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浅谈某住宅楼的结构设计与分析

摘要：随着经济建设的发展和城市化进程步伐的不断加快,住房建设用地日

趋紧张,新建高层建筑越来越高。为满足抗震等条件的要求,新的结构形式也不断

发展,其中剪力墙结构就广泛用于高层住宅。因此,对高层住宅剪力墙结构的力学

性能进行研究具有重要的理论与实践意义。本文以某高层剪力墙住宅为例，从地

基处理到剪力墙计算与构造，系统地介绍了高层结构的设计过程，进而对结构抗

震设计做了分析探讨。同时，针对设计中遇到的具体问题提出了建议，对剪力墙

结构的设计具有参考价值。

关键词：剪力墙；位移比；变形缝；延性；抗震构造

1工程概况

某工程为一幢高层住宅建筑，总长65.26m，总宽21.6m，地下一层，地上

33层，层高2.9rn，建筑高度为95，70m，建筑面积36750m2。住宅标准层平面

由二个相同的单元组合而成，平面布置图如图1所示。剪力墙结构，工程按8

度抗震烈度设防，地震基本加速度为0.15g,剪力墙抗震等级为一级。湿陷性黄土

地基。

图1标准层结构平面布置图（mm）

2地基与基础

根据该工程详勘报告，本工程由浅至深的土层分别为填土、素填土、黄土1、

黄土1、黄土2、古土壤2、中砂(见表1)。根据剪切波速测试结果，拟建场地土

层范等效剪切波速平均为为254.6m/s，且场地覆盖层大于5m，根据GB50011-2001

规范表4.1.6。建筑场地类别为Ⅱ类。根据地堪报告本场地属于Ⅱ级自重湿陷黄

土地基。

该高层住宅楼为湿陷性黄土场地上的甲类建筑，依据，《GB50025-2004》规

范，甲类键筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基穿透全部湿陷黄土层，或将基

础设置在非湿性黄土层上；防水措施可按一般地区规定设计。根据本工程特性，

地基处理方案应同时满足消除湿陷性及上部荷载的要求，而天然地基及复合地基

均难以达到荷载和变形要求。因此该建筑采用桩基方案。基础型式采用钢筋混凝

土筏板基础，筏板厚1600mm，筏板外挑300mm。基础与灌注桩桩顶之间设置

100mm素混凝土垫层，保证基础受力均匀。

3主体结构设计

3.1变形缝设置

依据伸缩缝最大间距控制要求，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝间距不大于

45m，故在本工程中部设置一道变形缝，缝宽400mm，同时满足抗震缝宽度要求。

鉴于地下室变形缝对建筑防水的不利影响，故筏板基础及地下室不设变形缝，而

是通过设置后浇带来满足结构需要。后浇带宽800mm，由筏板、地下室外墙、

地下室顶板贯通设置，后浇带处钢筋不断，待两个月后用强度等级高一级的不收

缩混凝土浇注。

3.2结构计算与分析

本工程抗震设防烈度为8度，基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第

一组，特征周期为凡=0.35s。建筑场地类别为II类。剪力墙抗震等级为一级。基

本风压为0.4kN/m2，基本雪压为0.35kN/m2。采用中国建筑科学研究院编制的

PKPM系列软件(2008年5月版)的SATWE程序进行结构分析。

由于本工程平面凹凸不规则，故采用符合楼板平面内实际刚度变化的不规则

结构计算模型，并且考虑偶然偏心和双向地震作用。施工荷载采用逐层加载方法。

地震计算振型个数取15，风荷载体型系数取1.3。结构分析采用楼层刚度分析法。

计算结果见表2、表3、表4。

由以上计算结果可以得出:基底剪力系数即楼层剪重比大于3.2%，满足规范

对楼层最小剪重比的要求;结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自

振周期T1之比为0.78小于规范规定的最大限值0.9，表明该结构扭转效应符合

规范要求;层间位移小于规范限值，保证结构的整体抗震性能;同时考虑偶然偏心

的扭转位移比小于1.2，表明该结构不属于扭转不规则结构。另外，从JCCAD

程序中可以得出该结构质心与刚度中心的偏心距比值符合规范要求，表明本工程

结构选型合理。

3.3杭震措施与构造

我国的结构抗震设计方案采用的是较低地震力—较高延性方案:采用明显小

于设防烈度的小震地面运动加速度来确定结构的设计地震作用，并通过与其他荷

载内力进行组合，来完成结构的截面设计。在地震反应过程中，主要通过钢筋混

凝土结构屈服后形成的延性耗能机构，达到抗震设防的目标。

在设计过程中，主要通过内力调整和构造措施，确保钢筋混凝土结构在低设