某高層住宅結(jié)構(gòu)設計研究

1、某高層住宅結(jié)構(gòu)設計研究【摘 要】當前，隨著城市經(jīng)濟的快速增長、土地資源短 缺，高層建筑逐漸增多，城市高層住宅已成為最常見的商業(yè) 住宅形式，對于此類建筑的結(jié)構(gòu)設計中要根據(jù)其特點力求做 到安全、經(jīng)濟、實用。其中有些高層住宅與地下車庫相連， 控制住宅樓的絕對沉降是設計的關鍵。【關鍵詞】高層住宅；結(jié)構(gòu)設計；剪力墻；沉降控制近年來，隨著城市化進程的加快、城市人口基數(shù)的逐漸 加大，住宅的需求亦隨之大量增加，高層住宅建筑越來越多 地被采用。本文結(jié)合某商業(yè)住宅小區(qū)，對該結(jié)構(gòu)形式的設計 經(jīng)驗進行總結(jié)，以期參考交流。某商業(yè)小區(qū)住宅由12幢1322層高層住宅建筑及輔房 組成，其中1、4、5、7、8號樓與地下車庫相連

2、。1上部結(jié)構(gòu)合理配置剪力墻是控制此類建筑側(cè)向剛度 的關鍵高層建筑一般利用窗間墻和縱橫墻布置鋼筋混凝土小 墻肢，這樣可以不占用室內(nèi)空間，小墻肢間通過連梁和現(xiàn)澆 混凝土樓屋面板相連，形成小墻肢-連梁承重體系。小墻肢剪力墻布置應按照抗震設計要求，結(jié)合各建筑房 型的窗間、樓梯間、電梯間及房間四周的內(nèi)外墻等情況，小 墻肢剪一般有一字形、l形、t形、十字形等墻段，在平面 中各個主軸方向均勻?qū)ΨQ布置，盡量做到剛心與質(zhì)心重合， 以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。各墻肢肢長不宜相差太大，使各個墻肢 剛度接近，保證在地震作用下，水平力均勻地分配給各墻肢, 避免因個別墻肢過長，剛度過大產(chǎn)生很大的地震水平力而出 現(xiàn)超筋。在豎向墻肢上

3、下對齊、連續(xù)，根據(jù)建筑底的層高及 上部的變化通過墻肢的厚度和混凝土強度的變化，使豎向剛 度從下至上逐漸變小，并使任何上下層剛度變化不大于70%o 墻肢間凈距不大與5米，連梁高度宜小與400,并盡可能地 布置與兩房間之間，使住宅空間得以充分利用。墻肢的多少 決定了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度。墻肢的過多，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛 度偏大，地震反應大，構(gòu)件內(nèi)力大，配筋也增大甚至超筋， 造成浪費；墻肢的過少，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度偏小，水平地 震作用下位移過大，不能滿足正常使用。調(diào)整墻肢的數(shù)量及 大小，使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度能滿足水平位移要求，又不引起 過大的內(nèi)力。表1為三幢樓的部分設計指標。3號、5號樓平面東西對稱，南北不對

4、稱，底層結(jié)構(gòu)層 高為3. 4米，以上各層為2. 9米，如剪力墻不變，第一層剛 度比第二層剛度則小于70%,如通過調(diào)整剪力墻厚度雖能達 到要求，但造成墻體偏心和室內(nèi)面積減小，為了避免這種情 況，設計中在電梯井道及不影響建筑要求的地方增加剪力 墻，使兩者的剛度相近，有效地解決了這問題。12號樓平面 不對稱，底層有商場，其層高為4. 5米，并要求有較大的開間，商場有部分突出主樓，最大處為5米；此外商場上部二層為辦公室，層高為3.2米，在設計中一方面在電梯井道等 地方增加剪力墻，另一方面在商場處適當?shù)卦龊窦袅?，?滿足剪力墻的高厚比和剛度的要求。該三幢樓在頂層處均有 躍層，躍層室內(nèi)客廳上下挑空，在樓

5、板上形成大洞，對計算 時假定樓面剛性無限大有一定影響，此處在構(gòu)造上加厚樓板 并采用雙層雙向配筋，以加強樓板的剛度。屋面上有部分的 躍層屋面、電梯機房、水箱以及裝飾構(gòu)件，其最高處高出屋w 11.5米，它們剛度較小，在地震情況下會產(chǎn)生鞭梢作用， 我在計算時將該部分內(nèi)力增大3倍，使該部分得到加強。2在剪力墻下布樁，避免地下室底板抗樁沖切是樁基設計的關鍵基礎采用剪力墻下條形基礎加樁基，一般剪力墻寬度不 能滿足樁基要求，故布置條形基礎寬800剛好滿足?400管樁 對承臺的要求，這種布樁方法傳力直接，如在地下室底板下 布樁，必須要計算底板的抗沖切力等，增加底板的厚度，增 加造價。3與地下車庫連接的高層住宅

6、設計關鍵是控制絕對沉 降由于住宅小區(qū)停車位的需要，往往會有較大面積的地下 室，有許多地下室和住宅連在一起，既擴大了地下室的面積, 增加了停車位，又能讓業(yè)主直接從住宅直接進出入地下室， 由于住宅樓與地下室的沉降存在差異，一般在此處需要設置 沉降縫分開，但是如設置沉降縫，將影響地下車庫的使用， 沉降縫還存在漏水的隱患，所以必須把主樓和地下車庫連在 一起，不設置沉降縫，那么要解決沉降差的問題，控制住宅 樓的絕對沉降量是關鍵。本工程1、4、5、7、8號樓與地下 室相連（詳見圖一）。圖一住宅樓的樁基適當加長，進入第7-2層，以控制沉降量 為準。在主樓與地下車庫之間設置沉降后澆帶，待住宅樓結(jié) 構(gòu)封頂后，完

7、成部分沉降量再將此后澆帶封閉，達到不設置 沉降縫的目的。住宅樓計算沉降量和結(jié)構(gòu)封頂后實測的沉降 量的比較詳見表2。由表2可以看出，當結(jié)構(gòu)封頂后，已完成了 60%以上的 沉降，這與沉降特點有關，在結(jié)構(gòu)自重的作用下，前期的沉 降速度快，沉降量大，利用這一特性，在此設置沉降后澆帶, 待沉降大部分完成后再封閉沉降帶，避免了沉降縫的設置， 此處結(jié)構(gòu)只需要抗后期沉降量。另外，由于本地區(qū)地下水豐 富，地下水位高，地下車庫底板后澆帶如長期不封閉，須持 續(xù)不斷地降水，不但會增加施工費用，還會造成工程問題， 為此，在后澆帶下設置了臨時的止水帶以解決施工時的地下 滲水的問題。4結(jié)論該類結(jié)構(gòu)上部剪力墻布置須均勻、合理，才能夠避免過 多的扭轉(zhuǎn)，恰當?shù)乜刂苽?cè)向剛度，使之既能夠控制地震作用 下的側(cè)向位移，又能不至于產(chǎn)生過大的地震反應，做到經(jīng)濟 合理；不宜在伸縮縫和防震縫兩側(cè)同時布置剪力墻，縱向剪 力墻不宜布置在端部，而應布置在中部。樁基要布置在建立 墻下，傳力直接，避免底板抗沖切，控制造價。住宅樓與地 下車庫相連時必須控制住宅樓的絕對沉降，另外，在