剪力墙结构优化设计与经济分析论文

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高层剪力墙结构墙体的优化方案设计分析

高层剪力墙结构墙体的优化方案设计分析

高层剪力墙结构墙体的优化方案设计分析【摘要】高层建筑中应很好地把握剪力墙布置的度,使整个结构从抗震的角度可使地震力尽量减小,满足受力要求,保证结构的安全;从经济的角度尽可能地降低造价,以达到最经济,这样才能真正体现优化设计的意义。

【关键词】剪力墙结构;优化方案;对比分析以江西省某小区的一栋高层剪力墙为例,取地震作用为目标函数,结构的抗侧刚度为设计变量,选择适当的约束条件,通过逐步改变墙体厚度和数量来得到一个最优的结构抗侧刚度,使整个结构处于最佳受力状态,并且达到最经济的目的。

1 模型的建立本方案模型为10层剪力墙住宅结构,无地下室,建筑高度为32m 。

1.1 优化前的方案模型第一种布置方案:根据所提供的建筑资料和高层剪力墙结构布置的基本原则,初步布置剪力墙,墙厚250m,如图 1所示。

在第一种方案的基础上,将剪力墙的厚度改为200m,剪力墙数量和长度不变,得到第二方案,平面同图1。

图1 方案一的结构标准层剪力墙布置1.2 优化后的方案模型在第二方案的基础上,不改变剪力墙的厚度,而在剪力墙的数量布置上稍作改变,将个别剪力墙删去,部分分户剪力墙缩短,减少中心筒附近的较多的剪力墙,调整 x、y 方向的抗侧刚度,得到第三方案,如图2所示。

图2 方案三的结构标准层剪力墙布置2 优化前后三种模型计算结果对比分析采用中国建筑科学研究院编制的satwe软件分别对三种模型进行计算,通过对结构动力特征、内力特征、变形特征等指标来分析剪力墙布置的改变对结构优化设计的影响。

2.1 动力特征中的结构振动周期三种结构方案对应前16个振型计算的自振周期如表3所示。

gb50011—2010《建筑抗震设计规范》规定:多遇地震作用下剪力墙结构第一自振周期一般约在总层数的 0.06~0.08 倍之间。

经过演算得知,三个方案的第一自振周期均符合要求。

由表3可以看出:在方案一、二中,通过剪力墙的改变,在剪力墙数量不变的前提下,适当减小墙体厚度,结构的抗侧刚度和地震力便会减小,结构自振周期增大;在方案二、三中,当墙厚不变时,地震剪力随剪力墙数量的减少、开洞率的增大而降低,结构变形也相应增大。

浅析剪力墙结构设计优化

浅析剪力墙结构设计优化
() 1剪力墙结构刚度大, 整体性好 , 用钢量较省 。 高层住宅 在
中 , 间均较 小, 开 分隔墙 较多 , 用现浇 剪力墙 , 采 可将承 重墙减 少, 比较经济 。 另外 , 力墙外观整齐 , 剪 没有露梁、 露柱现象, 便于
室 内布置 。因此 , 在高层住宅 中常采用现浇剪力墙结构。 () 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 , 果配 筋率太低, 如 则结 构延性差 。 刚度较 大的结构一般 震害较轻 , 但是 , 一般情 况下 , 建筑物
的刚度越大, 工程费用越高 。因此 , 剪力墙结构应满足规范 中的 关于结构水平位移和地震力的要 求, 但如果要做 到安全适 用, 经 济合理 , 就必须在实 际工作 中有所判断 , 将结构水平位移和地震 力控制在合理的范围内, 然后检查结构的 内力和配筋 。
22 优 化 结构设 计 , . 降低 工程 造价
业办公用 房 , 层高均 为 3 m; . 首层 商业 , 6 层高 3 m; . 二层及 以上 4
层 为住宅, 层高为 28 建筑类别为丙类。 . m。 3类场地, 土质不太均 匀, 在地勘报告 中建议地基作 C G桩处理。 F
2 结构设计分析
21 高层 剪 力墙 住宅 的结 构设 计 的经济 分析 .
用 3 0 mx 0 mm对外框的变形是相 同的,不会增加 结构 的刚 5m 70
4 目前物 业 小 区 中 园林 景观 设 计存 在 的 问题 及对 策
物业小区园林景观设计在近几年取得 了长足 发展 ,但 是也

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

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。

建筑结构设计中剪力墙结构设计运用论文

建筑结构设计中剪力墙结构设计运用论文

论建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用【摘要】:随着建筑行业的快速发展,越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起,剪力墙主要承受地震作用与风荷载,其一般是由连梁、墙肢等构件组成,具有抵抗水平侧移能力较强、侧移变形相对较小、结构刚度与承载力较大的特点,本文就加强剪力墙优化设计的问题的作了分析与研究。

【关键词】:建筑结构;剪力墙;设计中图分类号:tu3文献标识码: a 文章编号:引言随着社会经济的迅速发展,人们对建筑工程设计提出了安全、经济、适用三大要求,即建筑在保证安全的前提下,应不影响市场销售情况和未来使用者的居住质量,尽可能满足住宅经济性适用性,剪力墙结构由于其侧移小、抗侧刚度大和抗震性能好等特点,剪力墙结构被广泛用于现代建筑中,目前,在国内的住宅建筑中,由于使用功能的要求,客房与居室多处采取小开间的结构形式,分隔墙相对较多,采用剪力墙结构不但可以将承重墙、分隔墙合二为一,而且具有较为理想的经济性与实用性。

但是国内现阶段在剪力墙结构的设计中,尚存在一定的弊端与问题需要解决,不断优化其设计方法是十分重要的,且如何做好高层建筑剪力墙结构的优化设计是结构设计人员需不断探讨的难题。

1.剪力墙结构布置及概念设计应沿主轴的方向或其他方向双向或多向的布置剪力墙,尽量的拉对齐通。

剪力墙的门窗洞口应上下对齐,成列的布置,成明确的墙肢和连梁,避免出现错洞墙;从安全与经济性方面考虑,剪力墙的间距不应当过于密集,侧向刚度不适合过大,应让两个方向抗侧刚度靠近;为减小扭转效应,平面分布上要力求均匀,建筑物质心和刚度中心尽量接近。

可将较长的剪力墙分成若干均匀的独立墙段,相邻独立墙段间用弱的连梁或楼板连接起来,因为它的受剪脆性往往容易被破坏;高宽比大于2的剪力墙可以设计成弯曲破坏的延性剪力墙以避免脆性的剪切破坏;应用于住宅建筑的短肢剪力墙结构,既利于建筑布置,又可减轻结构自重。

2.剪力墙结构设计的基本样式(1)整体剪力墙,主要是指没有门窗洞口或者只有少量很小洞口的剪力墙,在此类剪力墙设计中可以忽略洞口的存在。

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

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

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探讨

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。

基于高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计论文

基于高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计论文

基于高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计研究【摘要】在实际的高层住宅建造及设计过程中,一个值得注意的现象是,目前工程实践中大多数剪力墙结构的布置还主要取决于设计人员的经验,设计者出于结构的安全或设计进度等方面的考虑而对结构设计采取相对保守的结构布置方案,一定程度上忽略了结构的合理性和经济性。

因此对剪力墙结构的布置进行优化显然十分必要。

本文对高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计进行了研究和阐述。

【关键词】高层建筑;混凝土;剪力墙结构;优化设计前言在结构设计时,高层建筑的高度一般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离,不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。

随着高层建筑高度的大幅度增加,出现了超高层建筑。

“超高层建筑”一词来源于日本,英语中原来并无超高层建筑相应的词条,欧美等西方国家一般采用tall building或highrise building 来代表高层建筑,直到1995年才出现超高层建筑对应的词条super-tall building。

即使在日本,超高层建筑也没有明确的分界线,如在70年代,指70m以上的建筑,到80年代,提高到100m。

目前,日本一般将120m以上的建筑称为超高层建筑,由此可以看出,超高层建筑完全是人为界定的,特指当时日本最高的一些建筑物;日本还将30层以上的旅馆、办公楼和20层以上的住宅规定为超高层建筑。

目前,超高层建筑一词流行广泛,但又无统一和确切的定义,一般泛指某个国家或地区内较高的一些建筑。

国际上,通常将高度超过100m或层数在30层以上的高层建筑称为超高层建筑。

本文对高层建筑物中的混凝土剪力墙的优化设计进行阐述,主要从剪力墙结构的形式以及布置方面进行优化设计。

一、高层建筑结构设计特点分析高层建筑结构可以设想成为支承在地面上的竖向悬臂构件,承受着竖向荷载和水平荷载的作用。

与多层建筑结构相比,高层建筑结构的设计具有如下特点:1、水平荷载成为设计的决定性因素对于多层建筑结构,一般是竖向荷载控制着结构的设计。

高层建筑剪力墙结构优化设计分析

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。

剪力墙结构优化

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。

关于高层剪力墙结构优化设计的探讨

关于高层剪力墙结构优化设计的探讨

自身重量 , 缩小构件结构 , 降低工程资金投入。依据以往的设计经验, 在建筑 “ L ” 形或“ T , . 形剪力墙时 , 如果某一方向的墙肢达到一般墙体的标准 , 那么 , 相 对方 向的墙肢不应过短 , 应控制在1 m左右 , 保证墙端柱的配筋 同构造配筋相 接近 , 否则 将会 出现 配筋 过大 的情 况 。
建筑理论与设计
翻囝四
关 于高层 剪力墙 结构优 化设计 的探讨
摘要: 随着经济的快速增长, 人们的领地逐渐扩大, 城 市土地越来越稀缺, 高层和超高层建筑的发展也相应增加。本文定义 了高 层建筑的结构进行 了讨论, 和基本结构及计算方法, 分析剪力墙, 钢筋, 对剪力墙进行 了研 究, 为提高高层建筑的施工质量, 保护生命
在设 计 工程 中 , 应 充 分理 解这 项 规定 , 加 以利用 , 就可 以在保 证 建 筑物 安 全性 能 的 同时 , 降 低工 程 造价 。
地 区, 应尽量减少建造短肢剪力墙结构的高层建筑。建筑设计师们在进行设
在现实工程施工中,应把结构纵向构件尽可能多的分布在建筑的周围 , 降低结构内部构件承受 的刚度 , 这样不但可以进一步提升建筑整体侧 向的刚 度, 并且在一定程度上大幅度增强建筑的整体强度。
( 四) 高层 建 筑剪 力墙 结构 连 梁 限值 的调 整 计规划工作 时, 应使建筑物整体结构的横 向及纵向都分布均匀的荷载 , 且刚 高层建筑剪力墙结构中连梁的跨度与高度的比值应 大于2 . 5 ,如果比值 度及强度符合设计要求 , 最好在设计剪力墙 的截面高度时 , 保证其高度与厚 . 5 , 就可能造成弯矩及剪力超 出规定限值的情况。 度之 比超于8 , 符合对一般剪力墙的要求 。 剪力墙 的设计不需要根据开间布置 小于2 在《 高层建筑物钢筋混凝土结构设计规范》 中明确规定 , 建筑物跨度与高 的要求 , 可以将两间合并在一起形成大开间的剪力墙, 这样不但可以保证建 度的比值大于5 的连梁应根据框架结构进行施工 , 也就是说 , 跨度与高度 比值 筑物的整体荷载, 同时节约了建筑成本。 对剪力墙的形状设计可以分为“ , I ' ' , 形 其刚度不应出现折减。 当跨度与高度比值在5 —6 之间时, 如果 与“ L ” 形, 更好的保证其稳定性能 , 并且在剪力墙 的侧面位置也可以形成 良好 大于五的连梁 , 就很容易造成剪力或弯矩大于规定限值。建筑设计师们 的刚度。在保证设计标准中各项要求的基础上 , 剪力墙可以更好的降低建筑 连梁的刚度不折减 ,

浅谈高层剪力墙结构的优化设计

浅谈高层剪力墙结构的优化设计

重点是楼层问的剪切 变形及扭转变形 。剪切变形的控制是以 剪力墙 。 剪力墙也不必按 开间布置 , 两问合并 布置为 大开问剪力 筑 , 竖 向构件的多少来决定的 , 但竖向构件足 够多( 剪重 比偏大 ) 而布 墙, 同时满足竖向荷载传递的要求 。剪力墙尽可能设计成“ 形、 则会 造成 扭转变形 过大 , 同样 不能满足 层问位移 的要 “ 形 , 利 于剪 力 墙 结 构 的稳 定 性 , T” 有 同时 能 够形 成 较 好 的侧 向刚 置不合理 , 对 而不能仅根 度。在 同样满足规 范的各项指标 的情况下 , 更能减 轻结构 自重 , 求。因此 , 于高层建筑应尽 可能使扭转变形最小 , 减小结构构件 , 有利 于降低工 程投资 。根据 工程经 验 , 于“ ” 据层间位移不够不加分析地增加竖向构件 的刚度。 对 L
0 引言
作为受力方 向剪力墙 的翼 缘来计算 。2 楼板在 自身平 面内的刚 )
而在 平面外 的刚度很小 , 可以忽略。即各 片剪 随着社会经济的快速发展和人类活动的需要 , 市土地越来 度可视为无 限大, 城 力墙通过楼板互相联系协 同工作 , 使各榀剪力 墙保 持变形协调 。 越紧张, 高层及超高层建筑发展速度越来越快。一般 的高层住宅 ) 多选用剪力墙结构 , 所以如何在保 证结构 安全 的前提下, 使得 高 3 不考虑剪力墙的轴 向变形及基础扭动影响。
浅 谈 高 层 剪 力 墙 结 构 的 优 化 设 计
孙 雪 ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要 : 高层建筑结构概念设计作 了论述 , 就 并对剪力墙结构设计计算原则进行 了详细概述 , 同时研究 了剪力墙结构的 墙体配筋问题 , 对高层剪力墙 结构 的优化具有 重要意义。
关键词: 高层建 筑, 剪力墙结构, 设计 , 配筋 中图分类号 : U38 2 T 9 . 文献标识码 : A

分析剪力墙结构的优化设计

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。

结构设计中剪力墙结构设计的优化设计(全文)

结构设计中剪力墙结构设计的优化设计(全文)

结构设计中剪力墙结构设计的优化设计(全文)范本1:正文:1. 引言本文档旨在对剪力墙结构的优化设计进行详细的介绍和论述。

剪力墙结构作为一种常用的结构形式,在建筑工程中起到了重要的支撑和抗震作用。

通过优化设计,可以进一步提高结构的性能和安全性,降低成本。

2. 剪力墙的基本原理剪力墙是指在建筑结构中起到抵抗侧向荷载的墙体。

其基本原理是通过墙体的抗剪强度和刚度来阻止结构发生侧向位移,从而抵抗地震或风荷载的作用。

3. 剪力墙的设计方法3.1 剪力墙的布置剪力墙的布置应该考虑到结构的整体平衡和稳定性,一般布置在建筑的轮廓墙体或核心位置。

在布置剪力墙时,还需要考虑到建筑的功能需求和空间利用效率。

3.2 剪力墙的尺寸设计剪力墙的尺寸设计需要考虑到墙体的抗剪强度和刚度。

一般来说,墙体的截面越大,抗剪强度和刚度也越大,从而能够提供更好的抗震性能。

在进行剪力墙尺寸设计时,还需要考虑到墙体的开间和高度等因素。

4. 剪力墙的材料选择剪力墙的材料选择需要考虑到结构的强度和稳定性要求。

一般来说,剪力墙可以采用混凝土、钢筋混凝土或钢结构等材料。

在选择材料时,还需要考虑到耐久性、施工性和经济性等方面的因素。

5. 剪力墙的优化设计剪力墙的优化设计应该从多个方面进行考虑。

首先,可以通过调整剪力墙的布置和尺寸,进一步提高结构的整体性能。

其次,可以采用高强度材料或新型材料,提高结构的抗震性能和耐久性。

最后,还可以通过合理的构造设计和连接方式,提高结构的稳定性。

结尾:1、本文档涉及附件:无。

2、本文所涉及的法律名词及注释:无。

范本2:正文:1. 引言本文档旨在对剪力墙结构的优化设计进行详细介绍,重点讨论了剪力墙的结构设计和优化方法。

剪力墙作为一种常见的结构形式,具有抗震性能和稳定性较好的特点。

通过优化设计,可以进一步提高剪力墙的抗震能力,降低结构的成本。

2. 剪力墙的结构设计2.1 剪力墙的布置剪力墙的布置应考虑到建筑的整体结构和功能需求。

剪力墙结构设计研究论文

剪力墙结构设计研究论文

剪力墙结构设计研究论文一、引言剪力墙结构作为一种常见的建筑结构形式,在现代建筑中得到了广泛的应用。

它具有良好的抗震性能、较高的承载能力和空间整体性,能够有效地抵抗水平荷载和竖向荷载,为建筑物提供稳定和安全的保障。

本文旨在对剪力墙结构设计进行深入的研究和探讨,分析其设计原理、计算方法和构造要求,为工程实践提供有益的参考。

二、剪力墙结构的基本概念和特点(一)剪力墙的定义剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙,是房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载(重力)的墙体。

(二)剪力墙结构的特点1、良好的抗震性能剪力墙能够有效地抵抗地震作用产生的水平力,减少建筑物在地震中的破坏。

2、较高的承载能力由于剪力墙的整体性和刚度较大,能够承受较大的竖向荷载和水平荷载。

3、空间整体性好剪力墙能够将建筑物连成一个整体,提高结构的空间稳定性。

三、剪力墙结构的分类(一)整体墙没有洞口或洞口很小,洞口面积不大于墙面总面积的 15%,且洞口净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸。

(二)小开口整体墙洞口稍大,洞口面积超过墙面总面积的 15%,但洞口仍较小,洞口的净宽和洞口至墙边的距离均小于洞口长边尺寸。

(三)联肢墙洞口较大,连梁对墙肢的约束作用较弱,墙肢单独工作的能力较强。

(四)壁式框架洞口更大,连梁与墙肢的刚度接近,墙肢在水平荷载作用下的变形以弯曲型为主。

四、剪力墙结构的设计原理(一)承载力设计根据建筑物的使用功能和荷载情况,确定剪力墙所需要承受的竖向荷载和水平荷载,并通过计算确定其截面尺寸和配筋,以满足承载力要求。

(二)变形设计考虑剪力墙在水平荷载作用下的变形,控制结构的层间位移角和顶点位移,以保证建筑物的正常使用和舒适度要求。

(三)稳定性设计确保剪力墙在各种荷载作用下不会发生失稳现象,保证结构的安全。

五、剪力墙结构的计算方法(一)等效抗弯刚度法将剪力墙等效为一个具有一定抗弯刚度的悬臂梁,通过计算悬臂梁的内力和变形来确定剪力墙的受力情况。

论剪力墙结构优化设计

论剪力墙结构优化设计
c n b tm ie o fnd a e m pr e e tw hih c n b ptm ie a e op i z d t i r asofi ov m n c a e o i z d,s ha a ta l ptm ie s r t e d i n a d o t tp r ily o i z d tuc ur esg n
p p e ofs r t a sg nd a l ss, c ur os tuc ur lde i n a na y i ond ton ii s, p o e s sa e uls r c s e nd r s t .
Ke r : s e rwa l y wo ds h a l;
筑, 控制这个 度主要 有两个 因素 , 一个 是控 制结构 的水平位 移 , 应使 结构 水平 位移 满 足《 层建筑 混凝 土结 构技 高 术 规程 )G —2 O ) J3 O 2中有关结 构水平位 移 的限值 , J 另一个 是控 制地震力 , 因为在 地震力计 算值偏 小 的情况 下 ,
后剪力 墙 形式 变 化较 多 , 力 比较 复 杂 , 受 因而 了解 剪力 墙 的特 性 , 发挥 其 所 长 , 服 其 所 短 , 正确 设 计 剪 力 克 是
墙 的关 键 。
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 , 向 刚度 大 , 平 力 作 用 下侧 移 侧 水 小 , 且 由于没 有梁 、 等 外露 与 凸 出 , 于房 间 内部布 置 , 并 柱 便 缺点 是 不能 提供 大 空 间房屋 。 为 了适 应任 何 方 向的水 平 力 , 于矩形 平 面剪 力墙 在 纵横 双 向均 应 布置 , 于 圆形 平 面 , 力 墙应 沿 径 对 对 剪

高层建筑剪力墙结构优化设计探讨

高层建筑剪力墙结构优化设计探讨
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高层 建筑 剪力 墙 结构 优化 设计 探讨
刘 剑
( 色市建通 工程设 计有 限责任公 司, 百 广西 百 色 5 3 0 ) 300
构设 计 的经 济性 , 必须 对 其 剪 力墙 结 构 中 的含 钢 量 进 行适 当 就
层刚度的方法 , 明显具有 良好的经济效益 。
当建 筑物 的层数超过2层 时, O 最好还是采用 传统 的现浇剪
力 墙 结构 。层 数 过 大 的 建 筑结 构 中若再 采 用 短 肢 剪 力墙 结 构 ,
的控制 。 因此 , 在高层剪力墙结构设计时应该根据实际情 况 , 依
据 设 计 规 范要 求 对 高 层剪 力 墙 结 构 进行 计 算 分 析 , 化 结构 设 优
那么就会使得结构刚度不够 , 点位移与层间的位移值就很有 顶
可 能 超 出 规 范 要 求 , 构底 部 的 剪 力 系 数 也 会 较 低 , 构 的安 结 结
另外还加大 了结构 的延性 , 提高结构的抗震性 。 在框支剪力墙高层建筑结构中, 上部结构其实也 可以采取 短肢剪力墙结构。框支剪力墙结构 中, 了降低上下层 的刚度 为 变化 , 采用适 当减少剪力墙刚度的短肢剪力墙结构 , 比加大下
随着我 国建 筑科学 的迅 速发展 , 建筑高度越来越高 , 剪力 墙 结构在高层建筑 中的应用 也越来越广泛。 要实现高层建筑结


全性偏低 。 但是 , 有时候在采用传统的现浇剪力墙结构时 , 结构 的刚度过大 , 这时可 以采用在墙肢上开孔 , 或者将窗 台改成砖 砌结构等措施进行调整 。
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剪力墙结构优化设计与经济分析摘要:在高层建筑结构设计中,剪力墙结构体系因具有整体性好、刚度大、侧向变形小、抗风与抗震性能好等特点,因而在高层建筑特别是住宅建筑中被大量采用。

本文笔者根据多年来的工程设计实践,重点对高层建筑剪力墙结构优化设计处理方法进行阐述,以提高建筑产品的性价此、降低工程造价的设计要求,可供设计人员在设计时参考。

关键词:剪力墙目录控制参数结构设计高层建筑经济分析
1、前言
随着我国城市化建设进程的加快,人们对住宅,特别是小高层及多层住宅平面与空间的要求越来越高,高层住宅建筑大量采用了剪力墙结构。

它相对于框架结构更为简洁、宽敞,使用功能更好,为住户的自行改造增大了灵活性,加大了使用面积,因此,在高层剪力墙结构设计中,既要发挥这种结构体系的优点,又要改进其工程费用较高的缺点,降低高层建筑剪力墙结构的造价和材料消耗量,这是考核结构设计水平的重要指标。

本文根据笔者多年来的工程设计实践,探讨了使高层建筑剪力墙结构设计更经济的措施。

2、高层建筑目标控制参数
高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:
2.1 轴压比
主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,轴压比不满

要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积。

2.2 剪重比
主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全。

这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。

2.3 刚度比
主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层。

2.4 位移比
主要为限制结构平面布置的不规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。

2.5 周期比
主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱,使结构具有必要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响。

周期比不满足要求,说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。

2.6 刚重比
主要是控制在风荷载或水平地震作用下,重力荷载产生的二阶效应不致过大,避免结构的失稳倒塌。

刚重比不满足要求,说明结
构的刚度相对于重力荷载过小;但刚重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。

2.7 层间受剪承载力比
主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免楼层抗侧力结构的受剪承载能力沿竖向突变,形成薄弱层。

3、高层建筑剪力墙结构优化设计分析
3.1高层剪力墙住宅的结构设计的经济分析
(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,便于室内布置,因此在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。

(2)剪力墙结构设计中应注意的问题。

剪力墙结构的坑侧刚度大,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,如果配筋太低,则结构延性差。

刚度较大的结构一般震害较轻,但是,一般情况下,建筑物的刚度越大,工程费用越高。

因此,剪力墙结构应满足规范中的关于结构水平位移和地震力的要求,但如果要做到安全适用,经济合理,就必须在实际工作中有所判断,将结构水平位移和地震力控制在合理范围内,然后检查结构的内力和配筋。

3.2剪力墙结构构件的合适含钢量
在以结构设计规范为依据的实际情况中对某高层剪力墙住宅楼
的结构计算作整体分析,同时从结构含钢量的角度作具体分析,从而优化其结构设计。

3.2.1现行规范对钢筋混凝土构件给出了最小含钢量
(1)剪力墙端部加强区关于暗柱、端柱、翼柱的构造配筋要求;
(2)剪力墙分布钢筋的配筋要求;
(3)连梁的配筋要求;
3.2.2因混凝土为泵送商品混凝土,水灰比大,收缩率较大
为满足要求并根据实际情况,高层建筑合适的含钢量见下表 1:种类受力纵钢筋
% 非受力纵筋% 箍筋
梁 0.6~1.5 0.3 0.25~0.4(1)

(包括暗柱)0.5~1.5 0.812(2)
墙 0.35~0.5 0.35~0.5
板 0.35~0.6 0.35~0.6
表1高层建筑合适的含钢量
3.3优化结构设计,降低工程造价
(1)优化结构设计,使结构受力均衡,技术应用得当,整体安全可靠度一致,任一结构都能同时发挥其最大作用,这样设计出的结构才能达到既经济,又合理的目的。

从结构设计整体布局来看,在水平荷载作用下,剪力墙的暗柱配筋往往是构造配筋,暗柱断面的确定与剪力墙的布置有密切的关
系,而构造配筋与暗柱断面又有着一一对应关系。

由于剪力墙布置的差异,一片剪力墙两端暗柱的断面可能差6倍~10倍。

配筋也相应差6倍~l0倍。

而剪力墙在不同方向的水平荷载作用下是具有对称性的。

这样设计出的结构就会造成极大的浪费,因此,首先调整剪力墙的布置,尽可能使之对称这样即节省了造价,又增加了结构安全性。

(2)造成结构浪费往往是由于设计人对某种结构概念理解不透
而导致的。

例如:某18层综合楼,由内简外框组成结构。

外框柱距7.2m,外框与内简距离9 m设计人员将外框边梁做成lo00mm×750mm,目的是增加边梁的抗剪能力,引入剪力滞后的概念,加大外框结构的刚度。

实际上,该工程由于外框柱距 7.2mm,很难产生剪力滞后效应,边梁采用lo00mm×750mm与采用350mm×750mm对外框的变形是相同的,不会增加结构的刚度,反而会因为增加重量,加大结构自身的负担,对结构不利。

设计人员如果不能准确把握结构概念,就会造成浪费。

4、应用实例分析
4.1工程概况
本工程位于湖南常德市,所在住宅小区总建筑面积达50万m2,与本工程类似的住宅楼近二十多栋。

如果通过对一栋楼进行结构设计分析,找到其中可优化改进的地方,就可使结构设计得到部分的优化、提高建筑产品的性价比、降低单价造价和整个小区的工程造价。

进行结构设计分析的住宅楼为地下一层,地上三十层的纯剪力墙结构。

总建筑面积约1.49万m2,地下一层为车库,层高均为4.6m,首层架空,层高5.0m;二层及以上层为住宅,层高为3.0m。

建筑类别为丙类。

ii类场地。

4.2结构整体计算
4.2.1整体计算结构
结构自振周期(取前三个振型)见表2
振型号周期(s)平动系数扭转系数
1 2.391
2 0.96 0.04
2 2.2316 0.96 0.04
3 2.0412 0.08 0.92
表2结构自振周期参数
4.2.2结构整体合理性判断
(1)楼层最小剪重比大于规范容许的“楼层最小地震剪力系数值”较多,结构整体布置还有可优化的空间。

(2)结构平均重量:13.6kn/m2,合理。

作用方向 x y
楼层最小剪重比 2.46% 2.51%
有效质量系数95.59% 94.49%
标准层面积474 m2
总重标准值42998
楼层最大层间位移与该楼层平均值的最大值 1.29 1.28
楼层最大水平位移与该楼层平均值的最大比值 1.22 1.26 楼层层间最大位移与层高之比的最大值1/1206 1/1350
底部地震剪力(kn)4384 4868
表3主要控制参数
(3)自振周期:参照(t1-(0.05~0.08)n=1.5~2.4s),周期在合理范围内。

(4)x方向楼层最大层间(水平)位移与该楼层平均值的最大比值为1.29,在规范许可范围内。

4.3剪力墙及连梁钢筋用量分析
墙厚根据规范及工程层数,层高情况取值如下:首层及地下层350mm,二~八层及以上墙250mm,其余墙200mm。

设计配筋采用的为包括配筋法。

从节省造价角度考虑,可从以下方面适度调减钢筋:(1)暗柱、连梁等处构件根据计算结构按构造要求配筋(不包括局部按计算配筋的),其中,墙体分布筋基本与规范最小配筋及其它构造要求相吻合;(2)地下室外墙水平分布筋为φ14@200(二级)。

4.4楼板钢筋用量分析
考虑电气埋管要求楼板厚度最小取100 mm。

大房间根据板跨,考虑轻质隔墙荷载分别取120 mm几种。

楼板采用弹性计算。

采用的是普通的三级钢筋,楼板配筋大部分为φ8@200,配筋率0.025%;较合理。

5、结束语
高层建筑剪力墙的经济性设计受结构布置和剪力墙的形式、剪力墙的厚度、配筋率、结构自重及刚度等多种因素的制约。

因此,在进行高层建筑剪力墙结构设计时,高度重视影响结构技术经济的因素,考虑综合效益,以达到降低工程造价和材料消耗量的目的,取得更加科学、合理、经济的设计结果。

参考文献
[1]高层建筑混凝土结构技术规程.[s]北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]建筑抗震设计规范.[s]北京:中国建筑工业出版社,2001.
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。

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