浅析高层住宅错层剪力墙结构设计
摘要 我国经济的快速发展，加快了城市化进程的速度，人们对住宅的多元化功能需求也越来越高，由于现代城市建筑用地限制，高层住宅成为住宅建筑发展的主要方向，在高层住宅建设中，高层住宅错层建筑技术逐渐被广泛应用，错层建筑能够有效地利用建筑空间节省了城市建筑用地，但由于错层结构楼板的不连续性，所以对不同高度的楼面设计会对高层住宅结构的抗震性能带来负面的影响，对高层住宅的整体结构承重受力也极为不利；为此，文章以高层住宅错层剪力墙的理论为切入点，深入分析错层剪力墙结构的设计要点，以供参考借鉴。
关键字 高层住宅；错层；剪力墙
引言
在住宅建筑结构中，采用楼板错层的方式，会对建筑结构整体的受力产生严重影响，因此一般情况下是不采用错层结构的。但是随着建筑行业的发展，为了对建筑空间进行有效的充分的利用，从而满足人们多元化的使用功能的需求，经常会将一些非主体房间的层高设计的相对较低，这样就产生了错层结构形式的出现。对于这种错层结构形式施工，往往会采用剪力墙结构体系，错层结构不仅会削弱楼板结构整体受力承重的性能，同时还会使部分竖向受力构件出现刚度大和延性差的问题，这在住宅整体结构水平荷载的作用下，会产生应力过于集中的问题，大大降低了住宅结构抗震的性能，也影响了人们生活质量。
1 高层住宅错层剪力墙的理论探讨
根据相关规范及参考文献理论的总结，对于高层住宅错层剪力墙结构设计，一般认为其不利的因素主要表现在两个方面：一是由于楼板被分成许多块，并且相互错开放置，在错层中发生了很大的变形和由内而外的张力，极大地削弱了楼板协同住宅结构整体承重受力的能力。二是由于楼面的错层，使得错层交接部位形成竖向短构件（例如框架结构中的短柱），这会在同向的受力中，因错层构件刚度过大，产生内在压力过于集中，从而达不到住宅抗震设计的要求[1]。相互错层的楼面由中间的错层柱或墙相联系，相比较平面刚度极大的楼面，错层柱或墙的弯剪刚度是个极小值，当结构受力时，结构两个部分将会产生不一致的变形，可能会在错层柱或墙中形成较大的内力，所以错层柱或墙的受力与两部分的内力均匀性有关。综上所述，错层对剪力结构体系的影响十分有限，对错层剪力结构的合理布置和结构的加强，可以有效地满足抗震设计的要求，从而保证高层住宅错层剪力墙结构设计的质量。
2 错层剪力墙结构的设计要点
2.1 错层剪力墙结构设计的参数要点
《高规》中指出了关于错层剪力墙结构设计的具体规范参数，错层处平面外
受力的剪力墙截面厚度抗震设计时不应小于250mm，并应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用[2]。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于 C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率抗震设计时不应小于0.5%。在错层处的剪力墙加厚，厚度取250mm，并让墙体带有较大的翼缘，增强墙体的延性和稳定性。错层处剪力墙抗震等级提高一级，按二级考虑。混凝土强度等级在底部加强区为C35，上部为C30。按照以上具体参数进行住宅错层剪力墙结构的设计，是保障高层住宅的建设质量的主要前提。
2.2 错层剪力墙结构设计的计算要点[3]
错层结构由于楼板不连续性，所以楼板的平面内刚性假定已经不再适用，可以看作无限分块刚 。首先是弹性计算，目前，通用的设计软件都能较好地进行错层结构弹性计算；需要根据时程分析的结果采用三条地震波最大数值对结构进行配筋调整。其顺序依次是：对比时程分析和反应谱分析，根据层剪力大小的比值对配筋进行适当调整，调整数值为时程分析的各层剪力与CQC计算的各层剪力比值；不大于1时取1，大于1时取调整系数。其次是弹塑性计算，当前设计软件已不适用于错层结构的弹塑性计算，所以采用了耗时较长的杆模型计算方式，这种方式并不适合错层剪力墙结构的设计，所以错层结构的第二个计算要点还有待解决。
2.3 抗震构造设计是错层剪力墙结构设计中的要点
错层结构使平面楼板变得没有连续性，导致竖向构件应力过于集中，目前来说是一种对高层住宅抗震极其不利的建筑结构形式，但是错层对剪力墙结构体系的影响并不大，所以错层剪力墙结构通过对结构的合理布置和构造措施的加强，基本上可以满足抗震设计的要求。 其次，从保证住宅建筑的抗震能力的要求上，还应该尽量减少错层剪力墙的数量，从而使得剪力墙有足够的空间，并保证墙体结构的侧向刚度足够的前提下，最大限度地减少楼层的最小剪力系数，使得其接近对应规则的限制，从而达到降低住宅整体结构重量、减小地震冲击力作用和降低建设成本的目的。
3 结束语
综上所述，高层住宅是我国住宅建设发展的主要方向，错层剪力墙结构设计广泛应用在高层住宅建筑施工中，我国建筑行业应加强对错层剪力墙结构设计的研究，针对当前建筑结构中存在错层情况，应当充分考虑楼板错层对住宅结构的受力所产生的负面影响；这对保障高层住宅安全质量起着至关重要的作用。
参考文献
[1]武晓军.浅析高层住宅错层剪力墙结构设计[J].江西建材，2015，（21）：32-33.
[2]李新，马俊凯，任少华.高层住宅中错层剪力墙结构的设计.建筑设计，
2008，（05）：7-9.
[3]董朝旭.高层错层住宅剪力墙结构设计探讨[J].装饰装修，2015，（05）：77.
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