某小區(qū)高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

廖小龍

摘要：對(duì)于一些采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)型式的高層建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足高層建筑的各項(xiàng)要求及滿足規(guī)范對(duì)此類結(jié)構(gòu)的其他規(guī)定，同時(shí)加強(qiáng)構(gòu)造處理方面的各種措施。本文介紹了某小區(qū)高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題，如抗震等級(jí)的選取、剪力墻墻厚的設(shè)計(jì)、框支柱剪力的0.2Q0調(diào)整，轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的確定、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則和側(cè)向剛度不規(guī)則的控制、基礎(chǔ)埋深設(shè)計(jì)等。

關(guān)鍵詞：抗震等級(jí)；剪力墻墻厚；0.2Q0調(diào)整；側(cè)向剛度；扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；基礎(chǔ)埋深

1 引言

隨著生活水平的提高，人們對(duì)住宅的要求越來越高，臥室、客廳要求盡量避免凸墻凸柱，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)更多地選用剪力墻結(jié)構(gòu)。而隨著商業(yè)的發(fā)達(dá)，商鋪的經(jīng)濟(jì)效益好于住宅，很多小區(qū)外圍臨街建筑一、二層都考慮建成商場(chǎng)或商鋪，此時(shí)要求盡量在商鋪內(nèi)部是矩形柱，以滿足大空間使用要求。于是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)多選擇框支剪力墻結(jié)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)換構(gòu)件將上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力傳遞到基礎(chǔ)和地基，以最大限度地實(shí)現(xiàn)商住樓的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文結(jié)合實(shí)際工程，具體探討此類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的一些常見問題。

2 工程概況

本工程為位于中山古鎮(zhèn)的高層小區(qū)臨街的一座商住樓，主體結(jié)構(gòu)總高為60.60m，為18+1（復(fù)式）結(jié)構(gòu)，19層為復(fù)式，僅為后半部分。無地下室，室外地面標(biāo)高為-0.300m，一、二層為商場(chǎng)，層高均為4.8m，轉(zhuǎn)換層設(shè)在二層頂；三至十九層高均為3.0m。本工程為丙類建筑，抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度為0.10g，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，基本風(fēng)壓為0.70kN/m2，100年重現(xiàn)期風(fēng)壓為0.75 kN/m2，地面粗糙度為B類。設(shè)計(jì)時(shí)建筑要求商場(chǎng)中部的剪力墻轉(zhuǎn)換成矩形柱，電梯至后半部分的剪力墻可以設(shè)計(jì)為落地剪力墻。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算、分析

3.1 轉(zhuǎn)換體系的選擇

商場(chǎng)中部的需轉(zhuǎn)換兩排剪力墻，占剪力墻總面積的為30%（>8%），所占的比例較大，根據(jù)《廣東省實(shí)施《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）補(bǔ)充規(guī)定》DBJ/T 15-46-2005（以下簡(jiǎn)稱《廣東省《高規(guī)》補(bǔ)充規(guī)定》）第9.2.3條，此時(shí)應(yīng)將二層定義為轉(zhuǎn)換層。

本工程落地剪力墻的間距最大為7.6m< 2B=15.2m，且<24m，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)））10.2.16條第5點(diǎn)的規(guī)定；同時(shí)落地剪力墻與相鄰框支柱的距離為2.5m<12m，滿足《高規(guī)》10.2.16條第6點(diǎn)的規(guī)定。

根據(jù)以上兩點(diǎn)，本工程二層頂允許設(shè)置轉(zhuǎn)換層，用于轉(zhuǎn)換商場(chǎng)中部的剪力墻。

3.2 抗震等級(jí)的選取

由《高規(guī)》表4.8.2有，框支剪力墻結(jié)構(gòu)，7度，建筑物高度≤80m，非底部加強(qiáng)部位的剪力墻的抗震等級(jí)為三級(jí)，底部加強(qiáng)部位為二級(jí)，框支框架為二級(jí)。

由《高規(guī)》4.8.6條有，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)。由《廣東省《高規(guī)》補(bǔ)充規(guī)定》3.6.4條，裙樓可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)考慮抗震等級(jí)。當(dāng)主樓為框架-剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)，裙樓為框架結(jié)構(gòu)，且裙樓柱的凈高與柱截面長(zhǎng)邊的比不小于6時(shí)，裙樓可按本身高度確定抗震等級(jí)，但與主樓的抗震等級(jí)相差不應(yīng)大于一級(jí)，與主樓相鄰跨的梁柱應(yīng)作適當(dāng)加強(qiáng)。查《高規(guī)》表4.8.2有，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，7度，高度≥60m，框架的抗震等級(jí)為二級(jí)。

4 基礎(chǔ)埋深的設(shè)計(jì)

地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)與基礎(chǔ)埋置深度關(guān)系較大，軟弱土層時(shí)更為明顯，因此，高層建筑的基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度，當(dāng)抗震設(shè)防烈度高、場(chǎng)地差時(shí)，宜采用較大埋置深度，以抗傾覆和滑移，確保建筑物的安全。

《高規(guī)》12.1.8規(guī)定，基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度。在確定埋置深度時(shí)，應(yīng)考慮建筑物的高度、體型、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎(chǔ)底面，并宜符合下列要求：樁基礎(chǔ)，可取房屋高度的1/18（樁長(zhǎng)不計(jì)在內(nèi)）。

對(duì)于本工程，采用錘擊高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，主體建筑物高度為H=60.3+0.3=60.6m，H/18=3.4m。由于承臺(tái)最高為1.8m，承臺(tái)面標(biāo)高為1.6m，和首層地板面標(biāo)高相差較高。通過在承臺(tái)間通過在主體間拉結(jié)主梁，加強(qiáng)首層地板下的墻體的穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

以上幾點(diǎn)是本人在設(shè)計(jì)過程中遇到的一些問題，在處理過程中多次與本公司總工和審圖中心總工咨詢溝通，得到了較好的解決方法。高層建筑的造型和功能日趨多樣化，要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中不僅要正確運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件，透徹理解規(guī)范條文的意義，而且需要多詢問有經(jīng)驗(yàn)的老工程師，設(shè)計(jì)出更加安全合理經(jīng)濟(jì)可靠的結(jié)構(gòu)。