高层住宅剪力墙结构优化设计

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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

高层建筑剪力墙结构优化设计分析
图1标 准 层 剪 力墙 平 面布 置 图

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 。

探究高层住宅剪力墙结构优化设计

探究高层住宅剪力墙结构优化设计

探究高层住宅剪力墙结构优化设计近年来,随着城市化的加速,高层住宅的建设越来越普遍。

而在高层建筑中,剪力墙是一种常用的结构形式,能够起到支撑和抗震作用。

因为其重要性,剪力墙的结构设计一直是建筑工程的研究热点。

本文将探究高层住宅剪力墙结构优化设计问题。

一、剪力墙结构概述剪力墙是由砖、混凝土或钢筋混凝土构成的墙体结构,其经过布置和设计后能够在横向方向上具备抵抗水平荷载的能力,使建筑物具有良好的稳定性和抗震能力。

剪力墙结构具有简单、高效、可靠、造价低廉等优点,因此在高层住宅和商业建筑中得到广泛应用。

二、剪力墙结构的优化设计问题剪力墙是一种能够对地震力产生反作用的结构,当地震发生时,剪力墙可以消耗部分地震能量,起到破坏控制作用,从而保护建筑物和居民的安全。

为此,在剪力墙的优化设计中,需要考虑以下几个方面:1. 剪力墙的位置和数量剪力墙的设计数量和位置是影响建筑物抗震性能的重要因素。

传统的剪力墙设计方法是根据静力参数进行计算,然而随着抗震理论研究的不断深入,现代设计方法逐渐从静力方法向动力方法转变,通过地震反应谱、扰动分析等方法进行分析,确定合理的剪力墙数量和位置。

2. 剪力墙的形状和轮廓剪力墙的形状和轮廓对其受力性能影响较大。

在设计中,应尽可能采用等截面或进退式剪力墙,避免采用缺口剪力墙等非等截面形式,以提高剪力墙的受力性能。

3. 剪力墙的刚度剪力墙的刚度直接影响其抵抗地震力的能力。

为了保证建筑物的安全性,剪力墙的抗侧刚度应满足设计要求,结构体系的刚度应适当提高。

4. 剪力墙的连接方式和形式剪力墙在遇到地震时需要与建筑物的其他结构部分协同工作。

因此,在剪力墙的设计中,需要考虑其连接方式和形式。

采用合理的连接方式能够保证各结构部分的协同作用,提高剪力墙受力性能。

5. 剪力墙的材料和强度剪力墙在承载水平荷载时需要有足够的强度和刚度。

因此,在剪力墙的优化设计中,需要考虑材料的选用和强度等指标的合理确定。

三、剪力墙结构优化设计案例为了更好地展示剪力墙结构的优化设计,本文将选取一例现代高层住宅剪力墙结构设计案例进行详细分析。

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

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。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计绿色建筑是指在建筑设计、施工和运营中最大限度地减少对环境的影响,提高建筑的可持续性和能源效率。

而高层剪力墙结构作为高层建筑的主要承载系统之一,其设计优化对于提高建筑的可持续性尤为重要。

本文将探讨高层剪力墙结构的优化设计,以期达到绿色建筑的要求。

高层剪力墙结构的优化设计需考虑抗震性能。

地震是高层建筑所面临的主要自然灾害之一,因此在设计过程中需要合理布置剪力墙的位置和数量,以提高建筑的整体抗震能力。

通过结构优化方法,如基于遗传算法的剪力墙位置优化或基于有限元方法的材料优选,可以实现剪力墙结构的最佳布置,并提高抗震性能。

高层剪力墙结构的优化设计还需要考虑节能性能。

绿色建筑要求减少能源消耗和碳排放,因此在高层剪力墙结构设计中需要采用高效的节能技术和材料。

在剪力墙的外墙采用高性能保温材料或利用太阳能进行供暖和照明,都可以提高建筑的能源利用效率。

通过优化剪力墙的厚度和长度比,减少不必要的材料消耗,也可以达到节能的效果。

高层剪力墙结构的优化设计还需要考虑材料的可持续性。

绿色建筑强调对环境和社会问题的关注,因此在剪力墙结构设计中应尽量选择可再生、可回收和环境友好的材料。

可以使用高性能混凝土或碳纤维材料替代传统的钢筋混凝土,以减少对自然资源的消耗和环境的污染。

还可以利用回收利用的建筑材料,如再生混凝土,减少建筑废弃物的产生。

高层剪力墙结构的优化设计需要考虑空间的灵活性和多功能性。

绿色建筑强调建筑的可持续性和社会价值,因此在设计过程中应注重剪力墙结构的灵活性和多功能性。

可以将剪力墙与其他结构体系(如框架结构或钢结构)相结合,以提供更大的建筑空间和多种功能的使用空间。

可使用可拆卸式或可重构的剪力墙,以适应不同时间段的建筑需求和使用要求。

高层剪力墙结构的优化设计是绿色建筑实现可持续性和能源效率的关键之一。

通过考虑抗震性能、节能性能、材料的可持续性和空间的灵活性,可以实现高层剪力墙结构的优化设计,从而达到绿色建筑的要求。

高层结构剪力墙的布置优化设计

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。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计剪力墙是一种常用的高强度、高刚度的抗震结构,通常由混凝土或钢筋混凝土墙体构成。

剪力墙具有良好的抗震性能和稳定性能,是高层建筑结构中最主要的抗震策略之一。

因此,在高层绿色建筑设计中,优化剪力墙结构设计是非常重要的。

高层剪力墙结构优化设计的主要目的是在保证结构安全性的基础上,提高建筑的环保性和可持续性。

优化设计需要考虑多个因素,比如建筑的使用功能、建筑结构的抗震要求、结构材料的可持续性等。

一个好的高层剪力墙结构设计应该具备以下特点:首先,能够充分利用结构材料的性能优势,达到最优设计效果;其次,在满足抗震要求的前提下,要尽可能减小材料的使用量,实现节能环保的设计目标;最后,应该在保证结构稳定和安全的基础上,尽可能减小建筑的建设时间和成本。

高层剪力墙结构优化设计的方法有很多种,其中比较常用的有基于最优化算法、基于遗传算法和基于模拟退火算法等方法。

这些方法都可以用来寻找最优结构,但是需要充分考虑结构的抗震需求和材料的可持续性。

基于最优化算法的高层剪力墙结构优化设计方法比较常用,该方法将剪切墙所占用的空间划分为若干个子区间,然后通过对子区间中的材料使用量进行计算,得到最优设计方案。

具体过程如下:首先确定一个合理的设计空间,包括剪力墙的几何形状和其它基本参数。

然后针对设计空间中的自由度,制定优化目标和约束条件,使用最优化算法进行求解,得到最优化设计的剪力墙结构。

基于遗传算法的高层剪力墙结构优化设计方法也是一种比较有效的方法。

该方法利用自然选择和基因交叉等原理来实现优化设计,将基因编码为剪力墙的相关参数,通过不断地基因交叉和变异,得到最优化的设计方案。

基于模拟退火算法的高层剪力墙结构优化设计方法主要是基于一种随机优化算法,该方法通过对随机组合结果的评估,进行优化设计,最终得到最优化的设计方案。

高层剪力墙结构的优化设计

高层剪力墙结构的优化设计

高层剪力墙结构的优化设计本文针对剪力墙结构的特点,对剪力墙结构进行概念分析,总结出剪力墙结构的设计要点和结构设计优化的思路,列出了剪力墙结构的一般经济指标。

剪力墙结构经过优化设计,可以提升结构设计的品质,降低工程造价,达到技术性和经济性的统一。

标签:剪力墙;优化设计;经济分析前言建筑结构优化计,是采用合理的结构体系和方案,在满足各种规范的条件下,选出的最可靠,经济的设计方法。

经过优化后的结构设计,可使建筑工程总造价降低10~35%,这笔隐形的利润总额非常巨大,对于减少项目投资、增加企业利润、提高资金周转率等都有帮助,具有巨大的经济价值。

钢筋混凝土剪力墙可进行灵活布置,结构侧向刚度大,连梁具有很好的耗能性能,因而在民用建筑(主要用在高层住宅)中广为采用,剪力墙结构的优化设计有着十分重要的意义。

1 剪力墙结构概述剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成的结构。

剪力墙结构用钢筋混凝土墙来抵抗竖向荷载和水平力,其变形特点为弯曲型。

现浇的钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,侧向刚度大,承载力大,在水平力作用下侧移小,抗震性能好。

剪力墙结构中,墙体除承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力,是在轴力、弯矩和剪力的复合状态下工作。

其受水平力作用下类似一个底部嵌固于基础上的悬臂梁,在地震作用或风荷载作用下,剪力墙除满足刚度强度要求外,还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开裂而不倒的要求,墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,设计时应将剪力墙设计成延性弯曲型剪力墙。

2 剪力墙结构的优化剪力墙结构的优化设计,应从概念阶段入手,将结构水平位移和地震力控制在合理的范围之内,然后检查结构的内力和配筋,对重点部位的配筋进行单独的分析,最终确定合理的含钢量。

剪力墙结构在概念阶段的优化,要从总体上合理布置剪力墙的位置,确定剪力墙的数量、长度、厚度,以“周边、对称、成对、封闭”的原则去布置剪力墙,可以得到较大的平面刚度和抗扭刚度。

高层剪力墙住宅结构优化设计

高层剪力墙住宅结构优化设计

高层剪力墙住宅结构优化设计1. 引言随着我国城市化进程的不断推进,高层住宅建筑已经成为城市居住的主要形式之一。

剪力墙结构作为高层住宅建筑中常用的一种结构形式,其设计合理性对建筑的安全性、稳定性和经济性具有重要影响。

本文将探讨如何对高层剪力墙住宅结构进行优化设计,以提高其性能和效益。

2. 剪力墙结构特点及优化目标剪力墙结构具有较高的抗侧刚度、良好的抗震性能和较大的使用空间,但其自重较大,材料消耗较多,且墙体较为厚重,影响室内采光和通风。

因此,剪力墙结构的优化应围绕提高结构性能、降低成本、改善室内环境等方面展开。

3. 结构优化设计方法3.1 合理布置剪力墙1.根据建筑平面布局和功能需求,合理划分剪力墙的位置和尺寸,使墙体既能够满足结构受力需求,又能够兼顾室内空间使用。

2.在保证结构安全的前提下,适当减小墙体厚度,以降低自重和提高空间利用率。

3.2 采用新型材料及构件1.采用高强度钢材、高性能混凝土等新型材料,以提高剪力墙的承载能力和降低自重。

2.引入钢框架、空腹墙等新型构件,以提高结构的抗震性能和减小墙体厚度。

3.3 优化结构体系1.采用框架-剪力墙结构,使剪力墙与框架共同承担水平力,提高结构的整体稳定性。

2.考虑采用多重剪力墙体系,通过设置多道墙体,提高结构的抗侧刚度和抗震性能。

3.4 合理设置连梁1.合理设置连梁的截面尺寸和连接方式,以提高剪力墙之间的协同工作性能。

2.考虑连梁的屈服强度和极限强度,以保证结构在地震作用下的安全性。

4. 结构优化设计实例以一栋18 层的高层剪力墙住宅为例,采用上述优化方法进行设计。

经过优化,该结构在满足安全性的前提下,自重降低约 10%,墙体厚度减小约 20%,且室内空间利用率得到提高。

5. 结语高层剪力墙住宅结构优化设计应注重合理布置剪力墙、采用新型材料及构件、优化结构体系和合理设置连梁等方面。

通过这些方法,可以提高结构的性能和效益,满足现代城市居住的需求。

6. 结构优化设计软件应用在实际设计过程中,为了更好地实现结构优化,可以借助结构优化设计软件进行模拟和分析。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计绿色建筑是一种注重环境保护和资源节约的建筑设计理念。

在建筑结构设计方面,高层建筑的剪力墙结构是一种常用的结构形式。

优化剪力墙结构设计是绿色建筑中的重要内容,能够提高建筑结构的稳定性和抗震性能,减少材料的使用量,降低建造和维护成本,进一步实现绿色建筑的目标。

绿色建筑的设计理念是尽量减少对环境的负面影响。

在高层建筑的剪力墙结构设计中,可以采用以下优化方法:1.合理布局:根据建筑的形状和用途,合理确定剪力墙的布局位置。

通常剪力墙的布局应尽量呈对称或轴线对称形式,以达到更好的建筑结构与抗震性能。

2.减小剪力墙厚度:在保证抗震性能的前提下,优化剪力墙的厚度,减小剪力墙的材料用量。

可以通过使用高强度材料、增加剪力墙纵向的钢筋数量等方式实现。

3.优化剪力墙的形状:研究表明,剪力墙的形状对其抗震能力有很大影响。

可以通过调整剪力墙的宽度和高度比例,优化剪力墙的截面形状,提高其抗震性能。

4.加固剪力墙节点:剪力墙结构的弱节点往往容易发生破坏,影响整个建筑的抗震性能。

通过在剪力墙节点处增加加固措施,如加大墙身钢筋的截面积、设置钢板等,可以明显提高节点的承载能力和抗震性能。

5.使用新型材料:绿色建筑倡导使用环保材料,对于高层建筑的剪力墙结构设计也是一样。

可以考虑使用高性能混凝土、高强度钢材等新型材料,提高建筑结构的抗震性能和稳定性。

绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计是一项复杂而综合性的工作。

需要综合考虑建筑形状、用途、地质条件等一系列因素,以及选用合适的材料和优化的结构形式,通过科学的设计手段和现代技术手段,最大程度地提高建筑结构的抗震性能和稳定性,实现绿色建筑的目标。

高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略

高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略

高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略随着城市化进程的加快和人口的不断增长,高层民用建筑的建设已经成为了城市发展的重要组成部分。

而在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构因其较好的抗震性能和结构稳定性而备受青睐。

本文将从剪力墙结构的设计特点以及优化策略两个方面进行探讨,以期为高层民用建筑的结构设计提供一些参考和指导。

一、剪力墙结构的设计特点1. 抗震性能好剪力墙结构的一个显著特点就是其较好的抗震性能。

剪力墙结构可以有效地抵抗地震引起的水平荷载,从而保障建筑在地震发生时的整体稳定性。

这是因为在地震发生时,建筑结构会受到水平方向的作用力,而剪力墙结构的设置可以在一定程度上减小结构的位移,从而减轻地震对结构的影响,提高建筑的抗震性能。

2. 结构稳定性高剪力墙结构还具有较高的结构稳定性。

在高层建筑中,结构的稳定性是非常重要的,剪力墙结构通过在建筑不同部位设置剪力墙,可以有效地提高建筑的整体结构稳定性,减小结构的变形和振动,保障建筑在使用过程中的安全性和稳定性。

3. 建筑空间利用率高剪力墙结构的设计可以有效地提高建筑的空间利用率。

在建筑结构设计中,通常会考虑到建筑的空间利用率,尤其是在高层建筑中。

而剪力墙结构可以通过在建筑的外围或内部设置剪力墙来实现结构的稳定,而不需要增加大量的柱子或梁,从而提高了建筑的空间利用率。

4. 施工便利剪力墙结构的施工也相对便利。

剪力墙结构相对于其他结构形式来说,其施工过程更加简单,施工难度也较低,从而可以有效地节约施工时间和成本,提高施工效率。

二、剪力墙结构的优化策略1. 合理确定剪力墙布置位置在设计剪力墙结构时,需要合理确定剪力墙的布置位置。

通常剪力墙应该布置在建筑结构的承重墙或外围墙等位置,以确保结构的整体稳定性。

还需要考虑剪力墙的数量和间距,以及结构的布置方式,从而在保证结构稳定性的前提下提高建筑的空间利用率。

2. 采用新型材料和技术在剪力墙结构的设计中,可以考虑采用一些新型材料和技术来进一步优化结构设计。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计绿色建筑是指在建筑设计、施工和运营过程中,利用现代科技和环境保护原则,最大限度地减少对环境的不利影响,提高能源利用效率,减少资源浪费和污染物排放。

在绿色建筑设计中,结构设计起到了至关重要的作用。

高层建筑的剪力墙结构是一种常见且有效的结构形式,本文将着重探讨绿色建筑中高层剪力墙结构的优化设计方法。

高层建筑的剪力墙结构是指在建筑内部的竖向结构系统中,通过设置一系列连续的剪力墙,来承担地震和风荷载,确保建筑的结构安全。

高层建筑的剪力墙结构设计的目标是在满足结构安全性的前提下,尽可能减小材料的使用和能源的消耗,实现绿色建筑的要求。

在高层剪力墙结构的优化设计中,首先需要考虑的是剪力墙的布置。

合理的剪力墙布置不仅能够保证结构的安全性,还能够减小结构的材料消耗。

一种常用的优化方法是通过结构优化算法,如遗传算法、粒子群算法等,来寻找最优的剪力墙布置方案。

在优化过程中,需要考虑到剪力墙之间的间距、位置和总数量等参数,以满足建筑的结构安全性和节能要求。

高层剪力墙结构的材料选择也是优化设计的重要内容。

绿色建筑中,材料的选择需要满足环境友好、能源节约和循环利用的原则。

在剪力墙结构中,一般采用钢筋混凝土作为主要材料。

在设计过程中,需要考虑到混凝土的配合比、钢筋的截面积和强度等参数,来满足结构的安全性和绿色建筑的要求。

高层剪力墙结构的优化设计还需要考虑到施工过程中的节能措施。

绿色建筑强调施工过程中的能源节约和资源循环利用。

在剪力墙结构的施工中,可以采用预制构件、现浇施工等技术方法,来减少施工时间和能源消耗。

施工过程中的废弃材料也需要进行分类和回收利用,以减小对环境的不良影响。

高层剪力墙结构在绿色建筑中的优化设计需要考虑到剪力墙的布置、材料选择和施工节能等方面的要求。

通过合理的优化设计,可以实现高层剪力墙结构的安全性和节能性的双重要求,为绿色建筑的发展做出贡献。

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

对于地基 , 除考虑原设计采用 的荷载值 较新增 吊车后 荷载值 车梁》 标准图集。需特别 指 出 , 在计 算过 程 中未考 虑排 架柱 轴线 大这 个因素外 , 由于此建筑物 已有 5 5年多 的历 史 , 地基 土已完成 的偏差 和牛腿顶 部标 高不一致 的情 况 , 在施工 中需针对 这 两种对 了固结过程 , 其承 载能 力 比原设 计 时 地基 承 载力 可提 高 1 %左 吊车梁受力 不利 的状 况进行消除处理 。 0

3 在剪 力墙 的结构 当 中 , 个墙 肢不具 备较 大 的轴压 , ) 各 使得
各个墙肢虽然具有 一定 的承 载能 力 , 是 因为轴 压 的问题 , 但 不能 够正常的发挥 出应有 的性能 。因此 , 设计 当中对于 高层建 筑 的 在
类房间多 的建 筑结 构 当 中 , 墙体 所 采用 的一般 都 为剪 力墙 结
具 备较多 的优点 , 但是从其他方 面考虑 , 也存在较 多的问题 : 1 由于高层建筑 的剪力 墙本 身具有较 大 的抗 侧刚度 , ) 也就使
结构 以及下部结构 当中投入 的资金都会相应 的增加 ; 会浪费材料 , 地震反应也较大 ;
1 在 剪 力墙 结构构 件 当 中对 于 含钢 量的 控制
2 墙体 的浇筑 主要是 混凝 土 , ) 使得 其具 有较 大 的重量 , 不仅 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 , 从而确保在任何种情
载, 由于该结构在横 向的排架 榀数 较多 , 分配 到每 榀柱 的荷 载 右 , 一步增加 了地 基 的安 全储 备 , 以可 以推定 地基 的承 载 能 其 进 所 量值较小 , 排架柱 的 内力 计算 结果 不会 发生 较大 的变化 , 可认 力可 以满足新增 吊车后 的安全性要求 。 故 为以上结论仍然成 立。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计
1. 剪力墙结构的优化设计意义
剪力墙是指在建筑结构中,利用建筑的竖向墙体承载水平荷载的结构体系。

在高层建筑中,剪力墙通常设置在建筑的核心区域,承担着抗震和抗风的重要作用。

对剪力墙结构进行优化设计,不仅可以提高建筑的整体抗震性能,还可以减小结构自重,减少材料的使用,降低施工成本,提高建筑的环保性能。

进行剪力墙结构的优化设计具有非常重要的意义。

2. 绿色建筑对剪力墙结构的要求
绿色建筑将环保和节能作为设计的核心理念,对建筑材料、结构设计和建筑运行维护等方面提出了一系列要求。

在剪力墙结构中,绿色建筑要求优化设计的剪力墙结构需要满足以下几个方面的要求:
(1)节约材料:通过结构优化设计,尽可能减小结构的自重,减少材料的使用;
(2)提高抗震性能:结构优化设计应当在满足抗震设计要求的前提下,尽可能减小剪力墙结构的弹性变形,提高结构的刚度和抗震性能;
(3)减少施工成本:优化设计应当考虑到施工的方便性和经济性,尽可能减小结构的成本。

3. 高层剪力墙结构优化设计方法
在进行高层剪力墙结构的优化设计时,可以采用以下几种方法:
(1)减小剪力墙的厚度:通过合理的结构分析和计算,可以确定剪力墙的合适厚度,以满足抗震设计的要求为前提,尽可能减小剪力墙的厚度,减少结构的自重和材料的使用;
(2)合理设置开口和板筋:在确定了剪力墙的厚度后,可以通过合理设置剪力墙的开口和设置适当的钢筋布置来提高结构的抗震性能和刚度,减小结构的弹性变形;
(3)采用高强混凝土和钢筋:在设计剪力墙结构时,可以采用高强度混凝土和高强度钢筋,以减小结构的截面尺寸,降低结构的自重和材料的使用。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计高层建筑的设计和建造有很多要素需要考虑,而其中最重要的要素之一就是剪力墙。

剪力墙是高层建筑的结构组成部分之一,其主要作用是分担建筑物的重量,同时还要承担水平荷载(如风荷载、地震荷载等)的作用。

剪力墙的结构设计直接影响到整个高层建筑的安全性能和建筑物的稳定性,因此其优化设计是十分关键的。

在绿色建筑体系下,剪力墙的设计也必须符合环保、节能的原则。

一方面,剪力墙的结构设计应该采用绿色、环保的材料,以减少对环境的污染;另一方面,剪力墙的结构设计应该尽可能地减小建筑物的重量,增加建筑物对环境的适应性。

绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计的实践中,可以采用多种方法进行。

例如,可以采用先进的计算机辅助设计软件来模拟数据,以确定剪力墙的形状、位置和大小等关键因素;还可以采用数学模型或仿真模拟技术,以准确预测与模拟建筑物的结构性能。

在进行具体的剪力墙结构优化设计时,应该从以下几个方面进行考虑:一、结构形式的选择。

钢筋混凝土剪力墙、框架式剪力墙、剪切型墙等是常见的剪力墙结构形式。

在选择结构形式时,应综合考虑施工难度、造价、耐久性等要素,以确保剪力墙结构的稳定性和安全性。

二、剪力墙位置的选择。

剪力墙的位置应该优先考虑建筑物的基础结构,以确保强度和刚度方面的需求。

同时,还应考虑剪力墙对建筑物通风、采光等方面造成的影响,以提高建筑物的使用率和舒适性。

三、剪力墙的大小和形状。

剪力墙的大小和形状应根据建筑物结构特点、荷载情况和建筑物用途等多个因素综合考虑。

在剪力墙的大小和形状设计中,应根据固定规则进行合理布置,以确保剪力墙结构的合理性和完整性,避免出现冗余或缺陷。

四、绿色材料的应用。

在剪力墙的设计和施工中,应优先选择可持续、环保的材料,如高强度混凝土、复合材料等。

这些材料不仅能够减少对环境的污染,而且能够减轻剪力墙的重量,增加建筑物的适应性。

总之,绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计是一项复杂的工程,需要综合考虑多个因素,应用多种技术和方法进行。

探析高层剪力墙结构的优化设计

探析高层剪力墙结构的优化设计

探析高层剪力墙结构的优化设计摘要:随着高层建筑的增多,在当下经济环境中,要实现建筑效能的最大化发挥,在其结构设计中,必须打破常规,采用空间布置法,实行结构转换层,而出于经济因素分析,剪力墙结构则是进行高层住宅设计的首选。

基于此,本文就围绕高层住宅剪力墙结构的优化设计展开详细的阐述。

关键词:高层住宅;剪力墙结构;优化设计1、高层建筑与剪力墙结构的概述1.1高层建筑10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。

1.2剪力墙结构剪力墙结构是指由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

而剪力墙结构主要分为两种,一种就是连梁结构,还有一种是墙肢结构,剪力墙的优点很多,例如:刚度大、承载力强、整体性好、建筑过程用钢量偏少等。

现浇钢筋混凝土剪力墙结构,除了承受楼板传来的竖向荷载外,还承受风荷载和水平地震作用。

剪力墙结构的抗侧刚度大,在水平力作用下的侧移较小,承载力较大,且整体性较好。

在近年的多次大地震中,剪力墙结构破坏很小,均表现出很好的抗震性能。

2、高层剪力墙结构的经济分析剪力墙结构刚度大,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,采用现浇剪力墙结构可将承重墙减少,比较经济。

剪力墙外观整齐,没有露梁、露柱现象,便于室内布置。

另外,剪力墙结构的抗侧刚度大,结构周期小。

在结构设计中应保证剪力墙结构满足国家规范关于结构水平位移和地震力的要求,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。

3、探析高层剪力墙结构设计的布置原则及注意要点3.1高层剪力墙结构设计的布置原则剪力墙结构一般都是应用于超高建筑和高层建筑,而在高层建筑结构中,结构位移是结构设计的一个主要指标。

其中包括层间位移比和竖向层间位移角。

另外,伴随着住宅建筑高度的不断的增加,水平的荷载作用效应起主要控制作用。

而剪力墙在平面内有很大侧移刚度,所以剪力墙是承载着来自高层建筑的绝大部分的水平作用和水平剪力。

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

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。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计绿色建筑是指与周围环境相协调、能耗低、资源利用率高、室内空气质量优良、建筑群体运营费用低廉、可持续发展的建筑。

在建筑设计中,高层剪力墙是常用的结构形式之一。

本文旨在优化设计高层剪力墙结构,使其更加符合绿色建筑的理念。

一、高层剪力墙结构概述高层剪力墙结构分为外框剪力墙和内核剪力墙。

外框剪力墙是指外围结构构成的剪力墙,内核剪力墙是指内部结构构成的剪力墙。

剪力墙由混凝土构成,具有高承载力、耐久性强、抗震性好等特点。

1. 结构布局优化在设计高层剪力墙结构时,应该考虑建筑的整体平衡和功能分区的需要。

在布局中合理考虑空间分隔,让结构重点分布在高压区域,降低建筑周围的压力集中。

通过合理分配剪力墙、梁、柱和楼板等结构构件的布局组合,减少结构重复性和冗余性,实现节能降耗。

2. 熟练掌握计算和分析参数剪力墙的设计参数包括弹性模量、抗拉强度、抗压强度等,在设计中要事先确定好这些参数,并熟练掌握这些参数对结构分析和设计的影响。

通过精确分析结构的力学性能,采用先进的数值计算软件,确定适当的材料和结构形式,确保高层剪力墙的抗震性和总体稳定性。

3. 采用节能材料和技术在高层剪力墙的设计中,采用节能材料和技术是非常重要的一点,可以大幅降低建筑的能耗和运营成本。

例如采用高效隔热材料,减少热量散失;采用太阳能光伏发电技术,减少电力消耗。

在设计过程中应该将这些节能因素纳入考虑,以确保高层剪力墙达到最佳的节能效果。

4. 提高施工质量在施工过程中,施工质量将直接影响高层剪力墙的抗震性能和稳定性。

因此,应该在设计之初就考虑到施工工艺和材料,以确保施工质量和操作的有效性。

建筑师和结构工程师应该对建筑监理的角色充分重视,配合监理和施工方,保证高层剪力墙的施工质量和安全性。

三、结论在绿色建筑的设计中,高层剪力墙结构设计是必不可少的一环。

通过对结构布局的优化,计算和分析参数的熟练掌握,采用节能材料和技术,提高施工质量,可以实现高效节能的目的,推进绿色建筑的发展,为人类创造一个更加美好的未来。

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

关于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计绿色建筑是一种以节能、环保和可持续发展为目标,采用环保材料和技术,减少对环境的污染和碳排放的建筑形式。

在现代城市中,高层建筑越来越成为主流建筑,如何设计出具有高效性、安全性和环保性的高层建筑,是当今建筑工程设计中的重要问题。

本文针对绿色建筑的高层剪力墙结构进行优化设计。

高层剪力墙在高层建筑中承担了巨大的负荷,其在结构体系中的作用不可或缺。

在进行高层剪力墙的优化设计中,需要考虑以下因素:一、剪力墙的强度和稳定性高层剪力墙的强度和稳定性是设计的重要因素。

为了确保剪力墙的强度,需要选取合适的材料和尺寸,增加剪力墙的弯曲抗力。

同时,为了确保剪力墙的稳定性,需要对剪力墙进行稳定性分析,考虑其受压侧的局部屈曲和整体失稳情况。

高层剪力墙在承担荷载的同时,需要保证其刚度和位移控制。

在设计过程中,需要选取合适的剪力墙刚度,保证其能够正确地传递荷载。

同时,需要进行位移控制,以确保高层建筑的使用效果和安全性。

三、剪力墙的耗能和环保性高层剪力墙的耗能和环保性是绿色建筑中重要的考虑因素。

在进行优化设计时,需要选取能够耗能的材料和结构形式,以确保剪力墙在发生地震等荷载时能够起到有效的减震和减少结构损坏的作用。

同时,需要考虑剪力墙的环保性,采用环保材料,减少对环境的污染和碳排放。

在对剪力墙进行优化设计时,需要综合考虑以上因素,以确保高层建筑的安全性、高效性和环保性。

在优化设计过程中,可以采用现代化的计算方法,如有限元分析、动力分析、随机振动分析等,对剪力墙进行详细的计算和分析。

同时,可以采用建筑信息模型(BIM)等技术,对剪力墙及其结构设计进行可视化展示和优化设计。

在绿色建筑的方向下,高层剪力墙结构的优化设计越来越受到关注和重视,其在高层建筑中的作用不可替代。

通过综合考虑强度、稳定性、刚度、位移、耗能和环保性等因素,设计出符合高层建筑使用要求和绿色建筑要求的高层剪力墙结构,对于提高建筑品质、保障人员安全和促进可持续发展有着重要的意义。

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浅谈高层住宅剪力墙结构优化设计摘要:随着高层建筑的日益增多,剪力墙结构也成为了高层住宅的一种普遍结构形式。

本文以某花园7号楼为例,浅谈高层剪力墙结构设计中的常遇问题,及其解决方法及措施。

关键词:高层建筑;剪力墙结构;结构设计近年来,高层住宅大量涌现,如何在设计过程中使结构安全合理、经济显得尤为重要。

但是目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先设定好构件尺寸,再通过电算,在电算过程中仅对个别超限构件进行调整,便最终形成设计结果。

至于整体结构方案是否完善,构件尺寸是否合理,则没有详细考虑,很多时候会产生不必要的浪费,甚至会有很大的安全隐患。

现以某花园7号楼为例,就高层剪力墙结构设计中的常遇问题,分析并提出解决的方法及措施。

一、工程概况某花园7号楼位于广东省。

地下一层为设备用房,地上部分为25层住宅。

主体结构为剪力墙结构,无转换,抗震设防烈度为六度,基本风压为0.40kn/m2(按100年一遇的基本风压),体型系数取1.4。

建筑总高度78m,剪力墙抗震等级为四级。

场地类别为ii类,地面粗糙度为c类。

上图为某花园7号楼标准层平面图二、概念设计实际工程设计中,很多设计人员对剪力墙布置往往有一定的随意性,电算通过后就不加调整地去做施工图,如此结构设计很难做到安全合理、经济。

高层剪力墙结构设计非常强调概念设计,概念设计的目标是使整体结构发挥耗散地震的作用,同时避免因为出现敏感的薄弱部位而导致整体结构过早地破坏。

因此剪力墙的布置应以此为原则,方可使结构在整体上安全合理、经济。

目前很多设计剪力墙布置过多或过长,造成结构体系刚度过大,引起地震力加大,并且加大后的地震力有时集中于某些薄弱部位,造成安全隐患。

而某些设计剪力墙布置又过少,结构体系中梁系互相搭接,以至传力途径不明确,同样造成安全隐患。

三、总体指标控制1、位移比根据《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2002 (下面称《高规》)的4.3.5条规定:结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,a级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;b级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。

对于位移比超限,首先应参考其他整体指标如层间位移角、周期等,以及参看satwe的结构整体空间振动简图、各层配筋构件编号简图(形心和刚心位置偏差)。

如果抗侧刚度很大,可考虑减小相应部位的刚度;如果抗侧刚度较小,可考虑增加相应部位的刚度。

增加刚度可采取的方法有:调整最大位移发生处的梁尺寸,或最大位移发生处的墙肢长度或厚度,以增加该处的刚度,减小位移。

由于本工程为广东项目,根据《广东省实施(jgj 3—2002)补充规定》(下面称《广东高规补充规定》),当层间位移角很小时,位移比可适当放松。

2、层间位移角根据《广东高规补充规定》的3.5.1条规定:对于高度小于150m 的剪力墙、筒中筒等弯曲型结构,当弯曲变形的影响明显,某层层间有害位移值小于层间位移值的50%时,该层层间位移角限值可放宽至1/800。

本工程由于地震烈度仅为六度,抗侧刚度又较大,未执行本条规定。

3、周期比根据《高规》的4.3.5条规定:结构扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比,a级高度高层建筑不应大于0.9,b级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

对于周期比的超限,可采取的方法:(1)、尽量加大周边剪力墙,提高抗扭刚度;或减少核心筒刚度,削弱结构抗侧刚度。

从而加大第一平动周期,减小周期比。

(2)、轴线通过或靠近结构刚心的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大,但对抗侧贡献较大,可以削弱。

(3)、调整质心两侧剪力墙的位置及墙肢长度,使其质心与刚心尽量接近。

4、剪重比根据《建筑抗震设计规范gb50011-2001》(2008年版) (下面称《抗震》)的5.2.5条规定,六度地区没有剪重比要求,但根据5.2.5的条文解释:对于扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构,剪力系数取0.2αmax,六度地区可取0.2x0.04=0.008。

限值最小剪重比,是为了避免各楼层水平地震剪力过小,造成安全隐患。

本条文在《抗震送审稿》中也已做了修订,六度地区剪重比的剪力系数取0.008。

本工程按剪重比的剪力系数大于0.008控制。

5、轴压比根据《抗震》的6.4.5条规定:一级、二级抗震墙,底部加强部位在重力荷载代表值作用下轴压比,一级(9度)时不宜超过0.4,一级(8度)时不宜超过0.5,二级不宜超过0.6。

规范未对三级、四级剪力墙的轴压比作出规定,在实际工程设计也往往对三级、四级剪力墙的轴压比不作控制。

实际上在《抗震送审稿》中本条已做了修订,其6.4.2条规定:一级、二级、三级抗震墙,在重力荷载代表值作用下的墙肢的轴压比,一级(9度)时不宜超过0.4,一级(7、8度)时不宜超过0.5,二、三级不宜超过0.6。

本次修订不仅把原来的底部加强部位扩大到全高,而且由一、二级扩大到三级。

本工程根据以往的设计经验,把四级剪力墙的轴压比控制在0.7。

经过电算,对于轴压比控制在0.7范围内的剪力墙,其配筋基本全部为构造配筋。

虽然增加了一定的混凝土用量,但大大降低了钢筋含量,取得了很好的经济效益。

四、剪力墙设计1、剪力墙的合理布置(1)、高层建筑应有较好的空间工作性能,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构。

在抗震结构中,应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向抗侧刚度接近。

(2)、剪力墙布置尽量均匀,使整个建筑物的质心和刚心趋于重合。

(3)、在结构布置应避免一字形剪力墙,若出现则应尽可能布置成长墙(h/w>8)。

(4)、应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免,则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的2.5倍时,应计算暗柱配筋。

(5)、转角处应力容易集中,有条件时两个方向均应布置成长墙。

(6)、由于短肢墙的抗震性能较差,尽可能减少使用短肢墙。

(7)、剪力墙不宜过多过长,以免刚度过大,以满足轴压比并尽可能接近最小轴压比要求为标准。

同时避免剪力墙过少,导致梁系为多重搭接传力,传力不明确。

2、墙肢长度和厚度的选取(1)、墙肢的长度剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8 m。

剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。

当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段。

(2)、墙肢的厚度规定剪力墙的最小厚度,其主要目的是保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能。

其厚度要求见表1。

对短肢剪力墙结构,规定其抗震等级应比表1中规定的抗震等级要高一级采用。

对于住宅建筑,填充墙厚一般为200 mm,相应剪力墙厚也取为200 mm。

住宅层高一般为2.8~3.0 m,故墙厚取200 mm,除底层加强区的一字形短肢剪力墙外,均能满足规范要求。

实际工程往往下面几层因为建筑要求加大层高。

相应的结构措施除了增加墙厚满足高厚比外,还可以提高混凝土强度或增加墙肢长度。

根据《高规》的7.2.2:当墙厚不能满足本条第1、2、3款的要求时,应按本规程附录d计算墙体的稳定。

只要满足附录d墙体稳定的验算,就可以不增加墙厚,这种处理方法往往更为建筑所接受。

3、短肢剪力墙《高规》的7.1.2条文对短肢墙做了详尽的要求,然而却未对短肢墙结构作出规定。

一般情况下,当剪力墙结构中短肢墙所承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构底部总地震倾覆力矩的40%~50%时,才认为是短肢墙结构。

而《广东高规补充规定》的3.2.4条文规定:具有较多短肢剪力墙结构的剪力墙结构指短肢墙的截面面积占剪力墙总截面面积的50%以上。

本工程仅个别墙为短肢墙,所以不认为是短肢墙结构。

另外根据《广东高规补充规定》6.0.3条文规定:抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比其他条件相同的剪力墙提高一级,重力荷载代表值作用下的墙肢轴压比,抗震等级为一、二、三级时分别不应大于0.5、0.6、0.7,底部加强部位墙肢边缘约束构件的纵向钢筋配筋率不应小于1.2%,其他部位不应小于1.0%。

本条文和《高规》的7.1.2相比,范围扩大到所有短肢墙,而不仅是短肢墙结构的短肢墙;同时配筋有所减小,只是规定边缘构件的配筋率,而不是全截面的配筋率。

本工程对所有短肢墙均按《广东高规补充规定》6.0.3做了加强。

此外根据《广东高规补充规定》3.2.3条文规定:当剪力墙截面厚度不小于层高的1/15,且不小于300mm,高度与厚度比大于4时仍是一般剪力墙。

本工程底部层高4.5米,墙厚300mm,墙长多数为1.8~2.4米,根据《广东高规补充规定》认为是一般剪力墙。

4、剪力墙边缘构件试验研究表明,钢筋混凝土设置边缘构件后与不设边缘构件的矩形截面剪力墙相比,其极限承载力提高约40%,耗能能力增大20%,且增加了墙体的稳定性。

因此一、二级的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件,其余剪力墙应按《高规》第7.2.17条设置构造边缘构件。

对剪力墙的构造边缘构件的配筋应区分剪力墙的受力特性及类别,即普通剪力墙、短肢剪力墙区别对待。

对于普通剪力墙,其暗柱配筋应满足规范要求的最小配筋率,建议底部加强区0.7%,一般部位0.5%;对于短肢剪力墙,应按《高规》第7.1.2条控制配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%。

本工程均设置构造边缘构件,纵筋最大直径为á16,底部加强区暗柱配筋率最大为1.2%,最小为0.7%;其他部位纵筋配筋率普遍在0.5%~0.7%。

五、转角窗的处理高层建筑的角部在地震中是最薄弱的部位,也是结构的关键部位。

在角部剪力墙上设转角窗实际上取消了角部的剪力墙,代之以角部曲梁,这不仅削弱了结构的整体抗侧刚度和抗扭刚度,同时邻近洞口的墙肢、连梁内力增大,扭转效应明显,对结构抗震不利。

b级高度和9度a级高度不应在角部剪力墙上开设转角窗。

8度及以下高层建筑在角部剪力墙开设转角窗时,应采取以下措施:(1)、提高转角窗两侧墙肢的抗震等级,并按提高后的抗震等级满足轴压比限值的要求,如不满足宜加厚墙肢。

(2)、转角窗两侧的墙肢应沿全高设置约束边缘构件。

(3)、抗震计算时应考虑扭转藕连影响。

(4)、转角窗房间的楼板宜适当加厚,宜采用双层双向配筋。

(5)、加强转角窗窗台的连梁的配筋与构造。

六、连梁超筋处理连梁剪压比超限问题在剪力墙结构设计中是很常见的,尤其是在高烈度区。

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