高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

趙永波

摘要：抗震墻結(jié)構(gòu)目前是建筑中非常常用的結(jié)構(gòu)形式，近幾年得到了迅猛發(fā)展。如何對抗震墻的用量進行合理分析和抗震墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計做出科學研究，具有重大的意義。本文就抗震墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計做了簡要的分析，并提出了相應(yīng)的觀點。

關(guān)鍵詞：抗震墻；構(gòu)件設(shè)計；計算；高層建筑

中圖分類號：TU973.2文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）02-0090-01

1.抗震墻結(jié)構(gòu)的特點

多高層鋼筋砼結(jié)構(gòu)，宜使結(jié)構(gòu)的平面形狀簡單、規(guī)則、均勻、對稱，剛度和承載力均勻分布。豎向體型宜規(guī)則、均勻，側(cè)向剛度宜均勻變化，避免有過大的外挑和內(nèi)收。對平面或豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按GB50011-2010第3.4.4條的要求，進行地震作用的計算和調(diào)整，并對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。

薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力，多層和A級高度高層建筑不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%，B級高度高層建筑不應(yīng)小于其上一層的75%。根據(jù)GB50011-2010第3.4.1條，建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求。抗震設(shè)計時，盡可能避免采用倒擺形成的水塔形結(jié)構(gòu)，避免采用雞腿結(jié)構(gòu)等不規(guī)則的建筑。當不能避免采用不規(guī)則的建筑時，應(yīng)按規(guī)定采取加強措施；特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進行專門研究和論證，采取特別的加強措施；嚴重不規(guī)則的建筑不應(yīng)采用。

2.抗震墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

抗震設(shè)計時框架梁，梁端受拉縱筋最小配筋率、梁受壓區(qū)高度與梁有效高度的比值、梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值、梁箍筋加密區(qū)的要求，應(yīng)符合GB50011-2010第6.3.3條、JGJ3-20lO第6.3.2條的規(guī)定；框架梁受拉縱筋的最小配筋率，應(yīng)符合GB50010-2010第11.3.6-1條及JGJ3-2010第6.3.2條的規(guī)定。

當出現(xiàn)大小跨相連和長懸臂的時侯，如果僅在支座處標注一次配筋，很可能造成小跨支座處配筋率超過2.0%后箍筋沒有增大一級、跨中配筋與支座配筋之比小于0.3或0.5的情況，出現(xiàn)這種情況時建議在支座兩側(cè)進行原位標注配筋，將大跨的部分配筋錨入框架柱內(nèi)或者將小跨的箍筋直徑增大一級也可增加小跨框架梁的截面高度和跨中配筋；當框架梁的梁高小于400tnm時，應(yīng)注意加密區(qū)的箍筋間距不應(yīng)大于四分之一梁高；當框架梁的受力縱筋采用直徑為12的鋼筋時，應(yīng)注意加密區(qū)的箍筋間距不應(yīng)大于8d或6d的要求。

3.抗震墻截面結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1抗震墻正截面承載力計算方法與偏心受力柱類似。所不同的是在墻肢內(nèi)，除了端部集中配筋外還有豎向分布鋼筋。此外，縱橫向抗震墻常常連成整體共同工作，縱向抗震墻的一部分可以作為橫向抗震墻的翼緣，同樣，橫向抗震墻的一部分也可以作為縱向抗震墻的翼緣。因此、抗震墻肢常按T形截面或I形截面設(shè)計。試驗表明，抗震墻在水平反復荷載作用下，其正截面承載力并不下降。因此，無論有無地震作用，抗震墻正截面承載力的計算公式是相同的。大小偏壓的判別條件與偏心受壓柱相同，抗震墻一般不可能出現(xiàn)小偏心受拉，規(guī)范也不允許發(fā)生小偏心受拉破壞。

3.2剪力墻的邊框柱，應(yīng)符合框架柱的構(gòu)造配筋規(guī)定，抗震等級與框一剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻相同。剪力墻底部加強部位的端柱和緊靠剪力墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區(qū)的要求沿全高加密箍筋。

3.3當框架與剪力墻抗震等級不同時（如7度區(qū)，高度≤60m的丙類建筑，框架為三級，剪力墻為二級），連梁跨高比不小于5，按框架梁輸入計算，其抗震等級可取框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的抗震等級。

4.抗震墻結(jié)構(gòu)承載力計算

4.1框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計時，不應(yīng)采用部分由砌體墻承重之混合形式。框架結(jié)構(gòu)中的樓、電梯間及局部突出屋頂?shù)碾娞輽C房、樓梯間、水箱間等，應(yīng)采用框架承重，不應(yīng)采用砌體墻承重。對扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)，應(yīng)計入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；對非高層建筑及A級高度高層建筑位移比>1.4、B級高度高層建筑位移比>1.3時，應(yīng)考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

4.2需進行結(jié)構(gòu)抗震驗算的結(jié)構(gòu)，其設(shè)防烈度范圍應(yīng)符合GB50011-2010第5.1.6的規(guī)定。抗震設(shè)防烈度為6度時，異形柱結(jié)構(gòu)及高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)進行地震作用計算和結(jié)構(gòu)抗震驗算。

4.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力驗算，應(yīng)符合GB50010-2010第3.3.2條、GB50011-2010第5.4.2條、JGJ3-2010第3.8.1條的要求；荷載效應(yīng)的基本組合應(yīng)按照GB5001 1-2010第5.4.1條、JGJ3-2010第5.6.1、5.6.2、5.6.3條確定；可變荷載組合值系數(shù)應(yīng)按GB50011-2010第5.1.3條、JGJ3-2010第5.6.2條、第5.6.4條確定。

4.4對多層鋼筋砼框架房屋，如頂層因設(shè)置大房間的要求，局部采用網(wǎng)架、屋架等大空間的屋蓋形式，部分柱頂與屋面結(jié)構(gòu)鉸接成為排架柱，仍可按框架結(jié)構(gòu)有關(guān)要求進行抗震設(shè)計。排架部分應(yīng)采用設(shè)置支撐等有效抗側(cè)力措施。

框架結(jié)構(gòu)中的樓梯間，當樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時，樓梯板起到斜支撐的作用，應(yīng)參與抗震計算；當樓梯板滑動支撐于平臺板時，可不參與整體抗震計算。5抗震結(jié)構(gòu)措施

5.1“抗震措施”是除了地震作用計算和構(gòu)件抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，包括建筑總體布置、結(jié)構(gòu)選型、地基抗液化措施、考慮概念設(shè)計對地震作用效應(yīng)（內(nèi)力和變形等）的調(diào)整，以及各種抗震構(gòu)造措施。

5.2“抗震構(gòu)造措施”是指根據(jù)抗震概念設(shè)計的原則，一般不需計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細部構(gòu)造，如構(gòu)件尺寸、高厚比、軸壓比、長細比、縱筋配筋率、箍筋配箍率、鋼筋直徑、間距等構(gòu)造和連接要求等。

5.3甲、乙類建筑及Ⅲ、Ⅳ類場地且設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的丙類建筑按表1、2確定抗震措施時，如果房屋高度超過對應(yīng)的房屋最大適用高度，則應(yīng)采取比對應(yīng)抗震等級更有效的抗震構(gòu)造措施。