高层建筑抗震结构设计探讨

赵永波

摘要：抗震墙结构目前是建筑中非常常用的结构形式，近几年得到了迅猛发展。如何对抗震墙的用量进行合理分析和抗震墙的结构设计做出科学研究，具有重大的意义。本文就抗震墙的结构设计做了简要的分析，并提出了相应的观点。

关键词：抗震墙；构件设计；计算；高层建筑

中图分类号：TU973.2文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）02-0090-01

1.抗震墙结构的特点

多高层钢筋砼结构，宜使结构的平面形状简单、规则、均匀、对称，刚度和承载力均匀分布。竖向体型宜规则、均匀，侧向刚度宜均匀变化，避免有过大的外挑和内收。对平面或竖向不规则的结构，应按GB50011-2010第3.4.4条的要求，进行地震作用的计算和调整，并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。

薄弱层抗侧力结构的受剪承载力，多层和A级高度高层建筑不应小于相邻上一楼层的65%，B级高度高层建筑不应小于其上一层的75%。根据GB50011-2010第3.4.1条，建筑设计应符合抗震概念设计的要求。抗震设计时，尽可能避免采用倒摆形成的水塔形结构，避免采用鸡腿结构等不规则的建筑。当不能避免采用不规则的建筑时，应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。

2.抗震墙结构设计

抗震设计时框架梁，梁端受拉纵筋最小配筋率、梁受压区高度与梁有效高度的比值、梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值、梁箍筋加密区的要求，应符合GB50011-2010第6.3.3条、JGJ3-20lO第6.3.2条的规定；框架梁受拉縱筋的最小配筋率，应符合GB50010-2010第11.3.6-1条及JGJ3-2010第6.3.2条的规定。

当出现大小跨相连和长悬臂的时侯，如果仅在支座处标注一次配筋，很可能造成小跨支座处配筋率超过2.0%后箍筋没有增大一级、跨中配筋与支座配筋之比小于0.3或0.5的情况，出现这种情况时建议在支座两侧进行原位标注配筋，将大跨的部分配筋锚入框架柱内或者将小跨的箍筋直径增大一级也可增加小跨框架梁的截面高度和跨中配筋；当框架梁的梁高小于400tnm时，应注意加密区的箍筋间距不应大于四分之一梁高；当框架梁的受力纵筋采用直径为12的钢筋时，应注意加密区的箍筋间距不应大于8d或6d的要求。

3.抗震墙截面结构设计

3.1抗震墙正截面承载力计算方法与偏心受力柱类似。所不同的是在墙肢内，除了端部集中配筋外还有竖向分布钢筋。此外，纵横向抗震墙常常连成整体共同工作，纵向抗震墙的一部分可以作为横向抗震墙的翼缘，同样，横向抗震墙的一部分也可以作为纵向抗震墙的翼缘。因此、抗震墙肢常按T形截面或I形截面设计。试验表明，抗震墙在水平反复荷载作用下，其正截面承载力并不下降。因此，无论有无地震作用，抗震墙正截面承载力的计算公式是相同的。大小偏压的判别条件与偏心受压柱相同，抗震墙一般不可能出现小偏心受拉，规范也不允许发生小偏心受拉破坏。

3.2剪力墙的边框柱，应符合框架柱的构造配筋规定，抗震等级与框一剪结构中的剪力墙相同。剪力墙底部加强部位的端柱和紧靠剪力墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。

3.3当框架与剪力墙抗震等级不同时（如7度区，高度≤60m的丙类建筑，框架为三级，剪力墙为二级），连梁跨高比不小于5，按框架梁输入计算，其抗震等级可取框架一剪力墙结构中框架的抗震等级。

4.抗震墙结构承载力计算

4.1框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部突出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。对扭转不规则的异形柱结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响；对非高层建筑及A级高度高层建筑位移比>1.4、B级高度高层建筑位移比>1.3时，应考虑双向地震作用下的扭转效应。

4.2需进行结构抗震验算的结构，其设防烈度范围应符合GB50011-2010第5.1.6的规定。抗震设防烈度为6度时，异形柱结构及高层建筑结构应进行地震作用计算和结构抗震验算。

4.3结构构件的承载力验算，应符合GB50010-2010第3.3.2条、GB50011-2010第5.4.2条、JGJ3-2010第3.8.1条的要求；荷载效应的基本组合应按照GB5001 1-2010第5.4.1条、JGJ3-2010第5.6.1、5.6.2、5.6.3条确定；可变荷载组合值系数应按GB50011-2010第5.1.3条、JGJ3-2010第5.6.2条、第5.6.4条确定。

4.4对多层钢筋砼框架房屋，如顶层因设置大房间的要求，局部采用网架、屋架等大空间的屋盖形式，部分柱顶与屋面结构铰接成为排架柱，仍可按框架结构有关要求进行抗震设计。排架部分应采用设置支撑等有效抗侧力措施。

框架结构中的楼梯间，当楼梯构件与主体结构整浇时，楼梯板起到斜支撑的作用，应参与抗震计算；当楼梯板滑动支撑于平台板时，可不参与整体抗震计算。5抗震结构措施

5.1“抗震措施”是除了地震作用计算和构件抗力计算以外的抗震设计内容，包括建筑总体布置、结构选型、地基抗液化措施、考虑概念设计对地震作用效应（内力和变形等）的调整，以及各种抗震构造措施。

5.2“抗震构造措施”是指根据抗震概念设计的原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部构造，如构件尺寸、高厚比、轴压比、长细比、纵筋配筋率、箍筋配箍率、钢筋直径、间距等构造和连接要求等。

5.3甲、乙类建筑及Ⅲ、Ⅳ类场地且设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的丙类建筑按表1、2确定抗震措施时，如果房屋高度超过对应的房屋最大适用高度，则应采取比对应抗震等级更有效的抗震构造措施。