小高层结构设计心得
浅谈小高层住宅结构设计
刘广民
山东同圆设计集团
随着我国经济持续快速的增长，人民生活水平不断提高，居民的居住面积和舒适度也不断提高。小高层住宅在我国大量涌现，如何在小高层住宅设计过程中使结构方案经济合理已成为我们结构设计者的当务之急。结合某小高层住宅结构设计，浅谈几点体会。
1工程概况
工程位于济南市长清区北部的济南市经济开发区内，经十西路西侧、重汽黄河路北的地块内。本工程主体为地上11层，地下两层。地下二层层高为3.3m，与地下车库相连，地下一层层高为2.9m，地上部分层高均为2.9m。
主楼上部结构采用剪力墙结构。建筑抗震设防分类为丙类（标准设防类）。抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第3组，设计特征周期为0.45秒。剪力墙抗震等级为四级，框架抗震等级为四级。建筑场地类别为Ⅱ类。建筑物安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级。
2地基与基础
本工程地基采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）处理，成桩工艺采用长螺旋钻孔灌注成桩，以第3层粉质粘土为桩间天然地基土，桩径400，有效桩长不小于8.0m，桩端持力层为第5层中粗砂，桩端进入该层不小于1m。单桩承载力特征值为435KN，置换率m=0.043。处理后的复合地基承载力特征值240KPa。
基础采用梁板式筏形基础。梁板式筏基的筏板厚度按抗冲切承载力确定，当筏板跨度不等时应按多数相等跨度确定，少数较大跨度的板可比一般板跨的稍厚，没有必要均按大跨度决定板厚度。筏板可按塑性双向板或单向板计算。筏形基础地梁没有延性要求，可按非抗震构件的箍筋形式进行构造，不加密，截面可按剪压比要求确定，支座弯矩应取用柱边的数值。
3与车库交接处理及上部结构嵌固端的设置
地下室外墙与车库顶板框架梁连接时，对于跨度较大的梁，在梁与外墙相交处设置壁柱来承担框架梁传递给墙肢的平面外弯矩；对跨度较小的梁或建筑条件不允许设置壁柱时，在梁下设置暗柱给予加强。
由于小高层住宅一般都带有一层或一层以上的地下室，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在与车库顶板相连接的地下室楼板等位置，因此，我们在嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性等问题上都要认真考虑。
4剪力墙边缘构件配筋及楼层暗梁设置
剪力墙边缘构件箍筋配筋应与剪力墙墙体的水平分布筋一并考虑，可以整体考虑配筋（如附图一所示）。这样既方便了施工，又节省了钢筋。
对于剪力墙结构不需在楼层处设通长加强钢筋，更没有必要将钢筋用箍筋箍起形成楼层圈梁，只有框架-剪力墙结构中的剪力墙才需要设置，其目的为使剪力墙与其周边的边框梁和边框柱一起成为带边框的剪力墙，提高剪力墙的抗震性能。高规要求是带边框的剪力墙结构宜设暗梁，对剪力墙结构没有规定必须设暗梁。
5框架梁与剪力墙垂直单面相交处理
当较大跨楼面梁与剪力墙垂直单面相交时，应依据混凝土高规7.1.7条采取措施，减少梁端部弯矩对墙的不利影响，如梁下剪力墙设置扶壁住、边缘构件或减小梁端截面等；梁下剪力墙不能设置扶壁柱，墙厚又很难满足框架梁纵向钢筋的水平锚固长度时，与剪力墙垂直单面相交的楼面梁宜尽量采用较小直径的纵向钢筋。
6楼板配筋及墙下加筋住宅建筑的现浇双向板，可采用塑性计算方法，没有必要验算裂缝，实际验算裂缝也没有计算的依据。就目前，还没有正常使用情况下楼板破坏的情况发生。现浇板上轻质隔墙，可以考虑附加1KN/m2恒载计算，没有必要墙下板底加筋，即使墙下加筋，施工时也不一定能刚好放置于墙下。另外，楼板的配筋应以三级钢为主。
7转角窗、凹凸部位的抗震措施
对于剪力墙角部开设转角窗可采取以下措施：角窗洞口顶部框架梁按水平折梁采取构造措施；洞边剪力墙暗柱钢筋适当加强；转角窗部位的楼板适当加厚，并双向双层配筋；转角处楼板内设置连接两侧洞边暗柱的暗梁。
平面凹凸较大部位，考虑双向地震扭转效应，应采取加强措施。如在凹凸部位设置较多的剪力墙，设置拉梁、拉板，增加凹凸部位附近板厚并双向双层配筋，加强相关连梁、边缘构件配筋等。
8结束语
总之，小高层住宅结构设计时如何把握好合理性，经济性是至关重要的。在规范允许范围内，合理把握关键部位及次要构件，既要保证整个建筑物安全又要经济合理，这是我们在今后的设计中需要不断提高和改进的。
扩展阅读：略论小高层住结构设计
略论小高层住的结构设计
摘要:高层结构一般采用钢筋混凝土框架结构或框架剪力墙结构，但框架矩形柱用于住宅时，带来很多不便。笔者通过多年从事结构设计的经验以某小高层住宅工程实例进行了论述，介绍了钢筋混凝土异形柱框架剪力墙结构设计要点、构造情况及设计方法。关键词：小高层住宅；结构设计；探讨前言
高层结构一般采用钢筋混凝土框架结构或框架剪力墙结构，但框架矩形柱用于住宅时，带来很多不便。为避免框架柱在室内凸出，少占建筑空间，改善建筑观瞻，近年来设计建造了不少钢筋混凝土异形柱框架结构或框架剪力墙结构的小高层住宅(主要是指层数15层及以下并适用于混凝土异形柱结构的高层住宅)。框架异形柱结构是以l形(一般用于角柱)、t形(一般用于边柱)、十字形(一般用于内柱)的异形截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构。由于框架异形柱的截面较小，即使加强了配筋也难免混凝土早期压碎，纵向钢筋压曲的脆性破坏形态，而且节点配筋困难，因此异形柱结构的房屋高度受到严格的控制，适用的房屋最大高度见表1。笔者以某四个单元的住宅工程中的一个单元结构为例，做进一步探讨。1工程概况
该工程为一栋四个相同结构单元，长52.24m，宽17.84m，高35.40m，地上共12层，住宅层高3.00m，其中地面1层为2.4m地下0层，
建筑面积8922m2。上部为钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构，下部为独立基础及局部筏板基础，基础置于天然地基上，天然地基为强风化灰岩，地基承载力特征值为400kpa。本工程抗震设防烈度为6度，抗震等级为三级。混凝土强度等级:基础c30，一~五层c35，五层以上c30。纵向受力钢筋采用hrb335级钢筋，箍筋采用hpb235级钢筋。标准层单元平面如图1所示。结构布置
剪力墙的设置除了满足结构本身的要求外还要配合建筑及设备专业。为了使建筑质心与刚度中心尽量接近，提高建筑物在地震作用下的抗扭能力，在每个单元范围内纵横两个方向设置了3道剪力墙。经过调整后，结构的形心与质心接近重合，x方向形心与质心重合，y方向差ey=260mm。框架异形柱设置在房屋周边。由于框架异形柱的塑性较差，其断面的确定原则如下。
(1)满足轴压比要求(t形为0.70，l形为0.65)。
(2)避免短柱，框架异形柱要求柱的净高与柱截面长边尺寸之比宜大于4。
(3)满足建筑平面的要求。为了避免短柱，在确定框架异形柱断面之前应先确定框架梁的高度，本住宅大部分房间(卧室，门厅)的进深为4.8m，梁高定为400mm，梁宽:内梁为200mm，外边梁为250mm。根据梁的高度，框架异形柱的边长确定为600mm。标准层单元结构平面见图2。3结构计算
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