高層剪力墻住宅轉角窗處結構設計與分析

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摘要：在現今高層建筑建設中，剪力墻住宅轉角窗可以說是一種重要的結構形式，如果沒有對該結構進行科學的設計，就會對整個建筑的整體設計效果產生影響。在本文中，將就高層剪力墻住宅轉角窗處結構設計進行一定的研究與分析。

關鍵詞：高層剪力墻；轉角窗處；結構設計；

1 引言

隨著我國城市化建設的發展，人們生活水平的提升，人們對于住宅也具有了更高的要求。除了需要建筑住宅具有舒適、安全的特點之外，還需要其能夠具有良好的采光條件以及通風條件。其中，建筑中轉角窗的設計不僅能夠對人們對于視野的需求進行滿足，還能夠對建筑較為復雜的角部墻肢進行去除。對此，就需要能夠做好該位置的結構設計工作。

2 轉角窗設置對剪力墻結構的影響

對于剪力墻結構來說，轉角窗對其具有著較為深遠的影響：從墻肢平面布置情況分析，腳步外墻同剛心的間距較大，在X、Y兩個方向也會具有較大的抗扭剛度，且該部分在對縱橫墻協同作業進行聯系時也會扮演著非常重要的角色。在角部墻體開洞之后，整個建筑的抗扭剛度以及抗震性都會受到非常嚴重的影響，如果在此時沒有對其進行有效的控制，則很可能因此形成一種不規則、具有一定扭轉性的平面類型，并因此對我國相關條文以及規范產生了違反情況。而在轉角處墻體開洞之后，在豎向構建上則不再具有約束，所存在唯一的約束就是水平方向的約束。在這種情況下，如果建筑整體結構對稱性沒有滿足要求、或者核心筒位置出現偏移情況，則非常容易使建筑脆弱轉角梁板位置出現變形問題，甚至會因此出現擠壞塌落的情況，需要設計人員能夠對轉角窗設計引起充分的重視。

3 角窗相連墻肢構造的設計

在該方面設計時，需要對角窗單向寬度的尺寸進行嚴格的控制，保證其最大邊不能超出800mm。剪力墻開間寬度方面，則需要將其控制在480mm以內，并在角部結構做好小開間的建設，并做好剪力墻簡體結構的切除工作。為了能夠對洞口剪力墻安全性作出保障，在該方面設計時還需要做好暗柱、翼墻以及端柱的設置，以此為建筑結構抗震性、延展性的改善提供必要的支持。在實際對暗柱進行設置時，需要首先將其邊緣構件作為設置參考，并保證窗臺寬度同其寬度能夠保持一致。如果在實際情況下寬度不能夠滿足要求，則需要適當調整強制厚度，保證剪力墻截面高厚比小于8。在這里我們可以舉例說明，如果其在建筑的3層以下，該值應當為300mm左右，4至18層，則需要控制在250mm內，而18層以上則需要選擇為200mm。在對墻肢進行時，需要對實際彎矩情況進行充分的聯系，保證柱內受拉鋼筋能夠處于一個較大的范圍內配置，一般來說，其范圍應當同暗柱寬度范圍等同。

4 角窗上轉角梁的設計

在建筑轉角窗上、下部分，需要保證其都具有轉角梁的設置。在實際設計中，需要盡可能的避免對非落地窗的設計，且對于其梁高在合理的范圍內可以進行適當的加高，并保證墻寬同梁寬的相等。而在抗震等級以及建筑混凝土等級方面，則需要保證其同剪力墻具有相同的等級。而在實際對轉角梁進行時設置時，工作人員也需要做好上下窗臺板厚度的提升，使轉角梁同窗臺板間能夠較好的形成一種“[”形梁，以此能夠同端柱共同形成抗側力結構，進而對抗扭剛度的彎矩以及剪力進行良好的傳遞。在此結構的作用下，配合斜向鋼筋的加強，則能夠在對兩者結合的情況下更有利于建筑結構抗震能力的提升。

5 板內暗拉梁設計

在對建筑板內拉梁進行設計時，需要保證居室內樓板所具有的厚度在150mm以上，并在設計時保證拉結暗梁所具有的方向為斜向，通過這種設計方式的應用，則能夠對扭轉應力對于建筑轉角位置弱板所具有的扭轉影響進行較好的控制，進而避免結構出現擠壞脫落以及局部變形情況。如果條件允許，則可以適當增加結構斜梁截面高度，以此在對角部縱橫墻協同能力進行有效的提升的同時對其抗扭剛度的能力進行改善。而在實際進行構造時，如果條件允許，也需要保證上、下配筋的類型相同，并做好配筋率的設置。

6 角窗計算模型的分析

在高層剪力墻結構設計中，剪力墻的剪力情況是非常重要的研究重點。對此，我們以PMSAP軟件對其內力情況進行計算，得出了下述結論：第一，當塔樓沒有對轉角窗進行開設時，當地震方向同X軸夾角變大時，結構底層剪力墻所具有的剪力也會隨之加大。而當對轉角窗進行開設時，當轉角連梁跨度增大時，建筑不同震角所對應的剪力則具有著從大至下的發展趨勢，在開始增大時，其具有著較大的幅度，而當跨度處于1200mm時，剪力達到峰值，且會隨著連梁跨度的提升、剪力則會具有著更大的下降趨勢。而當地震方向同X間具有小于30°的夾角時，已經開洞的建筑同沒有開洞的建筑相比，當角度大于30°時，塔樓所具有的剪力同沒有開洞的塔樓相比要小；第二，如果塔樓沒有對轉角窗進行設計，當X軸同地震方向間具有越大的夾角時，建筑中間層的剪力墻則會具有更大的剪力，且會隨著跨度的增大其會以15°剪力為中心從不同震角位置以放射狀向著中間位置靠攏，當連梁跨度在600至1500mm范圍時，隨著連梁跨度的增大、剪力也會隨之降低。而當連梁跨度在2400mm時，剪力墻剪力則具有著逐漸靠攏的趨勢，且在此過程當X軸夾角增大時，其對應的剪力值也會降低；第三，當塔樓沒有對轉角窗進行設置時，當X軸同地震方向具有更大夾角時，建筑頂層剪力墻則會具有更小的剪力。而在具體變化趨勢上，且也呈現出一定的規則性：當轉角連續梁跨度在600mm以內時，結構地震角所對應的剪力會隨著連續梁跨度的提升而降低，且當地震角增大時，剪力也隨之增大。而當跨度在1500至1800mm之間時，不同地震角所對應的剪力則會隨著跨度的增大而減小。

7 結束語

在我國現今建筑逐漸向著高層化方向發展的情況下，剪力墻轉角窗成為了建筑結構設計中非常重要的一項內容。在上文中，我們對高層剪力墻住宅轉角窗處結構設計進行了一定的研究與分析，需要在實際設計當中能夠充分把握設計重點以及結構規律，更好的完成設計工作。

參考文獻

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