高层建筑剪力墙结构优化设计分析
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层剪力墙结构的优化设计探讨
高层剪力墙结构的优化设计探讨1. 剪力墙平面布置的优化:对齐,均匀,分散,对称,周边。
建筑方案的平面布局对结构的经济性有很大的作用,这就要求在方案阶段,建筑设计要多与结构设计人员进行详细沟通。
建筑方案布置避免建筑平面的凹凸不规则,楼板局部不连续,扭转不规则等平面不规则建筑。
建筑平面内部墙体的布置尽量拉通对直,就是上下或左右的墙体最好在一个轴线上。
建筑平面的布局,尽量上下或左右对称,避免大的外挑,避免转角窗。
建筑的楼梯、电梯核心筒体尽量不要在主体平面之外,减少大的偏置。
结合建筑平面,结构剪力墙沿纵横两个方向布置,两个方向剪力墙数量基本一致,使两个方向结构刚度接近。
剪力墙布置一般在建筑平面形状或刚度变化处、楼梯间和电梯间周围,房屋各区段的两端或周边。
剪力墙的布置,拉通对直,避免出现大于8米的长墙,避免短肢墙。
短肢墙的配筋率需要提高,所以为了避免短肢墙,墙体长度要满足8倍墙体厚度以上,例如标准层200mm厚度的剪力墙,一般长度在1.8米以上。
单片剪力墙的长度不宜过大,一般不宜超过8米。
过长墙肢通过增设弱连梁,使墙肢断开,墙肢长度一般取不小于8倍墙厚。
避免一字墙体,尤其外围门窗洞边上剪力墙,尽量做成“L”形(同建筑专业协商确定),并保证墙肢长度尽量不小于3倍墙厚度,这样满足有效翼墙条件。
当实际端部长度太短难以满足3倍墙厚度时候,可以做成端柱,端柱的长宽均不小于2倍墻厚度。
对于剪力墙布置,尽量用“L”代替倒“T”形状布置,节省了转角柱子的配筋。
以计算结果满足高规要求为前提,调整剪力墙使整体刚度均匀(刚心和质心接近),抗扭刚度,侧移刚度合理。
软件的计算结果为导向,位移角满足规范要求即可,满足位移比小于1.2。
周期前两个阵型应该是平动为主,且主阵型方向占80%以上。
其余计算指标满足规范要求。
2.剪力墙竖向布置避免三种竖向不规则:竖向构件抗侧力构件不连续(如带转换层建筑),侧向刚度不规则,楼层承载力突变。
这三种竖向不规则也要求结构与建筑专业、业主协商。
高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨
幢 高 层 建 筑 犹 如 一 根 竖 直 放 置 于嵌 固 于 地 基 的 开 孔 、
() 剪力墙结 构 中 , 力 墙宜沿 主轴方 向或其他方 向 1在 剪
双 向布 置 , 成 空 间 结 构 ; 震 设 计 的剪 力 墙 结 构 , 避 免 仅 形 抗 应
带 横 肋 的 巨 型 空 间 构 架式 的 “ 臂梁 ” 悬 。它不 仅 要 承 受 “ ” 梁 内 所 有 重 力 荷 载 的 作 用 并 保 持 稳 定 , 且 要 承 受 风 荷 载 、 震 而 地 等 水 平 荷 载 的作 用 并 保 持 一 定 的 刚度 , 免 过 大 的水 平 位 移 避 和振动 . 证“ ” 保 梁 内各 种 建 筑 装 饰 、 充 墙 等不 受 损 坏 , 提 填 以
tn e o e o t z t n d sg rt e sr cu e d sg o c p fh g - s h a a l tu t r n n r d c s ma n a c f h p i a i e i n f t t r e i c n e to i h r e s e rw l sr cu e a d i to u e i — t mi o o h u n i l e sr cu e c a a trs c h a ala d ly u r cp e Me n h l h r b e h ts o l e p i t n y t t tr h r ce t so s e rw n a o t i il . a w i h u i i f l p n e,t e p o lmst a h u d b ad at — e t n t esr cu e d s n.c c lt n a d a a y i e s e r lla ed s u s d i o t t t r e i o h u g l a u a i n n l sso t h a ic s e . o f h wa r
高层建筑剪力墙结构优化设计分析
元进行 分析, 结构标准层剪力 墙平面布置图见 图1 。
结构 的嵌 固部位的要求。
2 . 2最 大 层 间 位 移 角和 层 问位 移 比
1 ) 剪力墙 布置。剪力墙应 多布置在周边外 围, 中部的剪力墙在满足结 构性能的条件下尽量减少 ; 在满足结构竖 向及水 平承重条件 下 , 剪力墙多
建 筑 结构
高层建筑 剪力墙 结构优 化设计分析
摘要: 目前, 在 高层建筑 中剪力墙结构 已经成为 重要 的结构形 式, 本 文结合笔者所做 工程, 根据剪力墙 的具体 特点, 从高层
建筑结构设计时剪力墙布置 、 结构计算等方面展开分析 , 提 出剪力墙结构设计时的注意要点 , 以供设计人员参考。
不连续 、 楼层承载力突变 。《 高规》 中规定剪力墙结构 中 , 楼 层与其相邻上 物采用最多的一种方法 。剪力墙结构高层建筑在进行结构设 计时应重视 层的侧向刚度的 比值不宜小于0 . 9 ; 当本层层高大于相邻上层层高 的1 . 5 倍
时, 该 比值不宜小于 1 . 1 ; 对 结构底 部嵌固层 , 该 比值不宜小 于1 . 5 。本工程
0 . 1 g ,地震 分组为 第三组 , 抗 震设防类别为丙类 , 场地 类别 为I I 类 ,结 构 安全 等级 为 二 级 ,剪 力墙 的抗震等 级为 二 级 ,基本 风压为0 . 4 K N , , 地
2 计算 分 析
本工程采用P K P M中的S A T WE 分析软件 , 1 ~5 层定义为约束 部位 , 考
面粗糙 度类别 为B 类, 其它 使 及到构件 内力和位移计算 ,高层建筑一般选择地下室顶板为上部结构的 用荷载按规范取值 。
高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨
高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨摘要:高层剪力墙结构设计时应进行反复的优化设计, 在重视概念设计的前提下, 认真调整各项技术参数, 使结构达到相对较优的结果。
只有这样, 才能保证结构安全合理又经济, 这就要求我们在今后的设计中要不断提高设计水平及改进设计理念。
本文介绍了剪力墙的概念和结构效能,分析了常见的质量问题,结合工程实例探讨了在高层建筑中剪力墙结构设计优化的具体措施。
关键词:高层建筑剪力墙结构优化设计措施中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:随着社会大众越来越高的建筑要求,在应用高层建筑当中,剪力墙结构已经占据了相当重要的地位。
想要高层建筑结构的设计具有较大的经济性,就需要从含钢量入手,对剪力墙结构进行控制。
所以,在对高层建筑的剪力墙结构进行设计时,要从实际出发,根据设计要求详细的进行结构的分析,从而确保在何种情况下,能够控制好最经济的含钢量,也能满足结构的安全要求。
一、剪力墙结构1、剪力墙的概念和结构效能高层剪力墙结构优化设计与经济分析规划不合理性可以看出来发展高层剪力墙结构优化设计与经济分析带来的效益是非常可观的。
首先:降低高层剪力墙成本是非常重要的。
只有这样才能为合理规划高层剪力墙有充足的资金作保障。
降低施工人工损耗、降低施工人工重复劳动、增加施工相关技术人员的配备、增加施工相关设备的配备也是非常重要的。
其次:改善高层剪力墙结构优化设计与经济分析技术和措施手段。
不断地使得高层剪力墙结构优化设计与经济分析带来经济效益和经济利润。
不定义的要进行高层剪力墙结构优化设计与经济分析的成本和效益预算的分析和预判。
提前进行高层剪力墙结构优化设计与经济分析控制和预算,从而使得我国建筑业中的高层剪力墙的发展走上快速发展的轨道。
高层剪力墙结构优化设计与经济分析是我国建筑行业主要施工的环节之一,是工业使用的施工材料,其中高层剪力墙结构的构造可以做施工使用的材料。
通过选择高层剪力墙结构优化设计与经济分析加强高层剪力墙结构优化设计与经济分析管理和预控预算等调查研究做出了分析,只有“科学建筑、安全施工、降能降耗、低能高效”,才能使我国高层剪力墙结构优化设计与经济分析得到可持续发展。
高层建筑剪力墙结构优化设计
浅析高层建筑剪力墙结构优化设计摘要:随着我国经济高速发展,科学技术快速进步,新产品新技术的应用,城市高层建筑随之快速发展。
其中,剪力墙结构具有较大的抗侧刚度和竖向承载力,成为高层建筑普遍采用的结构形式之一。
本文从高层建筑剪力墙结构的计算、经济含钢量等方面入手,探讨了高层建筑剪力墙结构设计优化方法及优化措施。
从而达到建筑结构的整体优化,实现高层建筑结构设计科学、合理、经济、安全的设计目的。
关键词:高层建筑;结构设计;剪力墙结构中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:1 合理的结构布置结构的布置对建筑物的抗震性能有巨大的影响,合理的结构布置是结构安全、经济的前提。
主要从平面和竖向布置两个方面进行考虑。
1.1平面布置原则。
高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规则的平面形状,这样可以减少扭转的影响。
宜选用风压体形系数较小的形式,还必须考虑有利于抵抗水平作用和竖向荷载,受力明确、传力直接。
1.2竖向布置原则。
竖向布置应使体型规则、均匀,避免有较大的外挑和内收,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
剪力墙结构为了底部大空间的需要,底层或底部若干层剪力墙不落地,可能产生刚度突变,这时应尽量增加其他落地剪力墙、柱或筒体的截面尺寸,并适当提高相应楼层混凝土的强度等级,使层刚度的突变减小。
2 剪力墙结构设计分析2.1剪力墙结构刚度大,整体性好,用钢量较省。
在高层住宅中,开间均较小,分隔墙较多,采用现浇剪力墙,可将承重墙减少,比较经济。
另外,剪力墙外观整齐,没有露梁、露柱现象,便于室内装修,因此,在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。
2.2剪力墙结构设计中应注意的问题,剪力墙结构的抗侧刚度大,结构周期小,地震响应大;剪力墙结构墙体越多,建筑物的重量越大,地震反应也大,会造成浪费;另外,剪力墙结构墙体多为构造配筋,如果配筋率太低,则结构延性差。
2.3结构位移的控制最大层间位移角(应≤1/1000)、最大水平位移与层平均位移的比值(不宜大于1.2,不应大于1.5)及最大层间位移与平均层间位移的比值(不宜大于1.2,不应大于1.5)。
高层建筑剪力墙结构优化设计分析
浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计分析摘要:本文主要分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性,并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则,并对剪力墙结构的设计和计算分析中应注意的问题进行了探讨。
高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物,是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。
它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。
关键字:高层建筑剪力墙结构中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:一、引言随着经济和社会发展的需求,以及城市人口密度的持续增长,高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势,也是城市现代化的象征。
为了满足高层建筑的抗震性和经济性,对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。
对同一建筑而言,不同的结构墙体布置,其经济指标差异很大,主要是混凝土用量和含钢量的差距很大。
二、高层建筑剪力墙结构的概念设计一幢高层建筑犹如一根竖直放置于嵌固于地基的开孔、带横肋的巨型空间构架式的“悬臂梁”。
它不仅要承受“梁”内所有重力荷载的作用并保持稳定,而且要承受风荷载、地震等水平荷载的作用并保持一定的刚度,避免过大的水平位移和振动,保证“梁”内各种建筑装饰、填充墙等不受损坏,以提供“梁”内工作生活的人们有一个舒适的环境。
高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载,还要抵抗地震作用,在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,通常可以忽略;而在高层建筑中,水平荷载和地震作用将成为控制因素。
随着建筑高度增加,位移增加最快,弯矩次之。
因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力,而且需要较大的抗侧刚度,以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。
剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。
剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置。
缺点是不能提供大空间房屋,结构延性较差。
当地下室或下部一层、几层,需要大空间时(如商场、停车库等)即形成部分框支剪力墙结构。
浅论板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计
浅论板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计随着城市化进程的加速和人口的不断增长,高层建筑已经成为城市中不可或缺的一部分。
高楼大厦的建筑结构设计却是一个复杂而又重要的问题。
在高层建筑中,剪力墙结构是一种常见的结构形式,它在抗震性能方面具有重要作用。
本文将浅论板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计,从结构原理、设计要点和优化方法等方面进行阐述。
一、结构原理剪力墙结构是指通过墙体承担建筑整体水平荷载以及竖向荷载,从而达到加固建筑整体结构的目的。
在高层建筑中,剪力墙结构通常采用混凝土墙体或钢筋混凝土墙体作为承载结构,通过设置在建筑结构中的适当位置来提高建筑的整体抗震性能。
剪力墙结构的原理是通过设置墙体,使得建筑的整体结构形成一个刚性整体,能够承担水平地震荷载,从而减小结构的变形和破坏。
在设计中,通常会根据建筑的结构形式和使用功能,合理设置剪力墙的位置和数量,以进一步提高结构的抗震性能。
二、设计要点1. 选址和布局:剪力墙的选址和布局是整个结构设计中的关键环节。
一般来说,剪力墙应该布置在整栋建筑中靠近重要构件和节点的位置,以确保墙体能够有效地转移水平地震荷载。
在设计中,还需要考虑建筑平面布局、开间尺寸和功能分区等因素,从而合理确定剪力墙的位置和数量。
2. 墙体结构:在剪力墙结构设计中,墙体的结构形式和尺寸是至关重要的。
墙体的结构形式可以根据实际情况选择,包括纯墙板、空心墙和钢筋混凝土剪力墙等,需要根据建筑的整体结构和使用需求确定。
墙体的尺寸也需要根据建筑的抗震等级和设计要求进行合理确定,从而确保整个结构的安全性和稳定性。
3. 连接方式:剪力墙与建筑其他构件的连接方式也是设计中需要考虑的重要因素。
在设计中,需要合理设置墙体与构件的连接方式,考虑到整个结构形式和施工方便,以确保墙体能够有效地承担水平地震荷载,并与建筑其他构件形成一个协调稳定的整体结构。
4. 抗震设计:在剪力墙结构设计中,抗震设计是一个非常重要的环节。
高层结构剪力墙的布置优化设计
浅谈高层结构剪力墙的布置优化设计摘要:剪力墙结构由于具有广泛的适用性和良好的抗震性能,被应用于世界各地,尤其在我国的高层建筑中得到了广泛的应用。
但剪力墙结构材料用量大,单位造价高,如果设计不合理势必会造成不必要的浪费,这显然不符合当今社会节约能源,降低资源消耗,保护环境的前提,也不符合开发企业利润最大化的总体目标。
因此,优化建筑结构设计,节约材料,降低成本,已经成为了业界普遍关注和重视的问题。
本文结合工程实例谈谈高层结构剪力墙的布置优化设计。
关键词:高层剪力墙建筑;结构设计;方案布置;优化设计一、剪力墙的涵义剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
这种结构在高层房屋中被大量运用。
剪力墙截面特点是墙肢长度远大于厚度,自身平面内具有很大的刚度和承载力,平面外刚度和承载力都相对较小,墙肢属于偏心受压或偏心受拉构件。
同时在剪力墙结构中,墙是一个平面构件,它除了承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作,其受水平力作用时似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。
在地震作用或风载下剪力墙除须满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求二、剪力墙结构方案的选择只有当剪力墙结构施工的安全得到了保障之后,才能够在诸多的方案当中进行对比选择,并且还应考虑工程造价能够在最低限度的情况下,选取适合此高层建筑的结构形式。
针对层数较少的高层建筑,如:层数在18 层以下的高层住宅推荐采用传统的现浇剪力墙结构,因为在针对每一个墙肢进行实际压轴的计算时所取得的值会出现偏小的情况,而且墙体一般都是构造配筋,必然会使墙体的承载力不能充分的发挥出来。
推荐采用短肢剪力墙结构,能有效将这些问题进行根本的解决。
在7度区,层数在18 层以下的住宅建筑使用短肢剪力墙结构,能有效地将水平地震剪力、结构顶点位移、周期控制在合理的范围之中。
高层建筑剪力墙结构优化设计
高层建筑剪力墙结构优化设计研究摘要:笔者从事高层建筑剪力墙结构设计工作,对其多有经验,本文从剪力墙的概念、分类及设计原则出发,结合高层建筑剪力墙的特点,对如何优化高层建筑的剪力墙结构提出了思路与意见,并针对部分设计细节给出了设计师的技术要点,旨在对高层建筑剪力墙结构的优化设计起到一定的指导作用。
关键词:高层建筑;剪力墙结构;abstract: the writer is engaged in high-rise building the shear wall structure design work, the more experienced, this paper, from the shear wall of the concept, classification and design principles, and combining the characteristics of the high-rise building shear wall, how to optimize the shear wall structure of the high-rise building put forward ideas and opinions, and some design are given in detail the technical key points of stylist, of a high-rise building to the shear wall structure optimization design of some guidance to an.keywords: high building;shear wall structure;中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:1、引言剪力墙结构由于其自身的特点而在高层建筑中获得了非常广泛的应用,但是,随着2010年新的规范颁布,在高层建筑中剪力墙设计遇到了很多的新问题,这些问题困扰了我们工作的开展。
建筑剪力墙结构设计要点及优化措施分析
建筑剪力墙结构设计要点及优化措施分析剪力墙是一种常用的建筑结构形式,它通过在建筑结构中设置墙体来抵制水平荷载,从而提高建筑结构的抗震能力和稳定性。
在剪力墙结构设计过程中,需要注意以下几个要点:1. 剪力墙的布置应合理剪力墙的布置应尽量集中,以使其在承受水平荷载时能够更有效地作用。
同时,应尽量避免剪力墙之间出现空洞或是布置过于分散,避免出现钢筋的过长和不稳定以及混凝土结构裂缝的产生。
2. 剪力墙的厚度应适当剪力墙的厚度应根据承受的荷载大小和材料强度选择适合的大小。
一般来说,剪力墙的厚度应大于等于300mm,但具体的厚度还需要根据实际情况具体评估。
3. 剪力墙顶部和底部应设置梁或板为了加强剪力墙的受力性能,在剪力墙的顶部和底部应设置梁或板,以增加墙体的整体刚度。
这样可以使墙体在受到水平荷载时更加稳定,还可以在墙体出现破坏时提供一定的承载力。
4. 应合理设置裂缝控制措施由于剪力墙在受到水平荷载时可能会出现一定的裂缝,因此需要在设计时考虑设置一定的裂缝控制措施,以避免裂缝的扩展。
常见的裂缝控制措施包括设置受拉钢筋、混凝土收缩节和剪力墙内设控制缝等。
针对以上要点,可以采取以下优化措施:1. 采用抗震砖进行剪力墙的建造抗震砖是一种使用高温烧制的轻质多孔陶瓷材料,它与普通的砖相比更具有抗震性能。
因此,在剪力墙结构的设计中,可以优先选用抗震砖进行建造,以提高抗震能力。
2. 采用钢纤维混凝土钢纤维混凝土是一种特殊的混凝土,它添加了适量的钢纤维,能够增加混凝土的韧性和抗震性能。
在剪力墙结构的设计中,可以选用钢纤维混凝土进行建造,以提升结构的整体抗震能力。
3. 采用无缝钢管材料无缝钢管具有强度高、韧性好、耐腐蚀等优点,因此在剪力墙结构的设计中可以采用无缝钢管进行建造,以提高结构的柔韧性和抗震性能。
4. 采用高分子材料进行裂缝控制高分子材料具有优良的附着力和耐久性,可以在剪力墙内部设置裂缝控制带,达到有效地裂缝控制效果。
建筑剪力墙结构设计要点及优化措施分析
建筑剪力墙结构设计要点及优化措施分析建筑剪力墙是指用来抵抗建筑结构产生的水平力的墙体结构。
在建筑设计中,剪力墙结构设计非常重要,其设计要点和优化措施如下。
1. 剪力墙的位置和布置要合理。
应该在建筑结构中选择适当的位置来安排剪力墙,以最大程度地发挥其抵抗水平力的作用。
通常,在建筑结构的平面布置中,选择剪力墙与整体结构布局的协调性和一致性。
2. 剪力墙的尺寸要合理。
剪力墙的尺寸直接影响其抵抗水平力的能力。
在设计中,需要根据建筑的使用性质、建筑的高度和结构的重要程度等因素来确定剪力墙的尺寸。
通常情况下,剪力墙的厚度应为整个墙体的1/20到1/25,墙体的高度、长度应符合相应的比例尺。
3. 剪力墙的材料选择要合理。
在剪力墙结构设计中,常用的材料有钢筋混凝土、普通砖石和空心砖石等。
根据剪力墙的受力状况和抗震能力的要求,合理选择材料的强度、抗震性能和变形能力等,以确保剪力墙的稳定性和安全性。
4. 剪力墙的连接方式要牢固。
剪力墙与结构框架之间的连接方式应该牢固可靠,以确保其在水平荷载下的整体稳定性。
常用的连接方式有焊接连接和螺栓连接等,选用合适的连接方式和合理的连接布置是设计的关键。
优化措施如下:1. 采用合理的剪力墙布局。
在设计中,可以采用多个剪力墙来互相配合,形成合理的灵活布局,以提高剪力墙结构的整体稳定性和抗震性能。
2. 采用适当的剪力墙加强措施。
在某些情况下,可以采用钢筋混凝土加固、拉力筋加固或者纤维增强复合材料加固等方法来增加剪力墙的抗震性能,提高其承载能力。
3. 优化剪力墙的厚度和尺寸。
在设计中,可以通过对剪力墙的厚度和尺寸进行适当的优化,使其在满足抗震要求的前提下,尽量减小建筑物的自重,减少材料的使用量和成本,提高结构的经济性。
4. 引入隔震技术。
在特定的建筑结构中,可以引入隔震技术,将剪力墙与建筑结构分离,通过隔震装置将水平力引导到剪力墙上,有效降低地震荷载对建筑物的影响,提高结构的抗震性能。
高层剪力墙结构优化设计及经济性
高层剪力墙结构优化设计及经济性摘要:结构的合理性关系到房屋安全及经济性,因此,在进行结构设计时应遵循设计原则,把握好结构设计的指标及经济性,做到满足结构质量需求及经济合理。
本文主要对高层剪力墙结构的优点、设计原则、计算过程应控制的指标进行分析,供同行借鉴参考。
关键词:剪力墙结构;平面布置;控制指标;经济性分析一、剪力墙结构的定义剪力墙结构是一种为了能够更好的解决水平以及竖直方向上的载荷,而采取将纵横混凝土墙和屋面梁板相结合的一种受力结构,这种结构具有刚度大、承载负荷能力强、位移小等优点。
但是剪力墙结构由于自身的结构体系的影响,必须要求相互之间间隔较小。
二、剪力墙结构设计应用在高层住宅的优点在当今的建筑设计中,要对一项建筑的建筑质量、建筑安全以及经济效益等方面综合考虑,剪力墙是一种兼顾上述各种因素的综合性设计方案。
通过应用剪力墙结构,建筑物的抗震性能能够明显的提升一个档次,很好地解决了建筑安全因素;在应用剪力墙结构的高层建筑中,建筑物内的分隔墙很多,实现了轻质材料的应用,通过降低承载墙的数量来达到减小压力的目的,很好的解决了建筑质量问题;此外,应用剪力墙结构能够在施工中减少建筑材料的应用,十分经济划算,因此又很好的解决了建筑中的经济效益问题;剪力墙结构的设计十分对称整齐,没有多余的漏梁等瑕疵,因此,具有十分高的美观性。
综上所述,剪力墙结构由于自身的多种优点,在目前的高层建筑的建设中收到了广泛的应用。
三、剪力墙结构的特点及合理的平面布置剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,侧向变形的特征为弯曲型,由于没有梁柱等外露与凸出,便于房间内部布置。
从结构内力层面分析,剪力墙的整体内力与墙截面尺寸无关,与墙和连梁刚度以及墙体的布置有关。
剪力墙中连梁线刚度与墙肢线刚度比越大,连梁的弯矩和剪力越大,相应的剪力墙的弯矩和轴力越小,剪力墙剪力之和与整体剪力相同。
短肢剪力墙由于刚度较小,反弯点在层间,因此对地震作用不利。
剪力墙结构优化
剪力墙结构优化剪力墙是一种常用的结构形式,具有较好的抗震性能和承载能力。
在建筑设计中,合理地优化剪力墙结构可以提高建筑物的整体稳定性和安全性。
本文将从剪力墙的设计原理、结构优化方法以及实例应用等方面进行论述。
一、剪力墙设计原理剪力墙是通过墙体的弯曲形变来吸收或分散地震力,从而保护建筑物。
在剪力墙的设计过程中,需要考虑以下几个原理:1. 剪力墙的布置应尽量均匀,避免在同一平面上集中布置。
2. 剪力墙的强度应满足设计要求,能够承受水平荷载和垂直重力。
3. 剪力墙的刚度应适中,既要能够吸收地震能量,又不能引起过大的变形。
二、剪力墙结构优化方法为了优化剪力墙结构,可以采取以下几种方法:1. 合理布置剪力墙:在建筑物的平面布置中,根据结构的整体平衡性,合理布置剪力墙。
避免将过多的剪力集中在少数几面墙上,可以采用对称布置或跨度适中的方式。
2. 选择合适的剪力墙形状:剪力墙的形状对其承载能力和刚度有着重要影响。
通常情况下,较为常见的剪力墙形状有直墙、L形墙、U形墙等。
根据具体的结构需求和现场条件选择合适的剪力墙形状。
3. 使用高性能材料:在剪力墙的施工中,使用高性能材料可以提高剪力墙的抗震性能和承载能力。
例如,采用高强混凝土或钢筋混凝土等材料,可以增加剪力墙的强度和刚度。
4. 加固剪力墙边缘:剪力墙的边缘部分是承受地震力最大的区域。
在设计过程中,可以对剪力墙的边缘进行加固,增加其刚度和强度,提高结构的整体抗震性能。
三、剪力墙结构优化实例应用以下是一些在实际工程中常见的剪力墙结构优化应用案例:1. 大跨度建筑物:对于大跨度的建筑物,剪力墙的布置常常采用多面式或环形布置,通过合理设置剪力墙的数量和位置,实现整体结构的均衡性和稳定性。
2. 高层建筑:在高层建筑中,剪力墙的布置需根据建筑物的高度和平面形状进行调整。
通常情况下,位于建筑物核心区域的剪力墙较多,有助于提高整体的抗震性能。
3. 矮短建筑物:对于矮短的建筑物,剪力墙的布置可以更加灵活。
民用建筑高层剪力墙结构优化设计分析
23计算 中若干 问题的 处理 .
( 1)连 粱超 筋 : 计算 分 析 中 ,个 别 连梁 超筋 经 常 出现 。对超
筋 连梁,加高连梁 的方式一 般来说 收效不大 ,应扩大洞 口宽度或 减小 梁截 面 ,增 大连 梁 的跨 高 比,减 小该片 联肢墙 刚度 ,转 移其 承担 的 部分地震力 ,从而降低连 梁 内力达 到不超筋 的 目的;对调整确有 困难 的梁,若有其他 可靠水平 力传递路 径也可 以通过 降低 梁的弯剪 刚度而 不减小梁截面 的方法进行 调整 。另外值 得注意 的是 ,现行主流设 计分
以确定哪 些楼 层位移 角超 限,一般情况是 结构 中上部楼层 ,若超 限不 多 ,可通过提 高剪力墙 变厚度位 置加以解决 ,否 则需增加剪力墙 的布 置量 或关 键连梁 的高度 。 若周 期 比 、位 移 比不 满 足规 范要求 ,可采取 以 下措 施 :1)将 结构周边程序 定义为连 梁 的梁 改为框架梁或增加 连梁高度 ,以增 加结 构外 围刚度 ;2)减 少结 构中部 剪力墙布 置量及 降低 连梁高 度 以增大 结构 的平 动周期 而间接 改善周 期 比、位移 比;3)查看 结构 空间振 型 曲线 ,找 出位移 最大 点 ,在该 位置 处适 当增加 剪 力墙 布置量 , 再计 算 以使周 期 比、位移 比、层 间位移 角满 足规 范要 求 。若层 间位移 角 较规范限值 富余 较多 ,应 适当调 整梁布置及减小 梁截 面,将部分连 接 复杂 的梁 改为铰 接梁 , 以降低 梁 刚度 ,从而减 小地 震作 用 ,降低 成
,
。
在板 内设置加强 筋的方 式予 以解 决 ,这样可 降低 由于 设置梁而 出现 受
力复 杂或 设置 梁构 造配筋 而增加 用钢 量 的情 况 。 在 结构角部 设置转 角窗时 ,宜在窗端 设置与窗 台同宽 的端柱 ,转 角梁 高度 取楼 板上 下 窗 问高度 ,加 厚 上下 窗台板 ,使 之形 成 的 [ 字 形梁与端柱形成 一个通过梁抗 扭刚度来传递弯矩及 剪力 的抗侧力结 构, 再辅 以斜 向钢 筋加强 带使 结构整 体抗震 性能有较 大改善 。 综一 k所述 ,一 个 较为 合理 的剪 力 墙结 构布 置应 该是 “ 围墙 多 外
分析高层建筑剪力墙结构优化设计
大弹性 水平 位移 ( 或层 间位移 ) 小于 该楼 层两端 弹性 水平 位移 空间性 能比较好 。 由于高层建筑剪力墙结构有着较大的承载力以 ( 或层 间位 移) 平 均值 的 1 . 2倍 , 位 移角较 小 , 结 构周期较 小 , 整 及抗侧刚度 , 为了全面利用剪力墙结构的能力, 减轻结构 自重, 设
体偏刚 。分析该 高层建筑 的主要参数 , 对剪力墙 结构 出现 的具 计 时只有将剪力墙结构增大才 能够全面利用空间 , 墙 体不应密集 体 问题 全面 分析 , 合理 的调整 墙肢 长度 以及布 置结 构 , 确 保能 布置 , 要确保剪力墙结构 的侧 向刚度能够处于合适 的范围内阁 。 够 满足优化 设计 的相 关要求 , 合 理调整剪 力墙结构 后 的示 意 图
( o 9 ) : 2 5 ~ 2 6 .
作者简介 : 贺侠兮 ( 1 9 8 4 一 ) , 男, 助理工程师 , 大学本科 , 主要从事
【 3 】 陈思源. 基于景观生态学的城 市绿 地系统规划研 究—— 以南宁市 为例 建筑设计工作。 [ J ] . 江西农业大学学报 ( 社会科学版) , 2 0 0 8 ( 0 3 ) : 0 9 ~ 1 0 .
层建筑的结构设计 中。在结构设计 时, 怎样将 剪力墙 结构的优势全面发挥 , 确保 工程造价得 到降低 , 是 目前 结构设计人 员 面临的主要难题 。本文就 高层 建筑剪力墙 结构的优化设计进行全 面阐述 , 旨在促进 高层建筑的设计 和施 工往更 经济、 更安
全 的 方 向发 展 。
关键词 : 高层 建筑; 剪力墙结构 ; 优化设计 中图分类号 : T U 9 7 3  ̄ . 1 6 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 2 — 1 6 7 5 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 0 1 1 - 0 2
分析剪力墙结构的优化设计
分析剪力墙结构的优化设计1.高层建筑剪力墙结构设计简析高层建筑剪力墙结构设计是一项系统性的设计工作,主要体现在设计重要性、设计前提、设计特点、设计原则等方面。
以下从几个方面出发,对高层建筑剪力墙结构设计进行了分析。
1.1 设计重要性高层建筑剪力墙结构设计有着非常高的重要性。
众所周知高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物,并且本身也是现代化、工业化和城市化的必然结果。
高层建筑剪力墙结构的设计则在很大程度上反应出了一个国家的建筑科技经济的发展水平。
其次,随着我国经济的发展和社会的进步以及城市人口密度的持续提升,高层建筑正在逐步成为当今建筑最为重要的发展趋势,并且也成为了城市现代化的象征。
为了能够有效的满足高层建筑的抗震性和经济性,因此对剪力墙结构进行更深入的研究就具有重要的理论和实践意义。
1.2 设计前提高层建筑剪力墙结构设计有着必要性的前提。
高层建筑剪力墙结构设计本身就具有很多的概念和原则。
打个比方来说,设计人员在设计一幢高层建筑时可以将这一建筑看成一根竖直放置在嵌固于地基的开孔带。
其次,由于高层建筑多为巨型空间构架,因此建筑的剪力墙不仅仅需要承受所有重力荷载的作用,并且还需要在这一前提下保持稳定。
与此同时,由于高层建筑剪力墙结构还需要保证各种建筑内部的装饰、填充墙等不会在地震等作用中受到损坏,还需要提供建筑内部工作、生活的人们有一个舒适的环境,因此其设计需要将剪力墙可能出现的变形控制在一定范围内。
1.3设计特点高层建筑剪力墙结构设计自身有着独特的特点。
众所周知,剪力墙结构在水平力作用下往往容易出现弯曲型的侧向变形,并且由于剪力墙结构承受的竖向荷载和水平荷载都较大,结果在很大程度上促使了高层建筑剪力墙结构具有很好的整体性和侧向刚度。
但是在这一过程中需要注意的是,高层建筑剪力墙结构由于不能够提供大空间房屋并且结构延性通常来说也较差,因此这在很大程度上限制了高层建筑剪力墙结构的设计空间,例如许多高层建筑的内部房屋只能以小房间为主,这与高层建筑剪力墙结构设计限制有着非常大的关系。
浅论板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计
浅论板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计一、板式住宅高层建筑的特点板式住宅高层建筑是指以预制混凝土构件(板、柱、梁等)为主体结构,然后在此基础上将外墙、隔墙和楼梯间等砌体结构预制化后组装成整体的建筑形式。
它具有施工周期短、质量可控、成本低廉等特点,因此在当下的城市建设中得到了广泛的应用。
板式住宅高层建筑一般都具有高度较高、结构较复杂等特点,因此在结构设计过程中,剪力墙的合理设计显得尤为重要。
二、剪力墙的作用剪力墙是指位于建筑主体结构内或外的沿立面或平面的墙体,它的作用主要是承担横向荷载,从而保证建筑在地震等自然灾害发生时的稳定性。
在一般的高层建筑中,剪力墙主要作用是防止整体结构形变过大或破坏,使建筑能够承受横向荷载的作用。
剪力墙可以分为剪力墙组成的框架结构与剪力墙组成的核心筒结构。
框架结构主要由强梁和剪力墙组成,而核心筒结构则是由大面积的剪力墙构成。
在板式住宅高层建筑中,由于自重较轻、层高较大,一般会采用框架结构,这样可以减轻整体结构负荷,从而提高建筑的稳定性。
1、设计原则不清晰在实际设计过程中,由于设计师水平参差不齐,设计原则不够清晰,导致剪力墙的设计不够合理。
有的设计师只重视剪力墙的数量和位置,忽略了剪力墙的尺寸和连接等细节,这样会导致剪力墙的承载能力不足,甚至出现局部结构破坏的情况。
2、剪力墙设计不合理在板式住宅高层建筑中,剪力墙的设计必须考虑到楼层高度、结构形式、地理环境以及建筑物的功能等因素,而在实际设计中,有的设计师只是简单地将结构板块固定在建筑体系的外墙上,而忽略了内部空间的布局和功能的合理性,从而导致剪力墙的设计不够合理。
3、结构纵横向刚度差异大板式住宅高层建筑由于结构形式的特殊性,往往存在着结构纵横向刚度差异大的问题,这种情况下,剪力墙的设计必须要考虑到横向荷载的传递问题,而在实际设计中,这个问题往往被忽略了。
1、设计师水平提升要解决板式住宅高层建筑剪力墙结构不合理的问题,首先要提升设计师的水平,加强对剪力墙设计原理和规范的学习,提高设计水平和设计质量。
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高层建筑剪力墙结构优化设计分析
发表时间:2016-09-06T15:21:11.103Z 来源:《建筑建材装饰》2015年9月下作者:毛黎明[导读] 高层建筑是建筑行业发展的主流,而剪力墙结构在住宅中的应用也将变得更加广泛。
(南京长江都市建筑设计股份有限公司,江苏南京210002)
摘要:高层建筑是建筑行业发展的主流,而剪力墙结构在住宅中的应用也将变得更加广泛。
尽管尚且存在着一些缺点,但是剪力墙因为具有良好的整体稳定性、承压性以及抗震性,依然是一种很好的选择。
关键词:高层建筑;剪力墙结构;优化设计前言
由于剪力墙结构在高层住宅建筑中广泛使用,需要广大设计人员不断地对剪力墙结构的设计进行优化,通过合理的计算和构造措施提高结构的延性,从而改善剪力墙结构的受力性能。
1高层建筑剪力墙结构优势分析首先,剪力墙结构与框架结构相比,由于剪力墙基本布置在建筑隔墙内,剪力墙厚度基本上同建筑的隔墙厚度,这会使得建筑室内墙面非常平整,不会出现露梁或者是露柱的情况,因此其外形十分美观,整体空间简洁;再次,剪力墙结构一般侧向刚度大,抵抗水平荷载的能力比较强,在水平荷载作用下的侧移容易满足,同时在剪力墙结构中布置一定数量的连梁,通过调整剪力墙的连梁并由连梁的变形来耗能,改善了剪力墙结构的延性,结构的安全性和经济性都能得到保证;另外,当剪力墙内出现洞口,但并不是很大时,其完全不会影响到结构的整体性能。
因此,剪力墙结构体系值得在高层住宅建筑中得到更加广泛的应用。
2高层建筑剪力墙结构设计原则结合剪力墙结构的优势与劣势,设计人员在进行设计时,需要遵循相应的原则,以此将剪力墙结构的性价比达到最佳,其各个性能指标都能够达到规范的要求,而其劣势设计人员则需要尽可能的规避。
高层建筑剪力墙结构设计所要遵循的最基本的原则就是安全、经济,在兼顾设计质量的同时,还需要考虑到经济成本,只有两者做到统一,剪力墙结构才能够真正的发挥出价值。
剪力墙布置也需要符合一定的原则,简单概括起来就是:在满足规范规定的层间位移角、周期及轴压比等限值的前提下,剪力墙数量宜尽量减少,只有这样,才能体现出其在经济方面的价值,但是如果一味的贪图实惠,那么整个结构的稳定性与抗震性都会受到影响。
3高层建筑剪力墙结构优化设计 3.1结构布置
高层建筑剪力墙在进行结构布置的时候,可以考虑在建筑山墙位置的剪力墙宜尽量做成长墙,或者连为一体,这样可以最大限度地增大结构整体的抗侧刚度和抗扭刚度,同时也基本上不会影响建筑的使用功能。
高层建筑的电梯井由于自身能够形成封闭筒体,可以提供较大的抗侧刚度,在结构布置时宜尽量采用,但是在设计时需要采取加大电梯井周围楼板厚度及楼板配筋的强化措施,这样可认为电梯井四周的剪力墙是有效的,能有效传递水平力,在设计时可不弱化其对主体结构的影响。
当楼梯间布置在建筑平面的角部时,应注意以下问题:(1)楼梯间外部剪力墙承受少量的竖向荷载,地震时容易出现拉应力;
(2)应采取措施加强墙与楼层及休息平台的连接,必要时应加大楼梯板厚,梯板短向钢筋应加大并按受拉锚固要求锚入墙内,梯板沿长向板边设置暗梁或钢筋带,加大楼板的平面内刚度并给墙以较大的平面外约束。
剪力墙数量过多不仅会影响到建筑空间的大小且导致建筑的重量增加,以致于整个结构承受的地震力也将变大,高层建筑不得不面临破坏的可能。
剪力墙的数量过少,就会使得结构整体刚度不足,以致于出现墙体裂缝。
因此,剪力墙数量的控制,对于高层建筑结构有着极为重要的影响,在设计过程中需要仔细推敲和通过大量的试算,从而确定合理的剪力墙布置方案。
3.2洞口设计与墙体厚度
由于具有良好的抗震性,剪力墙也被称之为是抗震墙。
剪力墙在进行洞口设计的时候,因为洞口的存在会使得墙体的整体分布出现非直线的情况,同时还会有小偏差,即使偏差很小,可如果洞口设计不恰当,依然会导致剪力墙的抗震性能减弱。
因此,剪力墙的洞口设计也是很重要的。
在进行剪力墙的洞口设计之前,必须要考虑周全,尽可能做到剪力墙的门窗洞口上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则,又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合,设计结果安全可靠,同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。
抗震设计时,一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不易采用错洞墙;如无法避免错洞墙,则易控制错洞口之间的水平距离不小于2m,一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。
剪力墙的厚度同样需要特别注意,如果剪力墙的墙体过薄,对于剪力墙的抗震性和负载能力都会造成不小的影响,甚至会导致结构整体参数不合格的情况发生,埋下安全隐患。
如果剪力墙的墙体过厚,对于住户来说可用的空间便缩小了,这无疑是空间的浪费,也给投资商带来了损失。
因此,高层建筑剪力墙的厚度也应该通过严格的计算来确定。
3.3构造措施
对于剪力墙整体而言,其平面外的刚度比较低,承载能力相对比较差,但是平面内的刚度却比较高,承载能力也比较好。
具有这种特点的剪力墙,需要控制好外平面的弯矩,从而使得剪力墙的平面内与平面外都能够保持在稳定的状态。
根据剪力墙的受力特点,在配筋的时候要求把水平钢筋配置在剪力墙的外侧,而竖向钢筋则配置在内侧,而顶部则可以设计暗梁。
通常而言,剪力墙长度以小于8m为宜,当超过8m时应利用弱连梁来进行分离。
对剪力墙的连梁进行完善与调整,同样能够让剪力墙处于更加合理的受力状态,也让建筑物的抗震性能得到提升。
不同截面的连梁其受剪承载力和配筋都有不同的规定要求,经过调整后的连梁弯矩、剪力值需保证其在竖向荷载作用下的安全性,这样才能够保证整个结构的安全性。
3.4结构优化计算
剪力墙设计的总原则是“强墙肢弱连梁”,连梁应具备较大的延性和耗能能力,但普通钢筋混凝土连梁尤其是跨高比小的连梁不能满足延性连梁的要求,现在研究人员提出多种改进方案,如两端配置钢筋销栓连梁、钢连梁、钢骨混凝土连梁、矩形钢管混凝土连梁等,当跨高比较小的连梁超筋时,目前最常用方法仍为开缝连梁或双连梁处理。
当由于底部有商业功能的要求而采用框支剪力墙结构时,应注意其优化设计;首先是转换层的优化,转换层的刚度和重量不宜过大,能用梁转换的不宜用厚板转换,空腹桁架的转换优于实腹转换梁,第二通过调整过渡层轴压比、周期比、剪重比、层间位移角及层间位移比等主要参数使上部剪力墙的刚度与其层数及抗震设防烈度相适宜,尽最大可能减小转换层上部剪力墙的刚度和自重,为加强转换层下部刚度、改善转换层处的内力突变提供有利条件同时加强转换层下部竖向构件的刚度,为实现抗震墙为第一道设防,当仍然不足时,可另外在外围布置一些剪力墙,并采用适当加大落地剪力墙下部厚度和提高混凝土强度等级等一系列措施,以增加下部各层刚度,使转换层上、下等效刚度比接近。
4结语
高层建筑作为建筑行业发展主流,势必会得到更加显著的发展,随之剪力墙结构也应有所发展,通过不断的优化设计,使其能够更加适应高层建筑需求。
参考文献:
[1]杨光.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].科技致富向导,2014(32)
[2]陶善雨.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].黑龙江科学,2014(10)
[3]王昉.高层建筑剪力墙结构设计优化探究[J].科技致富向导,2014(20)。