剪力之間的導數關系，連梁中的剪力也不再增加。而我們在設計的時候，已經保證了在端部彎矩達到極限抗彎承載力的情況，，抗剪能力是有富余的，所以此時抗剪不會破壞。在這種情況下，連梁仍能保證對豎向荷載的承載能力，同時對墻肢有一定的約束能力，并具有變形耗能能力，破壞具有一定延性，基本上滿足設計對連梁的基本要求。唯一與計算不符的是，連梁對墻肢的約束作用比計算的要小，其結果是墻肢的內力比計算值要大，可以在電算時對此類墻肢的地震力放大系數進行調整，按調整后的電算結果適當加強相鄰墻肢的配筋。
5.約束邊緣構件箍筋的設置
約束邊緣構件分為“陰影部分”和“非陰影部分”，對于“陰影部分”規范中對豎向鋼筋和箍筋或拉筋的配置都有較明確的要求，設計中易于理解和執行。但對于“非陰影部分”僅規定其箍筋配箍特征值為“陰影部分”配箍特征值的一半，但箍筋或拉筋沿豎向的間距及豎向鋼筋應如何配置并未做出具體規定，因此，目前在工程設計中做法比較混亂。而豎向鋼筋可在箍筋交叉點處按剪力墻豎向分布筋直徑設置。同時，還有一點應注意，為了充分發揮約束邊緣構件的作用，在剪力墻邊緣構件范圍內，箍筋的長短邊之比不宜大于3，相鄰兩個箍筋之間宜相互搭接1/3箍筋長邊的長度。
【參考文獻】：
【1】李國勝.多高層鋼筋混凝結構設計中疑難問題的處理及算例【M】．中國建筑工業出版社2004年6期．
【2】李盛勇；張元坤．剪力墻邊緣構件的一種科學配筋形式【J】．建筑結構2003年8期．
第5篇：高層住宅結構設計范文
關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；結構分析
Abstract: with the high-level residence is becoming more and more popular, for structure design personnel for the high-rise residential structure form, structure the design requirements of the deep and detailed research also is imperative. The current situation of the high-rise residential general use of the shear wall structure. This article through to shear wall layout of research, analysis and calculation income various performance indicators, and finally reach the purpose of optimizing design scheme.
Keywords: high building; The shear wall structure; Structure analysis
中圖分類號：TU398+.2文獻標識碼：A文章編號：
1 工程概況
某3#住宅樓位于內蒙古包頭市青山區。建筑面積13258m2，為地下1層地上18層的剪力墻結構，建筑總高度49.2m。該工程的設計使用年限為50年，建筑結構安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類。建筑抗震設防烈度為8度，基本地震加速度為0.2g，設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅱ類。
2房屋基礎選型
本工程為帶有地下室的剪力墻結構，地質情況良好，優先選用筏板基礎。持力層為礫砂層，地基承載力特征值為280kpa。合理選擇筏板厚度及邊緣外挑長度也直接影響結構整體安全。3#樓依據地勘報告，筏板厚度最終取為1400mm，外挑長度1200mm.。試算時取h=1200mm，配筋偏大，由于周邊與裙房、地下車庫相鄰，有一些框架柱會落在3#樓筏板上，局部增加外挑長度，滿足柱沖切板要求。
3#樓建筑長度55.2m，超過規范要求的剪力墻伸縮縫最大間距45m。但為了保證建筑功能要求、平面、立面的整體性，故設計中未考慮伸縮縫的設置，而是在跨中1/3處設置了后澆帶。
3結構平面布置
首先，根據剪力墻布置原則，應雙向均勻布置，避免扭轉的影響，且x、y兩方向的剛度不宜相差太大。
出于對抗震有利的考慮，布置剪力墻時，盡量使結構的質量中心與剛度中心重合，質心與剛心越接近，越能減小扭轉效應。剪力墻盡量布置成L、T字形，盡量避免一字形墻的出現。本工程為抗震8度設防區，尤其避免短肢剪力墻的出現。對于跨高比較小的洞口盡量避免剪力墻開洞布置。如圖1所示，為剪力墻平面布置圖。
4 結構豎向布置
根據抗震設計要求，結構的承載力和剛度宜從下到上逐漸減小，變化宜均勻。豎向剛度變化主要體現在豎向構件截面尺寸的變化和混凝土強度等級的變化.。為了避免剛度突變，豎向構件截面尺寸和混凝土強度等級不要在同一樓層同時發生變化。
圖1 剪力墻平面布置圖
5 結構分析
對于結構設計來說，剪力墻的布置在滿足規范的前提下有很大的靈活性，因此結構方案并不是唯一的，可能不同的人做出的不同方案都有可能滿足設計要求。通過軟件計算，很多年輕的結構工程師往住不假思索，只要電算通過就認為萬事大吉直接出施工圖了。其實，在眾多方案當中，看似可行但并不是每一種都是合理的。不是結構構件不超筋、位移比滿足要求，就是結構設計人員的終極目標。近幾年，地殼越來越不穩定，地震頻頻光臨，業界越來越關注抗震設計，越來越流行的一個詞是“概念設計”，概念設計其實比結構計算更重要。試想，如果拿來一個項目，在我們最初制訂結構方案的時候，比如結構體系，我們都沒有正確的選擇，那么，就算它的計算再完美，也不可能是一個優秀的設計，更何況，這種設計結果也很難完美。我們在保證結構安全可靠的前提下，還要能做到經濟、合理，并不是簡單的事情，是要用心思考，用心去衡量的。
為了滿足抗震要求，尤其是8度設防的地區，設計人員一般盡可能多的布置剪力墻，強度是滿足要求了，但因為墻肢過多，結構整體剛度變大，地震力也隨之增大，帶來的直接后果就是配筋量增多，那更實際上的情況就是業主關注的鋼筋用量，混凝土用量也必然增多。而如果一味追求經濟的節省，而將剪力墻布置的太少，也不合理，剛度小結構太柔，又可能滿足不了位移的要求。
綜上所述，我們如何做好概念設計，將抽象的理論如何具體到實際工程中呢？
對于高層建筑剪力墻結構設計，工程師可以對各個構件進行具體設計的前提是，合理控制結構的整體性能。
以本工程為例進行分析。3#樓長度為55.2m，超過規范限值45m，出于對抗震有利的考慮，布置剪力墻時，盡量使結構的質量中心與剛度中心接近，減小扭轉效應。當建筑平面不規則，剪力墻無法對稱布置時，應綜合對比考慮如何減小扭轉效應。通過實踐證明，經驗總結，沿建筑周邊設置剪力墻，可以有效的增強結構抗扭剛度，而在結構形心周圍增強構件剛度，對抗扭剛度影響不大，而對整體側向剛度的增強非常有利。本工程平面規則，剪力墻布置均勻對稱。通過應用PKPM-satwe軟件計算得出，x方向最大層間位移角為1/1316，y方向最大層間位移角為1/1234，控制兩方向層間位移角在1/1300左右，若太小，接近規范限值1/1000，考慮到建筑超長，偏于不安全；若太大，剛度也隨之增大，吸收地震力大，經濟上考慮不合理。在考慮偶然偏心影響下，最大層間位移與平均層間位移的比值，X方向是1.18，Y方向是1.22，滿足《高層建筑混凝土結構技術》3.4.5條要求：“A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍”的限值。考慮扭轉耦聯時的振動周期T1=1.8430（平動），T3=1.4987（扭轉），T3/T1=0.813
6結語
在高層建筑結構設計中，越來越強調概念設計的重要性，準確的概念分析可以幫助結構設計人員得到合理的結構布置方案。剪力墻布置方案對結構的受力性能和經濟性能都有影響。通過對結構各項性能指標的分析，可以達到優化設計方案的目的。
參考文獻:
第6篇：高層住宅結構設計范文
關鍵詞：結構設計；剪力墻；設計優化
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
一、高層建筑剪力墻結構的概念設計
剪力墻結構在水平力作用下側向變形的特征為彎曲型。剪力墻結構承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點是整體性好，側向剛度大，水平力作用下側移小，并且由于沒有梁、柱等外露與凸出，便于房間內部布置。在水平地震作用下，高層短肢剪力墻結構主要表現為整體彎曲變形，底部的小墻肢承由于豎向荷載較大，破壞嚴重，特別是一字形小墻肢的破壞最為嚴重。可增加建筑物周邊墻肢長度或連梁高度來消除扭轉不規則，從而使結構的抗扭剛度明顯增大。為了提高墻肢的承載力和延性，還需加強邊緣構件配筋，增大這些部位墻肢縱筋和箍筋的配筋率，嚴格控制軸壓比。
二、剪力墻布置
剪力墻布置除應符合規程中有關規定外，在本文中進一步對剪力墻的布置提出了一些要求，其中關于短肢剪力墻和梁、墻布置都屬于本文著重闡述的內容。
1、雙向布置剪力墻及抗側剛度
高層建筑應有較好的空間工作性能，剪力墻結構應雙向布置，形成空間結構。在抗震結構中，應避免單向布置剪力墻，并宜使兩個方向抗側剛度接近，即兩個方向的自振周期宜相近。
另一方面，剪力墻的抗側剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結構重量，增大剪力墻結構的可利用空間，墻不宜布置太密，使結構具有適宜的側向剛度。
2、豎向剛度均勻
剪力墻布置對結構的抗側剛度有很大影響，剪力墻沿高度不連續，將造成結構沿高度剛度突變，所以應要求剪力墻自上到下連續布置。允許沿高度改變墻厚和混凝土等級，或減少部分墻肢，使抗側剛度沿高度逐漸減小。
3、墻肢高寬比
細高的剪力墻容易設計成受彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。在抗震結構中剪力墻結構應具有延性，設計中墻的高寬應比不應小于2。當墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設洞口將長墻分成長度較小、較均勻的獨立墻段，每個獨立墻段可以是整體墻，也可以是聯肢墻。
4、剪力墻洞口的布置
剪力墻洞口的布置，會極大地影響剪力墻的力學性能。因此，布置剪力墻洞口時應滿足以下3方面要求。
4.1規則開洞，洞口成列、成排布置，能形成明確的墻肢和連梁，應力分布比較規則，又與當前普遍應用程序的計算簡圖較為符合，設計結果安全可靠。同時宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設置；
4.2 對于錯洞剪力墻和疊合錯洞墻，二者都是不規則開洞的剪力墻，其應力分布復雜，容易造成剪力墻的薄弱部位，常規計算無法獲得其實際內力，構造比較復雜。其主要特點是洞口錯開距離很小，甚至疊合，不僅墻肢不規則，洞口之間形成薄弱部位，疊合錯洞墻比錯洞口墻更為不利，設計時應盡量避免。當無法避免疊合錯洞布置時，應按有限元方法仔細計算分析并在洞口周邊采取加強措施或采用其他輕質材料填充將疊合洞口轉化為規則洞口的剪力墻或框架結構；
4.3具有不規則洞口剪力墻的內力和位移計算應符合規程的有關規定。目前除了平面有限元方法外，尚沒有更好的簡化方法計算。對結構整體計算中采用了桿系、薄壁桿系模型或對洞口作了簡化處理的其他有限元模型時，應對不規則開洞墻的計算結果進行分析、判斷，必要時應進行補充計算和校核。
5、剪力墻和加強部位
5.1抗震結構中出現塑性鉸的部位應作為加強部位。而剪力墻頂層、樓電梯間墻等不宜作為加強部位，這樣作的目的是對塑性鉸部位可以有更明確的措施，與由于溫度、收縮等需要的加強措施區別；
5.2剪力墻塑性鉸出現后，剪力墻應具有足夠的延性，剪力墻底部塑性鉸出現都有一定范圍，該范圍內應當加強構造措施，提高其抗剪切破壞的能力；
5.3為安全起見，設計剪力墻時將加強部位范圍適當擴大，抗震設計時，一般剪力墻結構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部兩層二者的較大值，當剪力墻高度超過150m時，為避免加強區太高，其底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/10。
三、高層住宅建筑的剪力墻結構設計方法
高層建筑的剪力墻結構設計，需要根據建筑行業規范的基本要求進行綜合考察，對其結構的合理性進行分析，例如：剪力墻結構不宜設計過大的剛度，具體設計值應該以建筑行業規范所規定的樓層最小剪力系數為目標值，調整設計參數以控制計算結果無限接近規范限值，同時滿足樓層層間的最大位移與層高之比符合規范限值。
1、根據不同的剪力墻結構特點，設計符合實際需求的墻體結構。
抗震設計時，高層建筑的一般剪力墻和簡體墻所承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結構總底部地震傾覆力矩的50%，工程上將該數值落在40%～50%區間以內的情況稱為短肢剪力墻結構。高層建筑的剪力墻結構設計應該嚴格遵循《高層建筑混凝土結構技術規程》中的相關規定，該規程嚴格規定出高層建筑結構不應該全部設計為短肢剪力墻結構。經分析發現，當建筑結構的短肢剪力墻設計較多的情況下，應該盡量采用布置簡體的形式或者直接選用一般剪力墻結構，進而形成由短肢剪力墻與一般剪力墻共同抵抗水平力的剪力墻結構。
2、合理優化剪力墻的外形及尺寸，設計最佳比例的剪力墻結構。
在高層建筑的剪力墻設計過程中，需要特別注意保證其結構的豎直方向和水平方向具有最佳的剛度和載荷分布，盡量將剪力墻的墻肢截面高度設計為比8倍墻厚稍大，兩間合并布置應選擇大開間剪力墻，否則應盡量避免按照開間布置，以滿足豎向載荷傳遞需求。剪力墻的形狀設計應該盡量選用有利于剪力墻結構穩定性的“L”形和“T”形兩種，這種結構同時能夠保證剪力墻具有較好的側向剛度，減輕墻體自重，減小結構體積，降低工程投資額度。根據工程設計經驗，剪力墻中以“L”形及“T”形設計最為常用，當一個方向的剪力墻符合一般剪力墻設計要求時，另一個方向的剪力墻不宜設計過短，以免出現較大的配筋，因此應該控制在1m左右，并且墻端暗柱配筋應以接近構造配筋為佳。
3、合理利用剪力墻結構設計來處理地下室及建筑地基基礎。
高層建筑一般會附帶地下室部分，因此對于地基基礎設計具有特殊的要求。一般而言，對于自然條件較好的施工區域，可以因地制宜，采用天然地基或復合地基。如果建筑樓宇的層數超過十層以上，則多采用比較經濟的梁板式筏形基礎；如果建筑樓宇的層數超過二十層以上，則最適合采用平板式筏形基礎。無論采取哪種基礎形式，其具體方案的確定都需要充分參考剪力墻的間距設計，同時受到結構的抗震設防烈度、層數、地下室結構等因素的綜合影響。
結束語
隨著人們對住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結構的露梁露柱、普通剪力墻結構對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎上，吸收了框架結構的優點，逐步發展形成了能適應人們新的住宅觀念的高層住宅結構型式，即“短肢剪力墻結構”和“異形柱框架結構”型式。這兩種新的結構由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結構的缺點，受到了多數人的肯定和歡迎，所以短肢剪力墻結構得以普遍應用。短肢剪力墻的受力、變形特征，類似以框剪結構。但比框架結構的剛度分配、內力分配更合理，而結構的變形協調導致的豎向位移差別，也比框剪結構小。
參考文獻
［1］GB50011－2010，建筑抗震設計規范.中國建筑工業出版社， 2013．
第7篇：高層住宅結構設計范文
關鍵詞：短肢剪力墻應用優點注意事項
一． 引 言
鋼筋混凝土短肢剪力墻結構形式是我國工程技術人員近年來提出的一種新型的抗側力結構形式，在高層住宅結構中已經得到了日益廣泛的應用, 并廣泛受到建筑師和業主的認可和歡迎。本文就對短肢剪力墻結構形式的概念、結構及計算、在實際工程中的應用優點及注意事項進行探討，力求使我們工程設計人員對這種結構形式有更深刻準確的理解和靈活的運用。
二．短肢剪力墻的概念
短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻；高層建筑結構不應采用全部短肢剪力墻的剪力墻結構；短肢剪力墻較多時，應布置筒體（或一般剪力墻）,形成短肢剪力墻與筒體共同抵抗水平力的剪力墻結構。
三．短肢剪力墻結構及其計算
短肢剪力墻結構是適應建筑要求而形成的特殊的剪力墻結構。其計算模型、配筋方式和構造要求均同于普通剪力墻結構。在TAT、TBSA中，只需按剪力墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結構。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、柱為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度，考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。但是，薄壁桿件模型在分析剪力墻較為低寬、結構布置復雜時，也存在一些不足，主要是薄壁桿件理論沒有考慮剪切變形的影響，當結構布置復雜時變形不協調。而短肢剪力墻結構由于肢長較短（一般為墻厚的5-8倍）。
四．短肢剪力墻在實際工程中的應用優點
（1）滿足建筑功能的需要
墻肢與填充墻等厚，連接各墻的梁位于隔墻豎向平面內，避免框架結構中梁柱突出墻面的問題;墻體采用輕質材料，符合墻體改革的方向;雖然短肢墻構件增加了施工難度，但擴大了使用面積。
（2）滿足結構設計的需要
在小高層住宅中，與常用的剪力墻體系相比，短肢剪力墻體系具有如下優點：充分利用墻肢的承載能力，避免傳統剪力墻結構中墻體過長而通常為構造配筋的浪費;減輕結構自重，降低主體結構和基礎造價，尤其對于地基承載力較低的地區經濟效益顯著;結構自振周期相對加大，彌補剪力墻體系抗側剛度大，從而地震反應加大的缺點;主體結構中大多數墻肢呈受彎工作狀態，從而保證墻體具有足夠的延性；同時大多數連梁的跨高比大于2.5，保證整體剛度的同時降低連梁的自身剛度，避免連梁的剪切破壞，使連梁也具有足夠的延性，以此來彌補剪力墻體系延性的不足。
五．短肢剪力墻實際工程應用中的注意事項
由于短肢剪力墻抗震性能差，在地震區應用經驗不多，因此在設計時，首先要選用適合的計算軟件，合理選用計算分析方法，確定計算模型和相關參數，并加強對計算結果合理性判斷，特別要加強概念設計。
（1）抗側力構件布局要合理
高層住宅采用短肢剪力墻結構體系，只要抗側力構件布局合理仍然是比較理想的一種結構體系，但在地震區，高層建筑中，剪力墻不宜過少，墻肢不宜過短，因此不應設計僅有短肢剪力墻的高層建筑，要求設置剪力墻筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（一般剪力墻）共同抵抗水平力的結構。
短肢墻的布置合理、對稱、均勻、力求質量中心與剛度中心重合，短肢墻布置應以T形、L形、］形、+形為主，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩定。
（2）加強短肢剪力墻抗震構造措施
短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應加強短肢剪力墻抗震構造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。
（3）要注意剛度的均衡性
主要抗側力結構筒體（或長墻）一般利用樓、電梯間,但要注意剛度的均衡性,不要集中在一處布置使建筑產生過大的扭轉效應，同時筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結構總底部地震傾覆力矩的50%，形成多道抗震防線,為了確保水平力可靠傳遞,核心區樓板適當加厚,與核心筒相連的連梁按強剪弱彎設計，短肢墻之間的梁凈跨不宜過小（一般取4~6M）,使其具有一定的耗能作用。
（4）截面尺寸要適當
短肢墻受力以承擔豎向荷載為主，承擔水平荷載為輔，其截面尺寸要適當，墻肢截面高度與厚度之比宜在5~8左右為好,且墻厚不小于200MM,當墻肢截面高度與厚度比小于等于3時,應按柱的要求進行設計，短肢墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6、0.7。對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻,因其延性更為不利,因此軸壓比限值要相應降低0.1。
（5）提高其抗震等級
短肢剪力墻的抗震等級應比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用,主要目的是從構造上改善短肢剪力墻的延性。
（6）按規范調整,短肢剪力墻的剪力設計值
對于短肢剪力墻的剪力設計值，不僅底部加強部位應按規范調整，其他各層也要調整，一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。
（7）采用適當的力學模型
短肢剪力墻―筒體（或一般剪力墻）結構體系,電算分析力學模型建議采用高層建筑結構空間有限元分析軟件SATWE,短肢剪力墻結構體系考慮，各部位宜取兩種力學模型分析結果的不利工況,短肢墻之間的梁應根據跨高比的不同分別按連梁、框架梁計算內力和配筋,短肢墻仍屬于剪力墻的范疇，配筋可采用一般剪力墻的計算方法,但是對于長寬比小于3的短肢墻則必須按柱的方法設計。
（8）處理好填充墻與鋼筋砼變形模量的問題
由于外墻面鋼筋混凝土短墻肢之間填充墻與鋼筋混凝土墻的變形模量不同，在二者交界處易產生裂縫，通常采取的措施是在做粉刷時，在二者交界面處附粘一層玻璃絲布，使應力平緩過渡。
六．工程實例分析
上圖1為某商住樓的二層墻柱結構平布置圖的前面部分,圖中表示的墻為建
筑圖首層的墻,本建筑首層層高為6m,如果按照一般剪力墻的概念來操作,本
層的墻的墻厚要做到450mm,由于首層此位置為商鋪所在,為讓商鋪在平面及
空間上盡量不露出墻柱或墻柱不宜往外突出太多以至影響商鋪的使用及墻柱
軸壓比限制原因,本層剪力墻在墻厚滿足了20分之一的層高,即厚300mm后,
不再執行墻厚滿足大于等于300mm厚且墻厚滿足了15分之一的層高可認為是
一般剪力墻的補充規定，將此墻做成短肢剪力墻,如圖1中的墻1,此墻1短
肢方向為300×600,長肢方向為300×1600,在設計計算時并將此墻的抗震等
級提高為二極抗震，并采取了相應的抗震構造措施,如設置約束邊緣構件等措
施，這就可以解決了首層商鋪的平面使用功能,得到客戶的認可。
七．結論
通過對上述問題的探討，進而正確理解短肢剪力墻的概念、結構及其計算、在實際工程中的應用優點及注意事項將有助于我們設計工作人員設計出更安全、更經濟、更適用的房屋。
參考文獻
第8篇：高層住宅結構設計范文
關鍵詞：小高層建筑；結構設計；鋼筋混凝土；性能
Abstract: This paper analyzes the structure of high-rise building design features a high-rise building structure design theory based on the existing national standards, conducted in-depth analysis of the high-rise building structures economy, come to some practical the value of the conclusions, the optimization of high-rise building design has great practical significance.Key words: high-rise buildings; structural design; reinforced concrete; performance
中圖分類號：TU241.8文獻標識碼： A 文章編號：
1高層住宅結構設計總體指標控制
計算判斷結構抗震是否可行的主要依據是在風荷載和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，結構的振型曲線，自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍中。總體指標對建筑物的總體判別十分有用。譬如說若剛度太大，周期太短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費；但剛度太小，結構變形太大，影響建筑物的使用。當然建議對于頂層構件可不考慮在內，否則很難滿足上述指標。另外地震效應是與建筑物質量成正比,減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效措施.高層建筑中質量大了,不僅作用于結構上的地震剪力大,還由于地震作用傾覆力矩大,對豎向構件產生很大的附加軸力.因此,在小高層建筑房屋中,結構構件宜采用高強度材料,非結構構件和圍護墻體應有用輕質材料。減輕房屋自重，既減小了豎向荷載作用下構件的內力，使構件截面變小，又可減小結構剛度與地震效應，不但能節省材料，降低造價，還能增加使用空間。
對于小高層住宅結構而言，在結構選型上應注意以下幾點:
1.1結構的規則性
《抗規》、《高規》在這方面要求了相當多的限制條件，例如:平面規則性信息、豎向抗側力、剛度變化宜均勻等，而且，《抗規》采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構的規則性問題對整個結構設計是很重要的。
1.2上部結構嵌固端的設計
由于小高層住宅一般都帶有一層或一層以上的地下室或人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，我們在嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性等問題上都要認真考慮，不得忽視。
1.3短肢剪力墻的設計
由于目前的住宅內部空間以及美觀的要求，以及建筑造價經濟合理的要求，從而對結構體系的要求也隨之提高，剪力墻結構(含部分短肢剪力墻)就是適應建筑要求而形成的特殊的剪力墻結構。剪力墻結構(含部分短肢剪力墻)能夠較好地完成建筑要求，并且較為經濟合理
2 性能分析
2.1 抗震性能分析
對結構體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結合概念設計的理念，對上述兩種結構體系進行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學研究院編制的結構空間有限元分析軟件SATWE。在結構設計中，不僅要求結構具有足夠的承載能力，還要求其有適當的剛度。高層結構的使用功能和安全與其側移的大小密切相關，過大的側向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現裂縫或損壞。結構分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結構體系層間位移角，剪力墻結構小于框剪結構，但均小于規范要求，且富裕量較大，說明兩種結構體系滿足剛度要求。但就使用性能方面，剪力墻結構由于墻體太多，結構自重大，導致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架――剪力墻結構的特點是平面使用靈活，適用性強，結構合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側力結構很好地協同發揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結構更為有利的水平變形曲線。由框架構成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當大的抗側移剛度，從而使框一剪結構具有較好的抗震能力，也大大減少了結構的側移。
2.2 經濟性比較
我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結構直接費的計算，發現三種鋼筋混凝土住宅結構單位面直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結構的單位面積直接費最大，框架――剪力墻結構的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結構的單位面積直接費比框架――剪力墻結構的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結構的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結構的單位面積直接費比框架――剪力墻結構的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結構的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架――剪力墻結構的最小，大開間剪力墻結構的次之，短肢剪力墻結構的會稍微較大些，然而三種結構體系直接費最大相差不到45元/。
3小高層住宅鋼筋混凝土結構設計的要點
3.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結構設計的控制因素
在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結構設計;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結構設計產生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
3.2 軸向變形不容忽視
對于采用框架――剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到很大的數值，其后果相當于連續梁中間支座產生沉陷，使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
3.3 側移成為鋼筋混凝土結構設計的控制指標
與低層住宅不同，結構側移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結構設計的關鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，結構的頂點側移一般與房屋高度H 的四次方成正比。在設計小高層住宅時，不僅要求結構具有足夠的強度，而且還要有足夠的抗側移剛度，使結構在水平荷載下產生的側移控制在一定的范圍內。這是因為:
a.過大的側移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。
b.過大的側移會使隔墻、圍護墻以及它們的高級飾面材料出現裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導致不能正常運行。
c.過大的側移會因P -效應使結構產生附加內力，甚至因側移與附加內力的惡性循環導致建筑物的倒塌。
3.4 結構延性是鋼筋混凝土結構設計的重要指標
相對于低層住宅而言，小高層住宅更柔一些，地震作用下的變形就更大一些。為了使結構在進入塑性階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。
4小高層住宅鋼筋混凝土結構設計策略
4.1 優化設計的方法
當前，在無成熟的優化設計分析軟件的情況下，主要是應用小高層住宅結構分析軟件，采用人工分析進行調整，運用概念設計的方法對不同的結構選型和布置不斷的進行方案分析比較，以獲得比較理想的結構方案，這是在結構設計中最常用的也是最簡單的優選或者說是優化方法。用概念設計的方法所得的方案是較合理、經濟的，雖其費工費時、對設計人員的素質要求較高，但這種依靠設計人員經驗進行人工優化的方法仍是當前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結構(包括基礎)布置方案;確定了結構布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設計人員自己做出判斷。
5結語
總之，高層設計時，做好概念設計，根據房屋的建造地點，平立面體形，層數多少，在滿足安全性、耐久性與舒適性要求的前提下采用合理的結構體系。在構件設計中精打細算，嚴格執行規范構造要求對于整個建筑物，保證安全，降低造價影響巨大，這也是我們在今后設計中不斷提高及改進的。
參考文獻
[1]沈蒲生《樓蓋結構設計原理》科學出版社。2003.12
第9篇：高層住宅結構設計范文
關鍵詞：小高層住宅；短肢剪力墻；結構設計
Abstract: as the current rapid development of real estate market, small high-rise residential also appear constantly. Residential building structure is made of steel and concrete whole casting and become, have building high quality and good lighting conditions, eye shot is open, and many other advantages, now has more and more become the object of the person that buy a house place favour. Short-shear walls are now emerging as the small high-rise residential structure, more and more the building designers have to use. This paper is small high-rise residential short-shear walls the problem of structure design in-depth analysis and discussion, the paper first expounds the short shear wall design principle, then analyzes the short shear wall structure design method, the last of the full text are summarized, which is expected to for the current residential building shear wall structure design of the optimization and provide some development can be used for reference.
Keywords: small high-rise residential; Short-shear walls; Structure design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
伴隨著我國當前房地產市場的快速發展，小高層住宅也不斷出現。小高層住宅的結構是由鋼筋與混凝土整體澆筑而成的，具有建筑質量高、采光條件好、視野開闊等諸多優點，目前已經越來越成為廣大購房者所青睞的對象。短肢剪力墻作為目前新興的小高層住宅結構，為越來越多的建筑設計師所使用。本文就小高層住宅短肢剪力墻的結構設計問題進行深入分析與論述。
一、短肢剪力墻的設計原則
在開展短肢剪力墻的設計時，首先需要注意保證剪力墻結構具有適度的剛性，明確剪力墻結構的傳力路徑，建筑方案的設計同剪力墻結構的設計應當充分結合，從而保證短肢剪力墻結構的設計不僅能夠滿足小高層住宅的建筑功能，又能夠具有較高的經濟性與安全性。具體說來，短肢剪力墻的設計原則主要包括以下幾個方面：
1、分散、均勻、對稱原則。分散、均勻原則指的是短肢剪力墻每一面的抗側強度相當，避免剛度較大的短肢剪力墻承受過于集中的壓力。對稱原則能夠使短肢剪力墻的質心與剛心相一致，從而盡可能的降低建筑物所承受的扭矩。
2、短肢剪力墻結構設計量適度。小高層住宅建筑內不應當都設計為短肢剪力墻結構，如果設計的短肢剪力墻結構比較多，可以采用在豎向交通中心區設計普通剪力墻來一起承擔水平力。
3、依據結構受力需求確定長短與數量
在小高層住宅剪力墻結構設計過程中應當依據結構受力的需求來設計短肢剪力墻的長短與數量。除此之外，還可以通過基本自振周期的方式來進行短肢剪力墻布置合理性的判斷。
4、短肢剪力墻在設計時應當盡可能的拉直、對齊，從而有效與連梁共同構成抗側力構件。除此之外，由于在小高層住宅的平面外邊緣以及拐角處，極易產生集中性較強的應力，所以需要設計短肢剪力墻來滿足建筑對平面剛性以及抗扭的需要。
5、如果施工過程中采用的是普通的樓板，那么在進行短肢剪力墻設計時應當保持較小的間距，從而有效防止普通樓板自身產生較大的變形，否則就需要在施工時改用預應力樓板。
6、在短肢剪力墻相鄰的洞口之間以及洞口與墻體邊緣之間應當避免小墻肢的設計產生。筆者通過實驗證明，當墻肢的寬度與厚度的比值低于3的情況下，小墻肢比大墻肢在受到荷載反復作用時開裂的時間更早，即便是提高配筋水平，也不能避免小墻肢受到破壞的時間比大墻肢更早。
二、短肢剪力墻的結構設計方法
本文主要從短肢剪力墻的設計以及短肢剪力墻配筋構造兩個方面對短肢剪力墻結構設計的方法進行分析與論述。
（一）短肢剪力墻的設計
短肢剪力墻的設計應當包括墻肢設計以及連梁設計兩個部分，筆者就從這兩個方面對短肢剪力墻的結構設計進行了分析：
1、墻肢的設計
在進行墻肢設計時，要對墻肢的截面進行受彎與受剪等方面的計算，除此之外，還應當通過正截面偏心受托、偏心受拉的計算，在集中荷載作用下還需要再計算短肢剪力墻的局部受托承載力。在墻肢設計時，不僅要滿足最小配筋率的要求，而且還應以此為依據進行墻肢端部受力鋼筋的確定，也就是約束邊緣構件或者構造邊緣構件的縱筋，再依據斜截面抗剪計算結果，確定墻肢腹板水平分布的鋼筋。
2、連梁設計
小高層住宅中的連梁可以看做是一個耗能構件，連梁設計的科學與否能夠直接影響到短肢剪力墻的力學性能。這是由于各個墻肢都是通過連梁連接在一起，并形成聯肢墻共同發揮作用的，連梁對墻肢的約束直接關系到小高層住宅的抗震性能，并且會產生較大的影響。當小高層住宅梁的跨與高的比值小于5時，按連梁進行設計，當跨與高的比值大于5時，就應當按照框架梁進行正截面受彎承載力的計算，控制混凝土壓區高度，連梁的正截面配筋，按矩形截面構件計算，取上、下配筋的較大值，按對稱配筋置于梁截面上、下部位，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅百分之七十至百分之八十來解決。除此之外，由于短肢剪力墻的剛度相對較小，這就增加的連梁受剪破壞的可能性，所以，在進行小高層住宅連梁的設計中需要注意應當盡可能的避免連梁剪切破壞先于彎曲破壞，連梁應當進行斜截面受剪承載力計算，滿足強剪弱彎的要求。依據斜截面抗剪計算所得的箍筋沿全跨加密設置。對于個別連梁，由于它的跨度比較小，剛度又比較大，在地震的作用下是允許連梁局部開裂的，可以將連梁的剛度予以折減，但是折減系數不能小于0.55，抗震設計的剪力墻的連梁彎矩及剪力也可以進行塑性調幅，從而達到降低其剪力設計值的目的。
（二）短肢剪力墻的配筋構造
短肢剪力墻不僅需要依據結構計算進行配筋，而且還應當設計構造鋼筋。短肢剪力墻的側向剛度介于異形框架柱和普通剪力墻之間，以軸向力為主，彎矩為輔。跟異型框架柱和普通剪力墻結構沒有什么不同，短肢剪力墻在設計時也應當加強邊緣構件的配筋。
振動臺模擬地震試驗結果表明，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢、底部的小墻肢、連梁等是短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節。當有扭轉效應，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢會首先開裂，在地震作用下，高層短肢剪力墻結構將以整體彎曲變形為主，底部的小墻肢，截面面積小且承受較大的豎向荷載，破壞嚴重，特別是“一”字形小墻肢破壞最為嚴重，在短肢剪力墻結構中，由于墻肢剛度相對減小，使連梁受剪破壞的可能性增加。所以，在短肢剪力墻結構設計中，對這些薄弱環節，更需要加強概念設計和抗震構造措施。
三、結束語
通過上述幾個部分的分析與論述，我們可以看到，短肢剪力墻結構在目前小高層住宅設計中具有其獨特的靈活性與極強的抗震能力。在進行小高層住宅剪力墻結構的設計過程中應當充分遵守其設計原則，在進行墻體設計以及配筋構造時應當兼顧其經濟性與安全性。
參考文獻：
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