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某住宅建筑结构设计探讨

摘要：本文作者结合自己多年的实际工作经验，结合具体工程实例介绍某居

住区住宅工程的结构体系特点、结构概念设计、计算分析及新材料的选取，分析

和讨论部分框支剪力墙结构体系的设计，包括其转换层的设计要点及薄弱部位的

处理措施等问题。

关键词：住宅；建筑结构；剪力墙结构；梁式转换

1前言

在建筑结构设计中，框支剪力墙结构是指底层为框架柱，上层为剪力墙

的结构。底层的框架结构可使建筑平面灵活布置，适用于商场、餐厅、会议室、

活动中心等大开间的公共建筑设计；上部的剪力墙结构整体性好，侧向刚度大，

水平位移小，多用于住宅、旅馆等建筑设计。两者之间的楼板为转换层楼板，需

采取措施增强该层的整体性及刚性，以减小整个结构的上下刚度差异。现代化高

层建筑设计趋向功能多元化，要求居住、办公、饮食、商业一体化，因此这种结

构得到越来越广泛的应用。

2工程概况

某居住区建筑面积约28.6万m2，本工程地下2层，地面以上6栋32层

的塔楼，呈弧形分布，塔楼地面以上高99.90m。首层架空，二层为结构转换层，

以上为住宅标准层，地下室连成一体，其中A1～A4塔楼地下二层为5级人防地

下室。本工程为部分框支剪力墙结构，A级高度的钢筋混凝土高层建筑，属复杂

的高层建筑。

3主体结构设计

3.1结构体系特点

(1)平面不规则：本工程整体平面布置呈圆弧形，地面以上由6栋32层

的塔楼组成。各塔楼平面均呈“十”字型，中部圆形的钢筋混凝土简体为主要的抗

侧力体系，伸出的各翼由几种不同的单元组合而成，与简体连接部分较窄，向外

逐渐变宽，属于平面不规则类型。

(2)竖向不规则：地下室及首层为框剪结构，由混凝土柱及剪力墙承受竖

向荷载，以上各层为剪力墙结构，由剪力墙承受竖向荷载，2层平面为结构转换

层，采用梁式转换，属于竖向不规则类型。

(3)人防地下室：A1-A4塔楼地下二层为5级人防地下室，其顶板(即地

下一层楼板)的等效静荷载标准值为100kPa。地下室底板则需承受地下水反压

力，根据场地的地下水位及地下室的埋深，地下水位设防标高为-2.50m，底板的

浮力达70kPa，需采取有效的抗浮措施。

(4)超长混凝土结构：弧形地下室整体相连，长度超过400m，必须采取

有效措施防止温度应力使混凝土产生开裂。

(5)结构转换层及塔楼中筒与各翼之间的连接均为该工程的薄弱部位，其

计算分析和处理措施是设计的关键和重点。

3.2结构概念设计

本工程框支框架的抗震等级为一级，剪力墙的抗震等级为二级。

(1)为了加强整体结构刚度，本工程采用部分剪力墙框支、部分剪力墙落

地的形式，形成底层大空间框架—剪力墙结构。因框支剪力墙承受的剪力大部分

要通过楼板传到落地剪力墙上，故把落地剪力墙布置在各塔楼的中部，围成圆形

的筒体，在转换层以下筒体外墙加厚为500，内墙为300，混凝土强度等级提高

为C60，有效地加大底层剪力墙的刚度和承载力，使整个结构上下刚度差别减小，

也增强了整体抗扭能力。

(2)在转换层以下的框架结构中，塔楼部分的柱子作为上部剪力墙的支承

也相应被加强，采用C60、截面为800×3000、中1400等的钢筋混凝土柱，加大

底层刚度。上部的剪力墙结构，整体性较好，有较强，的抗侧力和抗扭能力，但

为了避免墙体自重过大，部分剪力墙向上收窄，厚度从300减小为250和200，

从而减少给底层框架结构的负担，有利于整体结构的稳定性。

(3)底板承受着较大的浮力，厚度取500，塔楼部分，待主体结构完成6层

后，建筑物的自重可抵消地下水反力，裙楼部分，则在柱下用抗拔桩(入岩深度

53000)抵抗浮力。人防地下室顶板的等效静荷载标准值达l00kPa，板厚取250，

在人防设计中，在核爆动荷载和静荷载同时作用或核爆动荷载单独作用下，材料

取动力强度设计值，如钢筋动力强度设计值为静荷载作用下设计值的1.2-1.5倍，

混凝土为1.4倍。

(4)本工程结构长度较大，故几处设置了防震缝和后浇带。6栋住宅塔楼

在二层楼面每隔2个塔楼用防震缝分隔，每两个形成双塔结构。地下室整体相

连，沿地下室弧线方向每隔约50m