浅谈某住宅楼的结构设计与分析

1、浅谈某住宅楼的结构设计与分析1 工程概况 某工程为一幢高层住所建造，总长 93.9m，总宽 18.9m，地下 1 层，地上 11 层，层高 2.9m，建造高度为 34.760m，建造面积18657 时。住所标准层平面由四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,剪力墙抗震等级为三级。湿陷性黄土地基。 2 地基与基础 按照该工程详勘报告，本工程由浅至深的土层分离为填土、黑垆土、黄土 1、古土壤 1、黄土 2、古土壤 2、中砂（见表 1）。按照剪切波速测试结果，拟建场地 20m 范围平均等效剪切波速为 262.06m/s，为中硬

2、场地土，且场地掩盖层大于 5m，故建造场地类别为 B 类。按照室内土工实验，地基土的自重湿陷系数、湿陷系数均大于 0.015，自重湿陷量计算值均大于 70mm，故拟建场地土属自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为级。高层住所属乙类建造，重要性等级为二级。 表 1 地层土分布、湿陷性指标及承载力 建造物总重 3010kN，基底平均压力标准值为 200kPa。自然地基不能作为持力层。地基处理采用灰土挤密桩方法，一方面消退桩间土的湿陷性，另一方面保证复合地基承载力特征值达到 200kPa 以上。按照湿陷性黄土地区建造规范，乙类建造地基处理深度不小于湿陷性土层厚度的 2/3，且剩余湿陷量不大于 150mm

3、，故复合地基处理深度为 10m，处理宽度为超出筏板基础每边 5m。基础型式采用钢筋混凝土筏板基础，筏板厚500mm，筏板外挑以避开墙、地梁及筏板钢筋重叠造成施工困难。基础与挤密桩顶之间设置 600mm厚灰土垫层，保证基础受力匀称。 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100mm，同时满意抗震缝宽度要求。鉴于地下室变形缝对建造防水的不利影响，故筏板基础及地下室不设变形缝，而是通过设置三道后浇带来满意结构需要。后浇带宽 800mm，由筏板、地下室外墙、地下室顶板贯穿设置，后浇带处钢筋不断，

4、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 Tg=0.45s。建造场地类别为 n类。剪力墙抗震等级为三级。基本风压为 0.45kN/m2，基本雪压为 0.35kN/m2。采用中国建造科学研究院编制的 PKPM 系列软件（2022 年 10 月版）的 SATWE 程序举行结构分析。 因为本工程平面高低不规章，故采用符合楼板平面内实际刚度变化的不规章结构计算模型，并且考虑偶尔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

5、总刚分析法。计算结果见表 2、表 3、表 4。 表 2 抗震及抗风计算结果 表 3 周期 表 4 考虑偶尔偏心的扭转位移比 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 2.40%，满意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 0.487远小于规范规定的最大限值 0.9，表明该结构扭转效应不显然;层间位移小于规范限值，保证结构的整体抗震性能;同时考虑偶尔偏心的扭转位移比小于 1.2，表明该结构不属于扭转不规章结构。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为 0.08，符合规范要求，表明本工程结构选

6、型合理，不偏心。 3.3 抗震措施与构造 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: 采用显然小于设防烈度的小震地面运动加速度来决定结构的设计地震作用，并通过与其他荷载内力举行组合，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，主要通过内力调节和构造措施，确保钢筋混凝土结构在低设计地震力的状况下具有足够的延性。 （1）设计中，举行了以下几方面的内力调节:结构自振周期折减，折减系数为 0.95;梁端负弯矩折减，取折减系数为 0.55;连梁刚度折减，折减系数为 0.6;梁扭矩折减，折减系数为 0.4;对于跨

7、高比大于 2.5 的连梁，梁端剪力设计值应考虑梁端计算弯矩的影响进调节，增大系数为 1.1;底部加强部位剪力墙的剪力设计值增大，增大系数为 1.2。 （2）设计中，实行了以下几方面的构造措施:在剪力墙中设置构造边缘构件;墙体分布筋最小配筋率不小于 0.25%;1400mm高连梁腰筋截面直径不小于 10mm; 跨高比小于 2 的连梁配置斜向交错钢筋。 以上构造措施主要用来加强各类构件的抗剪能力，使其不致于在剧烈地震作用下，结构延性未发挥出来之前消失非延性的剪切破坏。进而保证达到规范要求的强剪弱弯能力。 （3）在抗震结构中，楼板不但承受竖向荷载，而且对传导水平力，协同各抗侧力构件工作起着十分重要的

8、作用，故我们一方面应当尽量减小板厚，降低结构荷载，同时，也务必保证楼板足够的刚度进而保证结构抗震的整体性。综合考虑，本工程标准层板厚取 120mm。本工程中，平面细腰部凹进尺寸大于相应边长的 30%，细腰部分楼板刚度有较大减弱，应实行构造措施加强:细腰部楼板加厚为 150mm;细腰部楼板双层双向配筋;细腰部墙体构造加强。屋面楼板考虑温度作用采用双层双向配筋。 4 结 语 通过对上述工程实例的推荐与分析，把握了高层剪力墙的一般设计方法，并从中获得几点体味: （1）结构选型，特殊是结构缝的设置应加以重视，即要满意规范、规程的要求，但同时也要兼顾工程实际中碰到的问题，灵巧处置。 （2）我国采用较低地震