高层剪力墙结构最大层间位移角的优化策略

白若冰

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司， 厦门 361004)

0 前言

我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)[1](简称高规)中，对风荷载或多遇地震标准值作用下，高层建筑楼层的弹性层间位移角作出如下规定：

Δui/hi<[θ]

(1)

式中：Δui为水平荷载作用下第i层的层间位移；hi为层高；[θ]为层间位移角限值。

结构的顶点侧移Δ由各层的层间位移累加而成，而总高度H为各层层高之和。变换后不难发现，高规通过限制层间位移角，一并控制了结构的整体挠曲变形。

(2)

高层建筑的挠曲变形由整体性质所决定，与隐含在体系内的最薄弱部位无关。有外国学者指出：“刚度要求可能比强度要求更为严格的事实，避免了许多结构的设计沦为完全荒谬的工序。因此，如果使得结构的刚度足以满足预期功能，那么它极可能也具备足够的强度”[2]。由于地震作用的不确定性及其作用效应难以估量，比起大量预测构件强度以期找出体系内最薄弱环节的设计方法，预测整体刚度的设计方法较易于实现并且更为可靠。层间位移角作为衡量结构刚度与变形能力的首要指标，在控制整体刚度上起着不可替代的重要作用。

刚度的大小亦时刻关系着结构整体经济指标。焦柯等[3]通过调整某百米高层剪力墙住宅的结构布置，对比分析了小震作用下，满足不同层间位移角限值(1/1 000，1/1 300和1/1 600)时结构方案的材料用量(包括混凝土与钢筋)，得出当指标趋于高规限值(1/1 000)时材料总造价最为经济的结论。

国内部分学者认为，我国规范对层间位移角限值的取值过于严格[4]，加之部分工程师的控制力不足，建筑物刚度过大的情况难以避免，不光影响项目经济性，还造成地震反应激增，反倒不利于抗震。……