發(fā)布時間：2023-04-08 11:37:19
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的剪力墻結構設計論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：高層建筑；短肢剪力墻結構；設計；計算
Abstract: This paper first analyzes the advantages of short shear wall body, and discussed high-rise buildings short pier shear wall structural design, calculation and layout of the principles.Key words: high-rise buildings; shear wall structure; design; computing
中圖分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
短肢剪力墻結構由于結構布置方面的靈活性和可調整性，使其各項技術經(jīng)濟指標均較一般剪力墻結構理想，因而在高層住宅樓結構設計中已被廣泛采用。對于短肢剪力墻結構，結構工程師在設計中應充分重視，根據(jù)其受力的特點，充分了解其破壞的各種機理，合理、對稱、均勻地布置短肢墻，正確掌握計算機分析方法和截面設計，并不斷地總結經(jīng)驗，才能設計出安全、經(jīng)濟、合理的建筑結構。
1.短肢剪力墻體的優(yōu)點
充分利用墻肢的承載能力，避免傳統(tǒng)剪力墻結構中墻體過長而通常為構造配筋的浪費。減輕結構自重、降低主體結構和基礎造價。結構自振周期相對加大，彌補剪力墻體系抗側剛度大，從而地震反應加大的缺點。主體結構中大多數(shù)墻肢呈受彎工作狀態(tài)。從而保證墻體具有足夠的延性；同時大多數(shù)連梁的跨高比大于2.5，保證整體剛度的同時降低連梁的自身剛度，避免連梁的剪切破壞，使連梁也具有足夠的延性。以此來彌補剪力墻體系延性的不足。
2.短肢剪力墻結構的計算分析
2.1構造措施短肢剪力墻結構中的短肢墻受力以承擔豎向荷載為主，承擔水平荷載為輔。因此，當短肢剪力墻較多時，潛在的危險有兩方面：2.1.1在剪力墻簡體出現(xiàn)問題以后，很弱的短肢剪力墻沒有足夠的延性和承載力，可能隨之而破壞；2.1.2短肢剪力墻本身在彈塑性階段抵抗豎向荷載的能力，如果短肢剪力墻失效，雖然結構仍然可以依靠其他剪力墻或井筒抵抗地震作用，但是承受豎向荷載的梁板將受到嚴重威脅，有時會發(fā)生“連續(xù)倒塌”。因此，對短肢剪力墻結構較多的剪力墻結構在進行結構分析和截面設計時，應采取比一般剪力墻結構更嚴的措施。應使短肢剪力墻具有足夠的延性，抗震設計時，短肢剪力墻的抗震等級應比一般剪力墻的抗震等級提高一級。為避免短肢剪力墻過早剪壞，應按高規(guī)要求提高剪力增大系數(shù)，以提高抗剪能力，實現(xiàn)強剪弱彎的短肢墻。為提高短肢墻在豎向荷載下的承載力，應增大縱向鋼筋的全截面配筋率，底部加強區(qū)不宜小于1.2％，其他部位不宜小于1.0％。高層短肢剪力墻結構在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉剪力，因而對外周邊墻肢應加大厚度和配筋量，加強小墻肢的延性抗震性能。短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應加強其抗震構造措施，如減小軸壓比、增大縱筋和箍筋的配筋率。2.2設計軟件短肢剪力墻結構的內力和位移計算，目前應用最多的有兩類：
2.2.1以薄壁桿理論為基礎的軟件如1，TBSA；
2.2.2以墻元理論為基礎的軟件如SATWE，SSW，TUS2000等。
關鍵詞：短肢剪力墻結構設計高層住宅應用
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
一、短肢剪力墻結構的簡述
（一）短肢剪力墻結構的基本定義
一般短肢剪力墻結構所指的就是墻肢的長度則是厚度的5至8倍的剪力墻結構， 其形狀多樣。 由于短肢剪力墻結構體系主要是結合在建筑的平面當中， 并且應用間隔墻的位置進行布置豎向的構件， 但不會影響建筑的主要使用功能。 由于墻的數(shù)量沒有一定的標準， 肢也是可長可短， 一般是根據(jù)抗側力的需要進行確定，同時也可以通過不同布置以及不同尺寸從而調整在剛度中心的具置， 靈活布置， 有較多的選擇方案。 由于在連接各墻的梁， 它會隨著墻肢的位置設置在間隔墻的豎平面內， 所以是可以隱蔽的， 與此同時， 在建筑平面的以及對于抗側力的具體需要， 可以把中心豎向的交通區(qū)做相應的處理， 形成簡體， 從而可以承受水平力，以達到強度與剛度的要求。
（二）短肢剪力墻結構體系的特點
(1) 結合建筑平面面利用間隔墻位置來布置豎向構件，基本上不與建筑使用功能產(chǎn)生沖突，底部能與商場等服務用房相結合；(2)剪力墻的間距大，構件受力明確，傳遞路線簡捷；(3)短肢墻的數(shù)量、位置和墻肢長度，可以豐要依據(jù)結構抗側力的大小而定；(4)由于減少剪力墻的數(shù)量且局部以輕質墻體替代，建筑物的自重減輕，這樣可以減小地震反應和降低工程造價；(5)短肢高寬比增大，延性較好，其破壞以彎曲破壞類型為主。
二、對于結構設計的重點
（1）短肢剪力墻結構其抗震的薄弱位置就在于建筑平面的外邊緣它角部處的墻肢， 如果發(fā)生扭轉效應時， 則會加強翹曲變形， 促使墻肢出現(xiàn)開裂的問題，因此，必須要加強提高它的抗震構造。
(2)短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應加強其抗震構造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率。
(3)高層短肢剪力墻結構在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉剪力，由一些模型試驗反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應加大厚度和配筋量，加強小墻肢的延性抗震性能，短肢墻應在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢。
(4)高層結構中的連粱是一個耗能構件，在短肢剪力墻結構中，墻肢剛度相對減小，連接各墻膠問的梁已類似普通框架粱，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應在計算的總體信息巾將連粱的剛度大幅下調，使其設計內力降低，應按普通框架粱要求，控制砼壓區(qū)高度，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅70％～80％來解決，按強剪弱彎，強柱弱梁的延性要求進行計算。
三、高層住宅建筑中短肢剪力墻結構案例分析
（一）工程概況
某小區(qū)6#樓，總建筑面積約9881萬m2，房屋總高度46.5m，主樓共1,3層，平面尺寸為57m×13m，底層層高4.1m，二層層高3.4m，作商業(yè)網(wǎng)點使用，三～十二層為住宅層層高3.0m，以上十三層為閣樓層及機房，裙房OA一I／OA軸為一層自行車庫，22～26軸為二層樓商店。
本工程的平面體型較為復雜，呈弧形布置，住宅層結構平面凹進的尺寸為6.1m，為Y向總尺寸的33％，接近《高層混凝土設計規(guī)程》JGJ3―2002限值，加上主、裙樓高差較大，故本工程設置了三道防震縫，將上部結構劃分為三個較規(guī)則的抗側力結構單元，即主樓為一個結構單元，裙樓為二個結構單元。由于主樓結構長度較長，甲方要求不設縫處理，故采取約28m處設置后澆帶一道，并采取一定結構措施，成為一個剛度較好的抗側力體系，一層車庫部分及二層商店部分，采取挑出式基礎，與主樓完全脫開，單獨形成結構體系，單獨設計；由于業(yè)主要求承重構件不能突出墻面，考慮到建筑功能需要，主樓部分采用短肢剪力墻結構，主樓十二層，屬高層建筑，剪力墻抗震等級按《高層混凝土設計規(guī)程》JGJ3-2002，按四級考慮，對于肢長小于1．6m的剪力墻按短肢剪力墻考慮，單獨計算。
（二）結構設計的主要技術措施
短肢剪力墻設計為了保證結構有足夠的抗側剛度，設計中將電梯井道與樓梯間的剪力墻形成本結構的核心筒，其余剪力墻采用短肢剪力墻通過連梁連接，形成了具有一定抗側力的短肢剪力墻結構體系，根據(jù)短肢剪力墻結構的特點：地震作用下的抗扭能力較弱，因此本工程設計中將一般剪力墻布置在建筑四角處，短墻肢盡量均勻對稱布置，以減小水平力作用下的扭轉效應，且短墻肢兩個方向都有連接，即截面型式多采用L、T型。少量短墻肢由于建筑需要采用了一字型，為了減少剪力墻平面外彎矩，設計時盡量不布置與之垂直相交的大跨度單側樓面梁，避免不了的墻肢，盡量設端柱，短肢剪力墻的肢長肢厚比按規(guī)范要求控制在5～8范圍內，并且保證每一段墻肢長度不小于1．2m，另外，對短肢剪力墻的軸壓比均控制在0．7以內，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率均大于1．2‰由于短肢剪力墻的肢長較短，故截面配筋型式參照異形柱，縱向鋼筋間距不大干200mm，箍筋肢距不大干300mm，箍筋間距100mm。
連梁設計本工程中，由于剪力墻數(shù)量較多，且比較分散，布置均勻，墻肢較短，各片剪
力墻之間抗側剛度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墻受力較均勻，因此，構成剪力墻壁的主要構件連梁無超筋現(xiàn)象，跨高比>5的連梁按框架梁進行設計(頂層處按連梁的構造要求配筋)，其余連梁按《高層混凝土沒許規(guī)程》JGJ3―2002規(guī)定設計，為保證樓層處的梁連成一個整體，框架梁、連梁及暗梁設有一定數(shù)量的縱向鋼筋拉通。
結論
隨著高層建筑進一步的發(fā)展，滿足高層建筑的結構形式將日趨復雜多元化，在對其設計的過程當中必須要根據(jù)它的受力特點，全面充分的了解對其損害的不同機理，從而選擇合理的應用結構。
參考文獻：
［論文關鍵詞］高層建筑；結構特點；結構體系
我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
（一）水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
（二）側移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現(xiàn)、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產(chǎn)生的側移被控制在某一限度之內，否則會產(chǎn)生以下情況：
1.因側移產(chǎn)生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內力值超過一定數(shù)值時，將會導致房屋側塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
（一）高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系?？蚣芙Y構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內造價較低。
框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。
剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：
（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。
（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網(wǎng)架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
［參考文獻］
［1］GB50011－2001建筑抗震設計規(guī)范.
［2］GB50010－2002混凝土結構設計規(guī)范.
關鍵詞：剪力墻； 高層建筑； 結構設計；
中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：
前言
隨著我國住房需求的不斷增大，單位建設用地日益緊張，土地是不可再生資源，高層建筑便有很大的發(fā)展空間，對高層建筑結構設計的進一步深入探討和研究，有著重要的現(xiàn)實意義。剪力墻結構既可以保證結構安全可靠性，又可以使室內空間合理、墻面平整，所以高層建筑結構中越來越多地采用剪力墻結構。由于其具有優(yōu)越的抗震性能和良好的承載能力，而得到了人們的廣泛關注，這種結構尤其適用于高層建筑。根據(jù)剪力墻的一般設計規(guī)則，為了滿足多功能高層建筑體系的需要，在進行剪力墻結構設計時還需要遵守一些其他相應的原則。本文對剪力墻的設計提出了些許建議，以期被廣大建筑行業(yè)人士采用。
一、高層建筑的結構設計特點及它的分類分析與研究
剪力墻結構是一種用鋼筋混凝土的墻板代替?zhèn)鹘y(tǒng)框架結構之中的梁柱，以承受水平力和豎向力的結構。剪力墻的特點是其墻肢的長度遠遠大于墻肢厚度，其在水平面以內具有極大的承載力和剛度，在水平面以外，承載力和剛度相對較小。剪力墻的墻肢屬于偏心受拉或受壓構件。除此之外，剪力墻還可承受除彎矩和水平剪力以外的豎向力。在剪力、軸力和彎矩共同作用下，剪力墻的水平力就像一個懸臂深梁，其底部牢牢地固定于基礎之上。剪力墻的特點主要有以下幾個：1） 剪力墻承載能力優(yōu)越，抗側力能力強，通常用于高層建筑；2） 剪力墻充分利用空間，可以節(jié)約層高；3） 剪力墻結構的室內空間相比梁柱結構來說要寬敞簡潔，但也有其缺點，那就是其建筑平面的設置不是很靈活，住戶不能對室內的布局進行改造；4） 施工比較麻煩，造價也比較高；5） 其結構的自身重力大，可以吸收的地震能量大。
剪力墻由于其自身空洞的數(shù)量和大小有所不同，這些不同會導致剪力墻的內力分布、變形狀態(tài)和受力特點產(chǎn)生不同。據(jù)此，通常可以將剪力墻氛圍聯(lián)肢墻、整體小開洞墻和整截面墻三大類。其中每一類都各具特點：1） 聯(lián)肢墻：是指當剪力墻洞口呈現(xiàn)豎向成列的布置時，其洞口的面積會超過剪力墻總面積的16%，各個墻體之間由一些連梁進行連接。2） 整體小開洞墻：是指當剪力墻的洞口稍大，成列布置，上下對齊，形成了明顯的連梁和墻肢，其剛度分布均勻。3） 整截面墻：是指剪力墻的洞口面積小于其墻體總面積的16%，或者不開洞口。如果開洞口，洞口的長邊尺寸都小于洞口的凈距和洞口到剪力墻墻邊的凈距。此時剪力墻的受力情況就像一個整體懸臂構件。
二、高層建筑剪力墻結構設計原則分析與研究
高層建筑的剪力墻結構在設計時，為了保證期安全性和高質量，通常有一些設計原則。在剪力墻的結構中，剪力墻最好沿主軸的方向，或者其他的方向進行雙向布置。在抗震結構設計的剪力墻中，要避免僅僅在單向布置墻體的形式，這樣可以保證剪力墻結構有比較好的空間性能。同時最好使兩個受力的方向，在抗側剛度方面要接近。另外，剪力墻結構的數(shù)量應適當，其布置要均勻。如果剪力墻布置地過少，那么其結構的抗側剛度就會有欠缺；當剪力墻布置地過多時，其墻體又會得不到充分地利用，這樣就會導致結構的抗側剛度太大，進而導致地震力偏大，其結構的重量也會增加，這就會存在諸多的不利性。對于剪力墻的墻肢截面來說，最好按照規(guī)則、簡單的原則進行設計。其門窗的洞口最好是成列布置并且上下對齊的，以形成非常明顯的連梁和墻肢。在剪力墻的抗震設計方面，對于小于三級抗震能力的剪力墻來說，其底部的加強部位最好不要采用錯洞墻的設計。除此之外還用保證剪力墻的布置是自下而上的連續(xù)性布置，以避免其剛度的突變，從而影響其安全性能。剪力墻在設計時，除了要要滿足其位移的限值要求之外，還需保證框剪結構里，各抗側力元件的作用要滿足經(jīng)濟、安全、合理等要求。剪力墻的合理數(shù)量在設計時也是有原則的，即在滿足設計規(guī)范的前提下，要盡量減少剪力墻的數(shù)量。此外，設計規(guī)范中還規(guī)定，剪力墻的框架部分，其承擔的剪力必須大于等于剪力墻底部總作用力的20%，或者不小于各層框架所承受地震總剪力之中最大數(shù)值的1.5倍。對于剪力墻邊緣構造和配筋結構、厚度等來說，還有其特殊的設計原則。1） 剪力墻邊緣構造。結構試驗的研究表明，矩形截面的剪力墻結構，其延性要比槽形或工字形截面的剪力墻結構差。計算分析的研究也表明，當增加剪力墻的墻肢截面翼緣時，也可以顯著提高剪力墻的延性。因此在矩形墻的兩端可以設置約束性的邊緣構件，這樣既可以顯著提高整個墻體的延性，同時還可以避免剪力墻在水平方向發(fā)生剪切滑動，從而提高其抗剪切的能力。在 2002 年實施的建筑設計結構規(guī)范中，根據(jù)剪力墻的受力狀況及其結構類型不同，可以將邊緣構件分為構造邊緣構件和約束邊緣構件兩大類。2） 剪力墻結構中的配筋問題和厚度。剪力墻中又水平和豎向兩種配筋的布置方式，水平配筋在設計時，如果建筑物的特點是又高又長，那么應適當增加配筋的數(shù)量。豎向配筋的數(shù)量不宜過度，過多對抗震性能不利。
三、高層建筑剪力墻結構設計的一些建議
在對剪力墻結構進行設計時，結合筆者多年來的一些設計經(jīng)驗，提幾條設計建議。1） 要注重轉換層結構的設計。高層建筑的形式功能日漸多樣化，其結構布置通常也會有許多變式，所以需要設置一些轉換構件，以將上下結構進行連接。尤其是對于那些具有底部大空間的高位轉換部分，在設計時尤其需要慎重。最好選擇一些重量和剛度都比較小的轉換構件。在設計計算式，最好多取機組振型數(shù)。最終確定哪些可能的軟弱環(huán)節(jié)，以更好地對剪力墻結構進行改善。2） 合理設計剪力墻結構。對于那些層數(shù)比較小，例如低于 20 層的高層建筑，在剪力墻設計時可以設計成短肢的剪力墻結構。這對于減少建筑的建筑造價具有重要意義，同時還可以增加整個建筑的承重能力，從而提高其安全性和實用性。3） 有效利用短肢墻。在框支的剪力墻結構體系之中，其上部的剪力墻可以設置成短肢剪力墻結構。同樣在此結構中，如果是為了減少剪力墻上下層之間的剛度比，最好將剪力墻上部的剛度減?。ㄒ布崔D而采用短肢的剪力墻結構），而不宜采用將剪力墻下層剛度增加的方法，這樣可明顯改善其經(jīng)濟效果。4） 不宜出現(xiàn)獨立的小墻肢結構。在我國的 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中指出，“矩形截面獨立墻肢的截面高度不宜小于截面寬度的5 倍?！痹诩袅Y構設計之中，獨立的小墻肢一般可通過設置合并洞口的方法來消除，也可以對剪力墻進行合理布置，以將小墻肢轉換成墻體的翼緣。
四、結語
因此 ,剪力墻的設計應該保證不發(fā)生剪切破壞 ,也就是要求墻肢和連梁的設計符合強剪弱彎的原則 ,同時要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服 ,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。所以要注意結構設計中的問題，加大新技術的研究，這樣建筑的結構設計就會更加安全、實用、可靠、經(jīng)濟。
參考文獻
[1]高層建筑混凝土結構技術規(guī)程．JGJ3—2002．
關鍵詞：高層建筑；梁式轉換層；施工
Abstract: with the development of economy, architectural requirements and have perfect sex, residential building top main structure must be designed to convert layer. With many years work experience, analysis of the main girder storey structure form and characteristics, this paper expounds the conversion layers should pay attention to in the design of principle problems, and put forward the high-rise buildings beam type conversion layers structure design of the key points.
Keywords: high building; Beam type conversion layers; construction
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：
隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，高層建筑一般上部需要較多的墻體來分隔空間以滿足住宅戶型的需要；而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網(wǎng)、少墻體，以滿足公共使用要求。這樣的建筑上部樓層部分豎向構件（剪力墻、框架柱）不能直接連續(xù)貫通落地時，為了滿足建筑要求就必須在上下不同結構體系轉換的樓層設置轉換層，在結構轉換層布置轉換結構構件。轉換層結構形式有以下幾種：梁式轉換層、板式轉換層、箱式轉換層、桁架式轉換層、空腹桁架式轉換層等。
1梁式轉換層結構形式
高層建筑結構下部受力比上部大，按常理來說，在高層建筑結構的設計中就要考慮下部的剛度要大于上部結構；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網(wǎng)，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設計中是不現(xiàn)實的，因為高層建筑的使用功能對空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對高層建筑結構的設計就要考慮反常規(guī)設計方法。在《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3－2002）中，規(guī)范對轉換梁的最小高度和寬度作如下規(guī)定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的2倍，且不易小于400mm；當梁上托柱時，尚不應小于梁寬方向的柱截面寬度。進行抗震設計時，轉換梁高不小于其跨度的1／6；非抗震設計時，轉換梁高不小于跨度的1／8。從該設計規(guī)程中可知，采取這些限制主要是保證轉換梁結構的整體剛度，增強結構的可靠性。
1.1梁式轉換層結構形式
實際工程中應用的梁式轉換層結構有多種形式，主要原理就是利用下部的轉換大梁來支托上部結構。
1.2梁式轉換結構受力機理分析
梁式轉換層結構的傳力途徑為墻―梁―柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計算。轉換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉換大梁的相對剛度和轉換大梁與下部支撐結構的相對剛度影響。為弄清轉換梁結構與上部墻體共同工作的性能，對轉換梁承托層數(shù)對其內力的影響用有限元程序進行了分析，從分析結果中我們知道，對一般結構轉換大梁，上部墻體考慮三層與考慮4層、5層內力的設計控制內力差異不大于5％，故在分析計算時可只考慮計算3層。從計算分析不論轉換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長度，轉換大梁中的彎矩就會比不考慮上部墻體作用要小，同時轉換大梁也會有一段范圍出現(xiàn)受拉區(qū)。
2梁式轉換層的結構設計
2.1結構豎向布置
高層建筑的側向剛度宜下大上小，且應避免剛度突變。然而帶轉換層的高層建筑結構顯然有悖于此，因此對轉換層結構的側向剛度作了專門規(guī)定。對該工程而言，屬于“高位轉換”。轉換層上下等效側向剛度比宜接近于1，不應大于1.3。在設計過程中，應把握的原則歸納起來，就是要強化下部，弱化上部?？梢圆捎玫姆椒ㄓ幸韵聨追N：1）與建筑專業(yè)協(xié)商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時甚至可在底部增設部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設置外，還與建筑專業(yè)協(xié)商后，讓兩側各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強了底部剛度。
2）加大底部剪力墻厚度。轉換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為600mm，其余部分的厚度取為400mm。
3）底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。
4）提高底部柱、墻混凝土強度等級，采用C50混凝土。
5）適當減少轉換層上部剪力墻數(shù)目，控制剪力墻厚度，并可在某些較長剪力墻中部開結構洞，以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對控制剛度比有利，還可減輕建筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結構自振周期，減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后，轉換層上下剛度比在X方向為0.725，在Y方向為0.813，滿足規(guī)范要求，效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求，但畢竟工程仍屬于豎向不規(guī)則結構，轉換層及其下各層為結構薄弱層，因而應將該兩層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù)。
2.2結構平面布局
工程底部為框架―剪力墻結構，體型簡單、規(guī)則；上部為純剪力墻結構。在剪力墻平面布置上，東西向完全對稱，南北向質量中心與剛度中心偏差不超過2m，結構偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強抗扭效果。查閱計算結果，扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于1.3，均滿足平面布置及控制扭轉的要求?？梢姽こ唐矫娌季忠?guī)則合理，抗扭效果良好。
3梁式轉換層結構的設計與構造
由框支主梁承托轉換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉換，受力復雜?？蛑е髁撼惺芷渖喜考袅Φ淖饔猛猓€需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩，框支主梁易受剪破壞。對于有抗震設防要求的建筑，為了改善結構的受力性能，提高其抗震能力，在進行結構平面布置時，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎，做成落地剪力墻與框支墻協(xié)同工作的受力體系。
3.1轉換梁的設計與構造要求
轉換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉換梁不宜開洞，若需要開洞，洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強措施，箍筋要加密，以增強其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計算時宜將剪力設計值乘放大系數(shù)1.2。當洞口內力較大時，可采用型鋼構件來加強。
轉換梁的混凝土強度等級不應低于C30。轉換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設計時為0.3％，轉換梁中主筋不宜有接頭，轉換梁上部主筋至少應有50％沿梁全長貫通，下部主筋應全部貫通伸入柱內。
3.2框支柱的設計與構造要求
框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計算確定。地震作用下框支柱內力需調整?？拐鹪O計時，框支柱的柱頂彎矩應乘以放大系數(shù)，并按放大后的彎矩設計值進行配筋；剪力調整――框支柱承受的地震剪力標準值應按下列規(guī)定采用：框支柱的數(shù)目不多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力應至少取基底剪力的2％；當框支層。為3層及3層以上時，各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3％；框支柱的數(shù)目多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力之和應取基底剪力的20％；當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30％；框支柱剪力調整后，應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調整。
框支柱全部縱向鋼筋配筋率，抗震等級一級時不小于1.2％，二級時不小于1.0％，三級時不小于0.9％，四級及非抗震設計時不小于0.8％?？v向鋼筋間距抗震設計時不大于200mm，且不小于80mm，全部縱向鋼筋配筋率不宜大于4％。
3.3轉換梁的截面設計方法
目前國內結構設計工作普遍采用的轉換梁截面設計方法。主要有：應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規(guī)律，為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規(guī)律進行截面的配筋計算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔鋼筋達到其屈服強度設計值。受壓區(qū)混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。
3.4轉換梁截面設計方法的選擇
托柱形式轉換梁截面設計。當轉換梁承托上部普通框架時，在轉換梁常用截面尺寸范圍內，轉換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設計方法進行配筋計算。當轉換梁承托上部斜桿框架時，轉換梁將承受軸向拉力，此時應按偏心受拉構件進行截面設計。
3.5托墻形式轉換梁截面設計
當轉換梁承托上部墻體滿跨不開洞時，轉換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時轉換梁截面設計方法宜采用深梁截面設計方法或應力截面設計方法，且計算出的縱向鋼筋應沿全梁高適當分布配置。由于此時轉換梁跨中較大范圍內的內力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截斷和彎起，應全部伸入支座。當轉換梁承托上部墻體為小墻肢時，轉換梁基本上可按普通梁的截面設計方法進行配筋計算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉換梁的底部。
4結語
通過高層建筑轉換層結構設計的工程實踐，體會如下：根據(jù)建筑平面及功能要求合理選擇轉換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉換層設計的關鍵點，結合結構布置，正確選擇各分部的抗震等級，構件設計應注重抗震延性設計的概念，對主要構件進行加強是設計的重點。
參考文獻
[1]期刊論文.帶轉換層的高層建筑結構設計-沿海企業(yè)與科技 11/1(11)
關鍵詞：高層建筑；轉換層；設計
Abstract: beam switching structure is one of the most common structure in the transition structure conversion form. Force is clear, it has the force directly, less cost etc. Characteristics. Beam switching structure is widely applied in the frame supported shear wall structure. Therefore, this paper discusses beam transformation layer structure design method has very important practical significance.
Key words: high-rise buildings; The transformation layer; design
中圖分類號：TU972文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
一、轉換層結構概念的提出
近年來，國內外高層建筑發(fā)展迅速，現(xiàn)代建筑越建越高、越建越大，其建筑向著體形復雜、功能多樣的綜合性方向發(fā)展。從建筑功能上看，上部需要小開間的軸線布置和需要較多的墻體以滿足公寓客房的功能要求：中部則需要小的或中等大小的室內空間，可以在柱網(wǎng)中布置一定數(shù)量的墻體以滿足辦公用房的功能要求：下部需要盡可能大的自由靈活的室內空間，要求柱網(wǎng)大、墻體盡量少，以滿足商場、餐飲等公共設施的功能要求。從建筑結構上說，要想實現(xiàn)建筑使用功能的多樣性，結構應上部布置小空間、下部布置大空間：上部布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱。為了實現(xiàn)這種結構布置，必須在結構轉換的樓層設置水平轉換結構，上部豎向構件通過水平轉換結構與下部豎向構件相連，這樣構成的高層建筑結構稱為帶轉換層高層建筑結構。轉換層結構（Transfer Floor Structure）將不同的結構類型連接起來，使得結構在豎向具有不同的柱網(wǎng)及墻體布置。一般而言，當高層建筑下部樓層豎向結構體系或形式與上部樓層差異較大，或者下部樓層豎向結構軸線距離擴大或上、下部結構軸線錯位時，就必須在結構改變的樓層布置轉換層結構。高層建筑轉換結構一般可分為4種基本結構形式，即：梁式轉換結構(包括托梁和雙向梁格)、桁架轉換結構(包括空腹桁架)、箱型轉換結構、厚板轉換結構。
梁式轉換層一般運用于底部大空間的框支剪力墻結構體系，它是將上部剪力墻落在框支梁上,再由框支柱支撐框支梁的結構體系。當需要縱橫向同時轉換時,則采用雙向梁布置。梁式轉換層的設計和施工均較為簡單,傳力較為明確,是目前應用最為廣泛的轉換型式。它的缺點在于,當上下軸線錯位布置時,需增設較多的轉換次梁,空間受力較為復雜,此時應對框支主梁進行應力分析。
二、轉換層結構設計方法存在的問題
目前在多、高層建筑中，開發(fā)商多要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設計中也往往首先想到采用結構轉換層來完成上、下層建筑物功能的轉換。但一些結構設計人員在實際進行轉換層設計時顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設計思路、設計原則來進行結構設計。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當前轉換層設計沒有相關的可遵循的設計準則，使設計人員難以進行結構選型、截面確定、計算模型確定、計算方法確定，計算結果應用以及配筋方法的實施等一系列結構設計步驟。這種現(xiàn)狀與我國當前高層建筑的迅猛發(fā)展是不相適應的。轉換結構層具有與一般結構層相比結構重量大、結構層剛度大、幾何尺寸超大、受力復雜等特點。這樣的尺寸和重量意味著轉換結構組成了建筑物的主要構件。它們設計的是否合理、安全、經(jīng)濟對整個結構的安全性、結構造價、施工費用等有著重要影響?，F(xiàn)有的轉換層設計方法，主要是針對形式簡單、受力相對簡單的轉換梁，對于受力復雜的轉換梁還沒有深入研究。即便是對于形式簡單的轉換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設計概念不明確，設計原則不準確。對于轉換梁的配筋方法也限于用普通梁的配筋方法加以套用，造成轉換梁截面超大、配筋偏多、配筋構造無法實現(xiàn)、施工困難等現(xiàn)象。
三、梁式轉換層設計原則
高層建筑中梁氏轉換層的設置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時在梁氏轉換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對結構抗震不利，故梁氏轉換層結構在設計時應遵循以下原則：
（1）盡可能減少需結構轉換的豎向構件，直接落地的豎向構件越多，轉換結構越少，轉換層造成的剛度突變就越小，對結構抗震更有利。
（2）設計中應保證轉換層有足夠的剛度，一般應使梁高度不小于跨度的1／6，才能保證內力在轉換層及其下部構件中分配合理，轉換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能起到較好的作用。
（3）轉換層樓板采用了“樓板在平面內剛度無限大”的假定，因而得到了所有框支柱和剪力墻的位移相等水平力按框支柱和落地剪力墻的剛度按比例分配。實際上，轉換層樓板要將上部結構的水平剪力傳遞到底部結構上去，本身承受很大的平面內剪力，同時又承受部分豎向荷載，樓板自身在平面內受力很大，有顯著的變形，因此要求樓板要有足夠的強度和剛度。
（4）轉換層以上的剪力墻和柱子應盡量對稱布置。梁上立柱應盡量設在轉換梁跨中，以免轉換梁變形時，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉角，帶動立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內力。
（5）全面細致的計算作為整體結構中一個重要組成部分，轉換結構必須采用符合實際受力變形狀態(tài)的計算分析，而且應該建立模型進行三維空間整體結構計算分析?；蛘呖刹捎糜邢拊椒▽D換結構進行局部補充計算，此時轉換結構以上，至少取兩層結構進行局部計算模型，并注意模型邊界條件符合實際工作狀態(tài)。
四、高層建筑轉換層結構設計中的幾個問題
（一）整體分析的計算要點
1、 帶轉換層的高層結構是復雜的空間受力體系，必須將轉換結構作為整體結構中的一個重要組成部分，應確定較能反映結構中各構件的實際受力狀況的力學模型，選取合適的三維空間分析軟件進行整體結構計算分析。
2、抗震計算中，宜考慮平扭耦聯(lián)計 算結構的扭轉效應，振型數(shù)不應少于15，且應使振型參與質量不小于總質量的90%。
3、應采用彈性時稱分析法進行補充計算；必要時宜采用彈塑形靜力或動力分析方法驗算薄弱層彈塑形變形。
4、8度抗震設計時轉換構件還應考慮豎向地震的作用，可采用反映譜方法或動力時程分析方法計算；近似考慮，也可取構件重力荷載代表值的10%；
5、轉換層是薄弱樓層，不論其豎向側向剛度是否滿足規(guī)范要求，其地震剪力應乘以 1.15 的增大系數(shù)特一級一級二級轉換構件水平地震作用內力應分別乘以增大系數(shù)1.8 ，1.5，1.25。
6、框支轉換中，由于轉換層以下的落地剪力墻剛度遠大于框支柱，為提高剪力墻裂縫開展后框支柱的承載力安全度，應對框支柱的剪力作相應調整
（二）改善和提高框支剪力墻抗震性能
改善和提高框支剪力墻抗震性能的基本思路大體分為兩類：
（1）從選型上著手，通過調整各層間剛度，使各層剛度相差不大或盡量減小各層間的剛度差?？晒┻x擇的方案有：對每片抗側力結構的剛度進行調整；對過渡層剛度進行調整；在框支墻基礎上在底部四周增加抗側移的墻或柱，形成所謂的大底盤大空間結構；在剪力墻上設人為豎縫等。各種方案都有其相應的適用范圍和條件：第一種處理方案為保證底層有較大的空間，剛度調整的幅度不變大，所以采用第一種處理方案時結構的抗震性能不會有明顯提高；第二種處理方法必須在滿足樓面有足夠整體性及剛度條件下，才能有效提高結構的抗震性能：第三種方案要求在結構的底部設置裙房，須較大的占地面積：第四種方案主要是針對低矮剪力墻在強震下常發(fā)生剪壓破壞，引起剪力墻延性差的情況提出的。
（2）從配筋上著手；為保證框支柱的延性和提高柱的抗側剛度，可在柱內埋置。
（三）轉換大梁的豎向位移對上部結構的影響
1、轉換層上一層柱剪力過大問題
由于轉換大梁跨度較大，承受很大的豎向荷載，轉換大梁產(chǎn)生較大的豎向位移，從而使得與其剛接的上層柱產(chǎn)生較大的附加彎矩和附加剪力。如果轉換大梁的剛、度不夠大，結構整體計算時轉換大梁上一層柱截面調整(在可接受的范圍內)始終無法滿足抗剪承載力的要求，此時應適當?shù)丶哟筠D換大梁的截面高度，減少梁的豎向位移，同時也減少上層柱的內力，滿足上層柱剪切承載力的要求。作為一種可選用的方案考慮設置預應力轉換大梁，以預應力產(chǎn)生的預壓力來平衡部分荷載，達到減少轉換大梁豎向位移的目的，減小上層柱的內力，改善上層柱的受力性能。同時預應力的施加能抑制轉換大梁的裂縫的開展，抵抗溫度變化對框支梁產(chǎn)生的應力。
2、轉換大梁剛度對上部框架梁的影響
轉換大梁相鄰兩上部結構柱之間產(chǎn)生位移差，此位移差使得連接柱的框架梁(各層均同)產(chǎn)生較大的附加彎矩。當轉換大梁剛度較小，柱間距也相對較小時，上部各層框架梁附加彎矩相當大，要引起足夠重視。
（四）轉換梁截面設計
1、托柱形式轉換梁截面設計
當轉換梁承托上部普通框架時，在轉換梁常用截面尺寸范圍內，轉換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設計方法進行配筋計算；當轉換梁承托上部斜桿框架時，轉換梁將承受軸向拉力，此時應按偏心受拉構件進行截面設計。
2、托墻形式轉換梁截面設計
當轉換梁承托上部墻體滿跨不開洞時，轉換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時轉換梁截面設計方法宜采用深梁截面設計方法或應力截面設計方法，且計算的縱向鋼筋應沿全梁高適當分布配置。由于此時轉換梁跨中較大范圍內的內力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截斷和彎起，應全部伸人支座。當轉換梁承托上部墻體滿跨且開較多門窗洞或不滿跨但剪力墻的長度較大時，轉換梁截面設計方法也宜采用深梁截面設計方法或應力截面設計方法，縱向鋼筋的布置則沿梁下部適當分布配置，且底部縱向鋼筋不宜截斷和彎起，應全部伸入支座。當轉換梁承托上部墻體為小墻肢時，轉換梁基本上可按普通梁的截面設計方法進行配筋計算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉換梁的底部。轉換梁的結構形式有很多種，目前高層建筑轉換層結構的實際工程應用也很多。一般而言，高層建筑轉換層結構的分析必須按施工模擬，使用各階段及施工實際支撐情況分別進行計算，以反映結構內力和變形的真實情況。施工過程中的力學問題應引起設計人員和施工人員的高度重視。
（五）搭接柱轉換結構設計
搭接柱轉換結構是一種新穎的轉換結構體系。
1、設計原則
轉換柱作為轉換構件，混凝土用料較少造價低、自重小，轉換層本層建筑空間可充分利用，上下層沿豎向剛度突變較小。以利用搭接柱實現(xiàn)沿建筑立面的外擴為例，搭接柱可將上層柱受力傳遞到下層柱，。但需注意的是搭接柱上方樓蓋承受過分大的拉力，易成為薄弱部位，搭接柱轉層上部一兩層樓蓋仍可能受到影響，承受拉力；轉換層下方樓蓋主要承受壓力。其承載能力相對較高。標準層外筒框架軸力向下傳遞使搭接柱本身受力復雜，所受壓力、剪立、彎矩都較大。
2、搭接柱轉換結構的工作原理
搭接柱轉換結構在重力荷載作用下的安全度和可靠度，主要取決于搭接塊相連樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度的控制。樓蓋梁板的承載能力和軸向剛度得到控制和滿足，重力荷載作用下，次內力（柱、梁、板、墻的彎矩、剪力）及搭接柱變形就能受到控制，整個搭接柱轉換結構就能正常工作。搭接塊相連樓蓋梁板承載能力和軸向剛度控制是搭接柱轉換結構重力荷載作用下正常工作的關鍵技術。
3、貫通落地筒體-框架結構工作特性
搭接柱轉換基本保證了框架柱直接落地整體結構的振動特性及地震作用下的工作狀態(tài)與貫通落地筒體-框架結構無異?？蚣苤罱愚D換本質是弱化了框架抗側作用，更進一步強化了核心筒體的抗側作用。因此核心筒體為整體結構最主要的抗側力構件，其承載力、延性和截面尺寸應予以保證，當筒體自下而上變化混凝土強度等級、截面尺寸及配時，美籍變化均因延伸至搭接柱區(qū)段上一層，且需逐漸變化減弱搭接柱轉換引起局部剛度退化應力集中的影響，保證整體機構抗震承載能力不致突變。
4、搭接柱轉換結構計算分析
為了了解搭接柱轉換結構在總理荷載、地震荷載組合效應下的工作狀況，整體桿系、局部有限元分析十分必要，主要的軟件可用SATWE、PMSAP等等。
結束語
目前，國內梁式轉換層結構的工程設計與施工經(jīng)驗逐漸增多，但 在結構設計方面還有待進一步總結和完善。通過對梁式轉換層的設
計思路和構造要求的深入了解，選擇合理的結構布置方式和構造設 計方法是關鍵。結構布置的合理與否直接影響建筑的質量與使用性 能，同時也與建筑的經(jīng)濟性有密切關系。
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[關鍵詞]高層建筑；結構設計；要點；主體結構；地基；框支結構
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0389-01
1.現(xiàn)代建筑結構設計的要點分析
1.1 起決定性因素的水平荷載是絕對不允許被忽視的，現(xiàn)代的建筑結構設計的過程中：樓面使用荷載和建筑物的自重等因素將在豎構件中通常引起與建筑物高度的一次方成正比例而水平荷載對于建筑結構產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比的一定的軸力與彎矩數(shù)值，所以，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風荷載等水平荷載的數(shù)值則會隨著建筑結構動力特性的不同，而會出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結構設計過程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設計工作中進行詳細計算與周密分析的原因所在。
1.2 在高層建筑結構設計過程中，軸向變形也是必須考慮進去的，可能會由于數(shù)值較大的豎向荷載，軸向變形可能在柱中引起一定程度的發(fā)生，引起連續(xù)梁中間支座處的明顯減小的負彎矩值越來越明顯，也會產(chǎn)生影響預制構件下料的長度，設計人員要依據(jù)軸向變形的實際計算值，合理調整下料長度，而達到影響連續(xù)梁彎矩的目的。
1.3 設計工作還有一項重要的控制指標――側移，必須將水平荷載作用下的建筑結構側移控制在一定的限度之內，原因是：，側移在高層建筑結構設計中已經(jīng)成為重要的控制指標，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結構的側移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
1.4 設計工作還有一項重要指標結構延性，在相同的地震作用下變形相對而言比較大，相比較于小高層、多層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結構會相對更加柔軟一些。在結構設計中必須采取相應的工藝與技術措施，以保證建筑結構具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結構進入塑性變形階段后，依然會具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發(fā)生別的危險。
2.建筑結構設計工程實例
本論文以某高層住宅建筑工程這個項目為例，需要指出建筑結構設計的基本流程與注意事項如下：建筑工程這個項目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20層，地下1層，建筑總高度達到78.3m，建筑總面積大約25萬m2。宅建筑工程這個項目建筑結構的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。宅建筑工程這個項目所在地有著平坦的地形，以人工填土為主的表層，土層在垂直與水平方向有著非常穩(wěn)定的分布，一般第四紀沉積土層的以下部分。宅建筑工程這個項目建筑的結構為二級安全等級，抗震設防重要性為丙類抗震設防，基本風壓0.45kN/m2，抗震設防烈度為9度抗震設防烈度。
2.1 主體結構設計
高層住宅建筑工程這個項目的主體結構采用的是剪力墻現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構體系。其中框架的抗震等級為二級抗震等級，剪力墻的抗震等級為一級抗震等級。高層住宅建筑工程這個項目中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側力構件，設置框架柱在筒體周圍合理，這都是結合建筑物的實際使用功能。高層住宅建筑工程這個項目在地下室頂板是結構嵌固端，將板厚設定為180mm，板配筋為雙層、雙向形式的滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。這是為了充分考慮其承受與傳遞地震作用產(chǎn)生水平力的問題，這是由于本工程受到層高與使用功能的限制。
2.2 基礎設計
設計人員根據(jù)高層住宅建筑工程這個項目X向基礎梁的尺寸為900×1800，Y向基礎梁的尺寸為1000×2000或1800×2000，這是由于所在地的地質勘探及地基承載力的實際計算結果所決定的。高層住宅建筑工程這個項目由于受到筒體內電梯基坑、集水井局部下沉的影響，因此最終決定采用梁板式筏形為基礎，筒體四周的板厚為1.5m，剩下部位為1.0m板厚，所以，非常有可能導致導致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大。高層住宅建筑工程這個項目計算基礎結構過程中，要特別重視各類技術資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，進行計算時采用彈性地基梁板基礎軟件，真實性與可靠性是能夠確保計算結果的。
2.3 框支層結構設計
2.3.1 框支層結構設計
高層住宅建筑工程這個項目結構設計中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結構延性，在設計工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應控制在0.5以內。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm之間。底部加強區(qū)域的剪力墻設計中，應按照相關規(guī)范與技術要求設置相應的約束邊緣構件，其縱筋配筋率應控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比
2.3.2 框支柱設計
高層住宅建筑工程這個項目框支柱的抗震等級為二級，在本工程框支柱的剪力設計中，設計值按照柱實配縱筋進行計算，還要剪壓比應控制在0.15以內，乘以放大系數(shù)1.1。柱內縱向鋼筋的配筋率應
2.3.3 箱形轉換層樓板設計
高層住宅建筑工程這個項目的結構設計中，箱形轉換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結構設計工作中，采用專業(yè)的ANSYS有限元軟件對箱體上下層板的內力進行分析與計算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉換層樓板設計中，樓板裂縫≤0.2mm，實配雙層、雙向通長鋼筋。箱體上層板的最大壓應力控制在1.2MPa以內，箱體下層板的最大拉應力應控制在2.0MPa以內。
3.結語
由上述可以得出，對于設計中常見的效率與質量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素與條件在建筑結構設計工作中的影響與作用。應及時引入先進的設計理念和方法在設計過程之中，從而使得建筑結構設計中更多的應用新工藝、新技術和新材料，從而達到有效提高建筑結構設計的整體品質的目的，這樣也會有利于項目建設工作的順利進行。
參考文獻
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關鍵詞：高層建筑；錯層剪力墻；結構；抗震性能
Abstract: With the increasing levels of the national economy, the requirements for the living environment has become increasingly high, split-level building is increasingly favored by real estate enterprises, the split-level seismic shear wall structure of high-rise buildings the performance analysis has become an important research topic in the current construction projects. This article to explore and analyze shear wall structure of a building split-level high-rise buildings as an example, analysis of the seismic performance of the engineering and construction of the proposed design recommendations to improve the quality of the split-level shear wall structure, ensure the seismic performance to meet the requirements to promote the development of China's engineering and construction.Keywords: high-rise buildings; split-level shear walls; structure; seismic performance
中圖分類號：TU352.1+1文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
錯層式建筑在空間設計上錯落有致，在使用上也比較合理，為人們提供了更為舒適的居住環(huán)境。相對于高層建筑中的錯層剪力墻抗震設計來說，錯層中剪力墻結構的剛度如果達不到國家標準的話，很容易造成結構局部的構件受力過于集中使其呈現(xiàn)出不規(guī)則現(xiàn)象，同時還會因不連續(xù)錯層布置導致高層建筑錯層剪力墻結構出現(xiàn)嚴重的受拉現(xiàn)象，大大降低了高層建筑的抗震性能。本文就以某幢高層建筑錯層剪力墻結構進行探討和分析，提出相關的設計改進建議，從而提高高層建筑錯層剪力墻結構的質量，保障其抗震性能符合要求。
1.高層建筑工程的概況
該工程為一幢地上20層，地下2層的高層建筑，其中建筑結構的總體高度為60m，建筑層高為3m,平面尺度是54m乘以23m。根據(jù)該建筑的使用特點，該高層建筑工程屬于住宅建筑，在整個建筑通高范圍內，將樓板錯落布置在建筑中的各層中部，使其呈現(xiàn)出一種1.0m的錯層結構。在這項工程建筑中，其中抗震設防烈度為7度，在結構上屬于二級安全等級，使用年限在50年左右，其抗震類別屬于丙類。由于該工程屬于錯層結構建筑，采用的是鋼筋混凝土類型的剪力墻體系。對此，在整幢樓層剪力墻的抗震等級設計上提高一級，其中要注意的是，除建筑頂部的水箱間和地下室的外墻以外，剪力墻結構的厚度為300mm。
2.該工程結構設計中抗震性能分析
為了更好地研究高層建筑中錯層剪力墻結構的抗震性能，該工程主要采用的是靜力和動力彈塑性的分析方法，通過Abaqus設計軟件，解決剪力墻結構在不同類型的震動下非線性的響應，分析結構中各部件存在的破壞因素，整體評價該工程建筑剪力墻結構的抗震性能。
在高層建筑錯層剪力墻結構的抗震性能分析過程中，剪力墻和樓板之間可以采用多層鋼筋類型的分層殼單元進行模擬，而在建筑的連梁可以采用空間梁柱單元進行模擬。其中在鋼筋材料上利用雙線性類型的隨動硬化模型，按照建筑材料的等級來劃分標準值，其中材料的強屈比是2.0，極限應變是0.043。對混凝土材料而言，除了材料的強度和本構曲線以外，其余的都要按照混凝土的結構要求來進行設計。在靜力彈塑性分析過程中其剪力墻的結構是單向加載，在選取混凝土本構關系上可以采用一些具有較好收斂性能的彌散類型裂縫混凝土。而在動力彈塑性分析上，要特別注意由于反復加載造成混凝土剛度的損壞。同時在混凝土強度計算的過程中，加強鋼筋的約束增強效應，使其能夠符合混凝土的參數(shù)要求。
目前在剪力墻結構抗震性能研究中，主要采用的是Push-over技術分析法，通過大量的工程實踐表明，靜力非線性分析法能夠準確地展示出剪力墻結構非線性的屬性及其結構的變形形態(tài)，將剪力墻結構中的薄弱部位展現(xiàn)出來，從而對建筑剪力墻結構的整體抗震性能做出正確、合理的判斷。由于該工程的高度比較大，在第一階段振型中質量的參與為總質量的80%，導致其高振型產(chǎn)生的影響較大，對此，在計算過程中可以將不同振型進行組合，將其產(chǎn)生的后層剪力之差作為靜力彈塑性分析法中的側向堆覆荷載。此外，為了保證錯層剪力墻結構的分布形態(tài)不發(fā)生改變，從而進行兩個不同方向的推覆分析。
圖一和圖二分別為建筑結構兩個方向的性能曲線，從圖中可以看出，建筑結構不管是在X方向還是在Y方向上，在小震影響下其推覆性能曲線處于彈性狀態(tài)，在中震影響下曲線才開始發(fā)生明顯的變化，說明這個時候建筑結構中的部分構件已經(jīng)進入到了塑性的過程。通過能力譜法來計算建筑結構中X、Y兩個方向在地震作用下的基底剪力。
通過對結構中兩個方向的推覆分析，剪力墻結構屈服過程和破壞過程基本上保持一致，主要表現(xiàn)為在重力影響下剪力墻結構仍處于一種彈性狀態(tài)；其中在
圖一建筑x方向結構性能點和曲線分析
圖二 建筑Y方向結構性能點和曲線分析
推覆荷載與彈性小震水平達到一致的時候，除了建筑中個別梁會發(fā)生微小塑性之外，大部分結構梁還是處于一種彈性狀態(tài)。而當推覆荷載與彈性中震水平達到一致時，建筑中剪力墻結構中的部分梁已經(jīng)進入到塑性結構，同時在結構下部的推覆方向中剪力墻的豎向鋼筋已經(jīng)進入到了受拉狀態(tài)，導致鋼筋發(fā)生屈服，使混凝土能夠符合其受壓強度上的標準值。此外，在結構推覆過程中，建筑結構的自振特性也會發(fā)生變化，隨著結構推覆荷載的不斷增大，建筑的結構周期也在不斷增大，從而導致結構在進入彈塑性后的程度逐漸增大。
根據(jù)不同彈塑性法對該工程的分析，得出以下結論：第一，該建筑工程的錯層剪力墻結構能夠滿足7度設防烈度的要求，實現(xiàn)“小震不壞、中震可修以及大震不倒”的建筑設防目標。第二，通過該工程分析研究表明，在高程建筑錯層剪力墻結構的設計中，要嚴格按照國家的規(guī)范進行設計，并加強適當?shù)姆雷o措施，從而確保建筑工程的抗震性能達到要求。第三，在高層建筑錯層位置的設置上，要注意剪力墻的受力問題，根據(jù)其具體問題采取相應措施。第四，設計人員在高層建筑錯層剪力墻結構設計時，要注意錯層結構中樓板的受拉影響，避免在地震時建筑出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，同時在建筑專業(yè)允許的條件下，將建筑中錯層剪力墻結構的長寬較大平面實行斷縫處理，盡量減少工程中的扭轉效應，控制好結構中的扭轉周期比和扭轉位移比。第五，在高層建筑錯層剪力墻體底部的加強區(qū)延伸至平層處，加大墻體的厚度，延長墻肢和翼緣長度，在建筑的平面局部上較多凹入部位上可以加厚其樓板，使其能夠符合地震水平力的傳遞要求，從而降低結構間的軸壓比，促使高層建筑錯層剪力墻結構中墻體的穩(wěn)定性，確保建筑具有較好地抗震性能。
3.結束語
綜上所述，隨著國民經(jīng)濟水平的不斷提高，人們對于其居住環(huán)境的要求也變得越來越高，錯層式建筑越來越受到房地產(chǎn)企業(yè)的青睞，高層建筑行業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展，高層建筑錯層剪力墻結構的研究成為了當前建筑工程的一項重要研究課題。如果錯層中剪力墻結構的剛度達不到國家標準的話，很容易造成結構局部的構件受力過于集中，使其呈現(xiàn)出不規(guī)則現(xiàn)象，同時還會因不連續(xù)錯層布置導致高層建筑錯層剪力墻結構出現(xiàn)嚴重的受拉現(xiàn)象，大大降低了高層建筑的抗震性。對此，工程建筑企業(yè)在進行高層建筑開發(fā)中，必須要注重其抗震性能的設計，使其能夠滿足工程建筑的要求，延長工程建筑的使用壽命，從而保障人們的生命、財產(chǎn)安全，推動企業(yè)經(jīng)濟和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。
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