摘要：隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，高層錯(cuò)層住宅成為現(xiàn)代化建筑行業(yè)的重要關(guān)注點(diǎn)之一。為此，本文將著重針對高層錯(cuò)層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：高層錯(cuò)層住宅；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分析與探討

近年來，我國高層錯(cuò)層住宅建筑不斷增加，剪力墻結(jié)構(gòu)成為高層錯(cuò)層住宅建筑中的主要應(yīng)用形式之一，使應(yīng)用空間更加靈活，簡化設(shè)計(jì)流程與施工流程，提升建筑工程施工效率，降低建筑工程運(yùn)行成本。

1、高層錯(cuò)層住宅中的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)

相關(guān)資料顯示，“錯(cuò)層結(jié)構(gòu)”對高層住宅具有兩方面的不利影響因數(shù)，一方面是由于樓板被劃分成多個(gè)塊狀，樓板之間相互交錯(cuò)，增加錯(cuò)層構(gòu)件的內(nèi)力與形變力，降低樓板之間的協(xié)調(diào)能力；另一方面是由于樓板錯(cuò)層導(dǎo)致錯(cuò)層較差位置出現(xiàn)豎向短構(gòu)件，錯(cuò)層構(gòu)件剛度增加會(huì)導(dǎo)致通向受力出現(xiàn)內(nèi)力集中現(xiàn)象，降低建筑物的抗震性能。其中“短構(gòu)件”所存在的問題主要表現(xiàn)在“多層框架結(jié)構(gòu)”中，會(huì)降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。若將剪力墻運(yùn)用在高層住宅中，使剪力墻成為抗側(cè)力構(gòu)件，具有規(guī)則性的搓成對其結(jié)構(gòu)受力所產(chǎn)生的影響相對比較有限，但對兩側(cè)有錯(cuò)層連梁相連的墻體具有一定的影響。建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯(cuò)層現(xiàn)象會(huì)增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，若錯(cuò)層構(gòu)件在整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件中占據(jù)較大的應(yīng)用比例，建筑物整體側(cè)向剛度會(huì)隨之增加，剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度比框架結(jié)構(gòu)的增加量小。如果兩個(gè)相互錯(cuò)層且相鄰的樓板僅由兩樓之間的墻或者是層柱進(jìn)行連接，與平面剛度相對較大的樓板相比，錯(cuò)層墻或者是錯(cuò)層柱的彎剪剛度的值相對比較小，若結(jié)構(gòu)處于受力狀態(tài)，不同結(jié)構(gòu)的兩部分出現(xiàn)不協(xié)調(diào)變形想象，增加錯(cuò)層墻或者是錯(cuò)層柱的內(nèi)力，因?yàn)?，錯(cuò)層墻與錯(cuò)層柱的受力同錯(cuò)層墻與錯(cuò)層柱兩端壓力分布的均勻性有關(guān)。

2、高層錯(cuò)層住宅剪力墻上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1結(jié)構(gòu)選型

建筑結(jié)構(gòu)中根據(jù)建筑功能分區(qū)的要求與需要，一個(gè)平層有兩個(gè)層屬于錯(cuò)數(shù)層，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)被成為“錯(cuò)層結(jié)構(gòu)”。先要降低高層錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不規(guī)則性，需要使建筑結(jié)構(gòu)與建筑專業(yè)之間能夠系誒套一直，禁止使用受力具有復(fù)雜性的錯(cuò)洞剪力墻。建筑平面結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的對稱性，對建筑結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)同樣應(yīng)保證平面布置結(jié)構(gòu)的對稱性，防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。若三個(gè)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)中間有一個(gè)平層，使樓板之間能夠相互連接、貫通，平層的存在能增強(qiáng)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，能夠良好的將地震力傳遞出去，提高建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，使搓成構(gòu)建與非錯(cuò)層豎向構(gòu)建之間所存在的變形差異能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對高層錯(cuò)層住宅剪力墻上部結(jié)構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)選用厚度為120毫米的板層，確保每個(gè)單向?qū)愉摻钆浣盥誓軌虼笥?.25%，并對其進(jìn)行雙向、雙層設(shè)計(jì)。

2.2結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件

高層錯(cuò)層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)算時(shí)需要運(yùn)用多種結(jié)構(gòu)結(jié)算軟件，例如SAEWE、MIDAS等軟件。由我國建筑科學(xué)研究院所編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件（高層版）》又被簡稱為“SAEWE”，該軟件能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行整體性分析，并在該規(guī)定中對“錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)”進(jìn)行明確規(guī)定，著重之處，錯(cuò)層簡歷結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)，需要運(yùn)用兩種或者是兩種以上的不同力學(xué)模型對其進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建三維空間，通過運(yùn)用SEWE分析軟件對其內(nèi)力進(jìn)行整體性分析與計(jì)算，明確高層錯(cuò)層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的解決應(yīng)用數(shù)據(jù)。

2.3結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的分析與判斷

對結(jié)構(gòu)結(jié)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與判斷主要從五個(gè)方面入手，即周期比、位移比、層剛度比、錯(cuò)層處剪力墻墻上開洞、剪重比。

其一，“周期比”。周期比能夠?qū)⒏邔渝e(cuò)層住宅整體結(jié)構(gòu)的抗扭性能直觀的反應(yīng)出來，是判斷高層錯(cuò)層住宅整體結(jié)構(gòu)抗扭性能的宏觀指標(biāo)，在《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件（高層版）》中明確指出，A級(jí)高層建筑的Tt：T1應(yīng)小于等于0.9，其中“Tt”是指結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自轉(zhuǎn)周期，“T1”是指以結(jié)構(gòu)平動(dòng)為主的第一自振周期。相關(guān)資料顯示，在強(qiáng)制剛性樓板的作用下，能夠?qū)㈠e(cuò)層結(jié)構(gòu)中局部振動(dòng)過濾掉，高層錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)中，周期比相對比較準(zhǔn)確。

其二，“位移比”。位移比能夠?qū)⒏邔渝e(cuò)層住宅整體結(jié)構(gòu)的平面布置的規(guī)則性直觀的反映出來，對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)起到一定的限制作用，防止扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的產(chǎn)生導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象。在《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件（高層版）》針對高層錯(cuò)層住宅剪力墻的位移比具有明確的要求，在地震作用下建筑建構(gòu)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，A級(jí)高層建筑樓層豎向構(gòu)建的最大水平位移應(yīng)小于等該樓層平均值的1.5倍、層間位移應(yīng)小于等于該樓層平均值的1.2倍。

其三，“層剛度比”。在《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件（高層版）》中對高層建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)具有明確的要求，需要保證樓層側(cè)向剛度應(yīng)大于相鄰上部樓層側(cè)向高度的70%或者是相鄰3層側(cè)向剛度平均值的80%。因此，設(shè)計(jì)人員對高層錯(cuò)層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)曉得建筑結(jié)構(gòu)每層的剛度值，由于高層建筑結(jié)構(gòu)屬于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，對建筑結(jié)構(gòu)每層剛度值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其計(jì)算結(jié)果存在一定的誤差，需要通過手工計(jì)算方式獲得較為準(zhǔn)確的剛度數(shù)值。于此同時(shí)，還應(yīng)從建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況入手，通過地震剪力和層間位移之比對建筑結(jié)構(gòu)每層的剛度值進(jìn)行結(jié)算、求解，盡管如此，計(jì)算出的層剛度值依然是一個(gè)近似的結(jié)果。

其四，“錯(cuò)層處剪力墻墻上開洞”。對高層錯(cuò)層住宅剪力墻進(jìn)行剪力建筑模式時(shí)，應(yīng)構(gòu)建兩個(gè)建筑模型，在一個(gè)模型剪力墻上實(shí)施開洞處理，并將墻上開洞信息輸入到SAEWE軟件中，將另一個(gè)模型的框量信息輸入到SAEWE軟件中，然后用MIDAS軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，使計(jì)算結(jié)構(gòu)能夠更加接近真實(shí)模型結(jié)果。

其五，“剪重比”。剪重比能夠?qū)⒏邔渝e(cuò)層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的整體動(dòng)力特性直觀的反映出來。若建筑結(jié)構(gòu)偏柔，則剪重比無法滿足實(shí)際建筑也要求與需要。因高層錯(cuò)層住宅剪力墻不具備“層”這一個(gè)概念，所計(jì)算出來的剪重比不具備實(shí)際意義，可以從計(jì)算周期對其進(jìn)行判斷。

3、總結(jié)：

對高層錯(cuò)層住宅實(shí)施剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，需要將建筑平面布置標(biāo)準(zhǔn)作為基本設(shè)計(jì)依據(jù)，明確同周期之間的關(guān)系，避免上部結(jié)構(gòu)與地基之間出現(xiàn)共振現(xiàn)象，從方面、電梯間、樓梯間的邊角入手，通過運(yùn)用異形墻肢，在保證建筑結(jié)構(gòu)承載性能的前提下，提高建筑自振周期的科學(xué)性與合理性，提升建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

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