高层住宅剪力墙结构设计控制及调整

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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

结果与讨论
然而,本研究仍存在一定的局限性,例如:优化过程中未考虑施工因素和环 境因素等不确定性因素的影响,这将在后续研究中加以考虑。
结论
结论
本研究对高层住宅剪力墙结构的优化设计进行了深入探讨,取得了较为显著 的成果。通过优化剪力墙的布置和尺寸,以及采用新型的高强度材料,提高了结 构的刚度和稳定性,降低了成本。同时,结合遗传算法实现了对剪力墙结构的多 目标优化设计。然而,研究中存在的局限性为未来的研究方向提供了空间,例如 考虑施工因素和环境因素的影响等。
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3、经济性原则:在满足安全性和功能性的前提下,合理控制结构成本。
三、高层剪力墙住宅结构优化设 计的方法
三、高层剪力墙住宅结构优化设计的方法
1、调整剪力墙厚度:根据建筑高度和地震烈度等因素,合理调整剪力墙的厚 度,提高结构的安全性。
三、高层剪力墙住宅结构优化设计的方法
2、优化剪力墙布置:通过调整剪力墙的位置和方向,使结构的刚度和承载力 分布更加合理。
关键词:剪力墙结构、高层建筑、优化设计、设计规范
剪力墙结构的优化设计应遵循以下原则: 1、整体性原则:优化设计应从整体出发,综合考虑剪力墙的刚度、承载力和 稳定性等因素,以实现整体结构的最优效果。
关键词:剪力墙结构、高层建筑、优化设计、设计规范
2、抗震性原则:高层建筑的剪力墙结构应具备出色的抗震性能,通过优化设 计降低地震作用下的结构响应,提高结构的延性和稳定性。
一、高层剪力墙住宅结构的背景 与发展现状
一、高层剪力墙住宅结构的背景与发展现状
高层剪力墙住宅结构是一种常见的建筑类型,具有高度的稳定性和抗侧力性 能。然而,随着建筑高度的增加,结构的安全性和经济性面临更大挑战。为了满 足建筑功能和审美需求,同时降低结构成本,对其进行优化设计显得尤为重要。

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。

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。

高层剪力墙结构的设计建议

高层剪力墙结构的设计建议

高层剪力墙结构的设计建议摘要:剪力墙在高层住宅中能广泛应用,其中很重要的原因是其刚度和强度比较大,能够很好的抵抗地震作用。

特别是在大震作用下,可以首先屈服连梁来降低结构的刚度,降低地震的危害。

所以剪力墙能够很好的满足规范中规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计原则。

关键词:高层结构;剪力墙;受力;设计为了适应人们对生活水提出的更高的要求,也为了适应经济发展的步伐,更多的高层建筑出现在各个城市中。

人们在享受高层建筑所带来的益处的同时,也面临了新的问题。

就是高层建筑的承重问题。

于是越来越多的剪力墙结构被广泛的应用在高层建筑中。

但是剪力墙的设计也有一定的原则和注意事项。

一、剪力墙结构的布置及概念设计应沿主轴方向或其他方向双向或多向布置剪力墙,尽量拉对齐通。

从经济和安全性方面考虑,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;剪力墙的门窗洞口应上下对齐,成列布置,成明确的墙肢和连梁,避免出现错洞墙;为减小扭转效应,平面分布上要力求均匀,刚度中心和建筑物质心尽量接近。

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;可将较长的剪力墙分成若干均匀的独立墙段,相邻独立墙段间用楼板或弱的连梁连接起来,因为它的受剪脆性往往容易被破坏;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。

但由于其抗震性能较差,8度设防区房屋层数较多时,应慎重采用,可在短肢剪力墙结构中设置筒体或一般剪力墙,形成短肢剪力墙与一般剪力墙共同抵抗水平力的结构。

抗震设计时,简体和一般剪力墙承受的第一振型底部倾覆力矩应大于结构底部地震倾覆力矩的50%。

在水平地震作用下,高层短肢剪力墙结构主要表现为整体弯曲变形,底部外围的小墙肢承由于竖向荷载较大,破坏严重,特别是一字形小墙肢的破坏最为严重。

可增加建筑物周边墙肢长度或连梁高度来消除扭转不规则,从而使结构的抗扭刚度明显增大。

为了提高墙肢的承载力和延性,还需加强边缘构件配筋,增大这些部位墙肢纵筋和箍筋的配筋率,严格控制轴压比。

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 。

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

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)。

高层住宅剪力墙结构设计控制及调整

高层住宅剪力墙结构设计控制及调整

高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构,本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项;汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。

随着社会进步,科技发展,人们对住宅的功能要求越来越丰富,建筑设计越来越符合功能和审美的要求;为实现建筑的要求,结构选型主要与其使用功能直接相关,同时拟建场地的地理位置,抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。

为了进一步提高土地利用率,建设单位倡导建设高层住宅,以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求;目前高层住宅成为人们的主要居住形式,高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。

1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。

剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件,又有分隔房间的作用。

其布置原则除了应满足建筑使用要求,对结构受力是否合理至关重要,剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用,所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化,而达到节省造价的目的。

2建模时的注意事项(1)剪力墙:目前结构常用计算软件:中国建筑科学研究院开发的软件PKPM,北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK,均可进行剪力墙结构的计算。

(2)剪力墙平面布置原则:依据建筑平面图:①外墙可布置为剪力墙,增加建筑平面的抗扭刚度。

②内墙布置时,平面均匀对称布置,竖向连续,避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通,同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙(短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙)。

③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级,参见《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》7.2.1,10.4.6,《建筑抗震设计规范(GB52022-0510)》(以下简称抗规)6.4.1,6.4.3条。

④内墙长度除应满足建筑条件,还要考虑墙下桩最小桩间距的要求,例如:常规设计时,桩直径700mm,桩间距不小于3倍桩径,加上0.5倍的桩径,建议上部剪力墙的长度为2500mm,上部如有结构洞口,宜尽量使洞口避开桩位。

浅谈高层住宅剪力墙结构的平面结构设计

浅谈高层住宅剪力墙结构的平面结构设计
建筑结 构
浅谈高层住 宅剪 力墙 结构 的平面结构设计
概述 :
钢 筋混 凝 土剪 力 墙结 构 是 当前 高层 住宅 最 常用 的结 构体 系 , 以一 系列 剪
二、 剪力墙 布置 。
( 1 ) 剪 力墙 的布 置 , 应 让 建 筑 有 良好 的空 间 工作 性 能 。 剪力 墙 结 构 布 置
度太长 , 会形成低 宽剪力墙 , 容 易产 生 受 剪 破 坏 , 剪 力 墙 为 脆 性 。长 度 很 大的剪力墙 , 刚度 很 大 将 使 结 构 的周 期 缩 短 , 地 震 力 作 用 加 大 。当 同 一 轴 线的连续剪力墙过长 时 , 可通过开设洞 口, 将长墙 分成长度较 小 、 较 均 匀 的整体小开洞墙 、 联肢墙 、 整体墙 。 墙 肢 的长 度 不 宜 大 于 8 米。 避 免 出现 独
力墙 纵 横 相交 , 即作 为 承重 墙 又作 为分 隔 墙 。竖 向构 件 ( 剪力 墙 ) 和 水平 构 件 应 注重双向 、 分散 、 对称和沿建筑物周边等规律进行设计 , 以减少结构扭转
( 框架梁 、 连梁 ) 可以做到与建筑内、 外墙 同等厚度 和宽度 , 室内无露梁露柱 , 体型简洁 , 便于室内布置, 空间利用率高。 剪力墙结构整体性好 , 侧 向刚度高 , 水平荷载作用下侧移小 , 能够有效抵抗水平应力。但是剪力墙 的间距有一定 限制, 平 面 布置 受 约束 , 同 时剪力 墙 结构 自重相 对 大 , 灵 活性 不 高 。 在 高 层 建筑 混 凝 土结 构 的设 计 中 , 必 须 注 重其 规 则 性 , 尽 量避 免 选 用 不
规则的建筑结构体系, 以保障建筑的安全性、 稳定性与抗震性。 高层建筑混凝 度 接 近 。 土结构应符合以下基本要求 : (1) 必须具有较强的承载能力与变形能力 ; ( 2 ) 剪力 墙 布 置 应 注 重 双 向 、 分散 、 对 称 和 沿 建 筑 物 周 边 等规 律 进 行 设 ( 2) 避免 因内部结构或构件的破坏 , 而导致建筑结构整体的风荷载 、 重 计 , 使其刚度中心与质心趋于接近, 减少结构扭转效应出现。剪力墙结构应 尽量拉通对直 , 门窗洞 口上下各层对齐 , 应受力 明确 、 传力直接 , 以增加抗震 力 荷载 、 抗震 等 作用 能 力丧 失 ; ( 3) 对 于 结构 中较 为薄 弱 的部分 , 应 采取 有 效 的加 固措施 。可 能 出现 的 能力。 剪力墙结构截面一般以“ L , 、 T 、 十” 形状为主 , 避免一字形墙 。 根据墙肢 截 面 高厚 比例 , 高层 建 筑剪 力 墙 结构 尽 量 布置 一 般 剪力 墙 , 尽 量 避 免 布 置短 薄 弱 的部 位 , 应 该采 取 有效 措施 给 予加 强 。 肢 剪 力 墙 。 现代 住 宅 建 筑 平 面 布 置 的特 点 , 往 往 形 成 剪 力 墙 的 布 置 横 向较 在 高层 建 筑混 凝 土结 构 的平 面 布置 中 , 必 须满 足 以下 要 求 :

(完整)高层住宅剪力墙结构设计原则

(完整)高层住宅剪力墙结构设计原则

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

高层住宅剪力墙结构设计原则1 剪力墙布置原则(1)剪力墙的位置:1)遵循均匀、分散、对称和周边的原则。

2)剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。

3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼(电)梯处,在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。

4)在平面布置上尽可能均匀、对称,以减小结构扭转。

不能对称时,应使结构的刚度中心和质量中心接近。

5)沿高度均匀变化;在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚度连续、均匀。

6)多均匀长墙(增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量),少短墙(抗震性差);可布置成单片形(不少于三道,长度不超过8m)、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2, 少复杂形状转折。

7)洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墙端部或柱边。

(2)剪力墙的间距:为了保证楼(屋)盖的侧向刚度,避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形,应控制剪力墙的最大间距。

(3)剪力墙的厚度:剪力墙厚度取值由以下因素确定:1)通过结构分析,在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度;2)不同抗震等级的轴压比的限制;3)构造性及稳定性要求(而稳定性一般会满足);对于普通的住宅建筑在7度或8度地区,墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的;首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定(其实是高厚比要求),当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看,按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。

关于高层剪力墙结构层间位移角调整的几点建议

关于高层剪力墙结构层间位移角调整的几点建议

关于高层剪力墙结构层间位移角调整的几点建议摘要:高层建筑一定程度上解决了人口增加与住房紧张的矛盾,并由此得到社会各界关注,高层建筑结构较为实用的为剪力墙结构,当建筑达到一定高度后,墙体刚性主要受风荷载影响。

通过对层间墙体的设计、数量及原料改进等方法,可调整层间位移,从而改变墙体的刚性,在调整过程中要注意X向和Y向墙体层间位移角尽量接近。

关键词:高层建筑;剪力墙;层间位移;风荷载社会人口的增加与居住面积之间矛盾的加剧,致使高层建筑逐渐受到社会各界的关注。

我国高层住宅建筑的结构体系可分为钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土剪力墙结构和钢筋混凝土框架-剪力墙结构三种类型。

其中剪力墙结构具有刚度大、抗震性好、塑性变形能力和侧向变形能力强、结构高的优点,满足了住宅建筑的需求,且能充分利用土地资源,因此备受青睐。

一、高层建筑结构设计要求高层建筑的结构功能是建筑体量组成和结构艺术的表达基础,再设计过程中不能离开实践的基础而仅进行单纯的理论计算或推理。

建筑设计概念主要由建筑工程师决定,设计者应具有准确的判断力,在实践基础上对建筑结构做出科学、严谨、规范的计算及分析,从而解决高层建筑设计中可能涉及的各类基础性问题,例如水平荷载对于建筑结构的影响及其解决措施、建筑墙体刚性的相关问题及其解决措施等。

高层建筑结构设计需要满足两方面的要求,一是建筑结构承载能力极限状态,二是建筑结构正常使用极限状态,其中后者对结构设计起主要控制作用。

高层建筑在地震或风荷载作用下要满足水平变形的要求,水平变形过大不仅会损坏竖向结构构件,影响结构的承载力;还能影响非结构构件的实用性能,如幕墙、隔墙和填充墙等,进而影响建筑结构的整体稳定性。

高层建筑混凝土结构技术规程中规定高度为150m以下的纯剪力墙结构的高层建筑,其楼层层间最大位移(ui)与层高(hi)之比小于1:1000。

高层建筑弹性层间位移角受地震作用影响较小,主要影响因素为风荷载,尤其是沿海城市风荷载对于层间位移角的影响更为突出。

推荐:结构设计:高层住宅剪力墙梁端负弯矩调幅系数有哪些规定?

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结构设计:高层住宅剪力墙梁端负弯矩调幅系数有哪些规定?
规范规定《高层规程》5. 2. 3条规定,在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0. 7〜0. 8;现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0. 8〜0. 9.
在竖向荷载作用下,钢筋混凝土框梁设计允许考虑混凝土的塑性变形引起的内力重分布,适当减小支座处梁的负弯矩,相应增大跨中梁的正弯矩,使梁上下配筋比较均匀,框架梁端负弯矩调幅后,梁跨中弯矩按平衡条件相应增大。

注意事项:
(1)此项调整只针对竖向荷载,对地震力和风荷载不起作用。

(2)梁截面设计时,为保证框架梁跨中截面底部钢筋不至于过少,其正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩的一半。

(3)程序内定钢梁为不调幅梁,如需要对钢梁调幅,可以在特殊构件设置时定义。

(4)通常实际工程中悬挑梁的梁端负弯矩不调幅。

结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你
将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。

事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。

在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。

希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。

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。

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。

浅谈高层剪力墙结构住宅设计中的若干问题

浅谈高层剪力墙结构住宅设计中的若干问题

浅谈高层剪力墙结构住宅设计中的若干问题摘要:剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式,被广泛运用于现代高层住宅建筑。

但目前结构设计规范中,对与剪力墙结构住宅自身一些特殊细节问题并没有明确的规定,有时也因建筑设计中对平面布置和立面处理的要求,往往造成结构产生很多难于合理处理之处。

对此,设计人员往往不能进行针对性的设计。

笔者结合剪力墙结构住宅设计的实践,对住宅类剪力墙结构的高层住宅剪力墙结构设计中出现诸多问题,提出了一些自己的看法,并进行了深入的探讨。

关键词:结构设计;高层;剪力墙;住宅;平面布置;连梁;墙厚;角窗abstract: as the main structure form of high-rise building, the shear wall structure has been widely used in modern high-rise residential buildings. however, there has not definite rules for some specific details of the shear wall structured residence in the crrent structure design specification, so sometimes structure problems occuring are difficult to process, due to the requirements of the plane layout and facade processing in the building design. for that, designers often can not figure out the design. combining with the practice of design of the shear wall structured residence, the author proposes some personal views on the problemsexisting in the shear wall structure design, and makes a further exploration.key words: structure design; high rise; shear wall; residence; plane layout; coupling beam; wall thickness; angle window中图分类号:tb482.2文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)近年来各地房地产市场繁荣,考虑土地成本,高层住宅已经成为住宅类商品房的主要形式,剪力墙结构由于具有良好的受力性能,而且还能很好地满足建筑功能的实现,因此其在现代高层住宅中得到了非常广泛的应用。

浅析高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点

浅析高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点

浅析高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点作者:水金锋来源:《城市建设理论研究》2013年第12期摘要:由于剪力墙结构具有很多的优点,在如今高层住宅建筑中得到了广泛地应用。

因此有必要对剪力墙结构的设计方法及要点进行分析,使高层住宅剪力墙结构设计更加安全、经济、合理。

本文围绕高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点进行了简要阐述,仅供同行参考。

关键词:高层住宅;剪力墙结构;抗震设计中图分类号:TU241.8 文献标识码:A 文章编号:1 结构基本设计参数、信息的确定根据当地基本抗震设防烈度以及建筑高度等确定抗震等级。

需要说明的是,高层住宅建筑一般为丙类建筑,是不需要调整设防烈度的,但如果为甲、乙类建筑,应按照《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)来调整设防烈度。

根据地质勘察设计报告及《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)和《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010),明确该工程场地的设计地震分组、地震加速度、特征周期、场地土类别以及地面粗糙度。

设计地震分组随着建筑高度增大,风荷载控制越趋于明显,因此设计计算时,基本风压的正确输入非常重要,当对风荷载比较敏感的高层住宅建筑,承载力设计时应按50年一遇的基本风压的1.1倍采用,位移计算时应按50年一遇的基本风压采用。

2着重概念设计,从整体把握结构体系的规则性概念设计在方案设计阶段就要深入进行,结构体系应有明确的地震作用传递途径,要有多道抗震防线。

结构最大适用高度、最大高宽比要控制在允许范围内,保证剪力墙弯曲破坏为主,避免脆性的剪切破坏,使结构具有足够的延性。

墙段总高与墙肢高度之比应大于2,当墙肢超过8m时须开设洞口,各墙段间设置弱连梁,避免局部长剪力墙;墙体布置要双向布置,避免采用一字墙;墙体开洞要均匀对齐,避免错洞布置。

当角部设飘窗时,应对端墙及角部楼板采取有效加强措施。

要合理布置抗侧力构件体系,无论平面还是立面要尽量简单对称,质量分布均匀,建筑布置宜规则,对于不规则布置宜及时修正。

高层剪力墙结构住宅设计

高层剪力墙结构住宅设计

小议高层剪力墙结构住宅设计[摘要] 随着社会经济的发展和人口的增加,城市住宅用地逐年递减,因此高层住宅凭借其既能高效利用土地又可以提升居住环境舒适度的优势迅速发展起来,但是高层住宅也具有劣势,如随着结构层数或高度的增加相应荷载效应的增大,结构的内力和位移也在迅速增加,水平荷载成为控制因素,为了抵抗水平作用力及侧向变形的要求,新的高层住宅结构形式以及相应抗震构造措施也在不断更新发展。

本文主要针对在新高规及新抗规背景下高层剪力墙结构住宅设计进行探讨。

[关键词] 高层住宅剪力墙结构设计一、我国高层住宅结构体系现状目前我国的高层住宅建筑大部分属于钢筋混凝土结构,其结构体系主要有框架、剪力墙及框架一剪力墙三大结构体系。

其中框架结构具有建筑平面布置灵活、分隔方便、整体性及抗震性能好、设计合理时结构具有较好的塑性变形能力、采用轻质填充材料作为外墙围护结构因此自重小等优点,其缺点则是刚度较小、在水平力作用下变形曲线为剪切型,高度越高则水平位移越大,因此框架结构的建造高度有局限性;而剪力墙结构具有整体性好、刚度大、在水平力作用下变形曲线为弯曲型,抵抗侧向变形能力强、抗震性能较好、具有较好的塑性变形能力等优点,因此剪力墙结构比框架结构建造高度高。

剪力墙结构的缺点是结构自重大,建筑平面布置不够灵活,受楼板跨度限制,间距不能太大,难以应用于跨度较大的公共建筑;框架一剪力墙结构同时具有框架结构与剪力墙结构的优点,由于框架和剪力墙的协同工作,在水平力作用下变形曲线为弯剪型,在下部楼层剪力墙承担了大部分剪力,在上部楼层,框架除负担水平作用力下的部分剪力,还承担拉回剪力墙变形的附加剪力。

框架-剪力墙结构住宅的的缺点是下部楼层的梁、柱截面较大,有较大的凸凹,影响建筑室内美观。

随着高层住宅建筑的发展,新的结构体系不断出现,除了上述三大结构体系外,还有筒体、框架一核心筒、剪力墙一筒体、筒中筒等结构体系。

二、高层剪力墙结构住宅设计高层剪力墙结构住宅同时承受竖向荷载和水平荷载的作用,剪力墙结构侧向刚较大,能较好的抵抗水平作用力及侧向变形,因此可以建造比框架结构更高,更多层数的建筑,并且没有梁、柱等外露与凸凹,便于房间内部布置。

高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计

高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计

高层住宅中混凝土剪力墙结构优化设计【摘要】近年来,混凝土剪力墙结构在高层住宅中应用广泛,不仅投资大,而且数量多,因此,很有必要对混凝土剪力墙结构进行优化设计。

本文首先简单介绍了高层住宅中混凝土剪力墙结构的分类和优化设计原则;然后从三个方面详细分析了剪力墙结构的设计优化;最后系统总结了剪力墙的布置优化,以期对今后的设计实践提供帮助和指导。

【关键词】剪力墙结构;分类;优化原则;优化设计一、剪力墙结构的分类所谓剪力墙结构,是指水平方向的现浇钢筋混凝土楼板和竖直方向的钢筋混凝土墙板所构成的结构体系,剪力墙结构具有侧移小、结构自重大、抗侧刚度强、地震能量吸收性强等优点。

为满足功能和使用要求,进行工程设计时,常需要在剪力墙上设置门窗洞口,而门窗洞口对剪力墙的变形和受力情况有直接的影响。

根据剪力墙的受力性能,剪力墙结构主要分为联肢墙、壁式框架、整体剪力墙以及小开口整体剪力墙四种。

其中,当满足剪力墙上的洞口面积不足剪力墙总面积的百分之十五以及洞口到墙边的距离与洞口之间的距离都大于洞口最长边大小这两个条件时,开洞剪力墙即为整截面剪力墙。

整截面剪力墙的洞口基本不会影响剪力墙的内力分布。

虽然小开口整体剪力墙的洞口面积大于剪力墙总面积的百分之十五,但是洞口也基本不会影响剪力墙的内力分布。

依据墙肢截面长度和宽度之间的比值大小,剪力墙结构还可分为一般剪力墙(比值大于8)、短肢剪力墙(比值在5到8之间)、小墙肢短肢剪力墙(比值在3到5之间)和异形柱(比值小于3)四种。

由于在水平荷载作用下,抗剪刚度起决定作用,因此,一般剪力墙的耗能比较差,主要应用于层数较大的高层建筑中。

短肢剪力墙的墙厚一般不小于20厘米,主要设置在房间外围的阴角、阳角以及分隔墙的交点上,且常用的截面形式主要有l形、t形、z形以及十形等。

二、剪力墙结构优化原则剪力墙能够在高层住宅中获得广泛应用,究其原因就是其强度和刚度很高,可以有效的抵御地震。

地震发生时,剪力墙会屈从连梁而降低其结构的刚度,从而减轻地震的破坏,因此,剪力墙完美体现了规范中提到的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计要求。

高层建筑结构剪力墙的设计

高层建筑结构剪力墙的设计

高层建筑结构剪力墙的设计作者:范晓娜来源:《城市建设理论研究》2013年第31期摘要:随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快,城市规模不断增大,人口不断增加,使得城市住房建设用地高度紧张,新建高层建筑是城市发展的必然趋势。

剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点,剪力墙结构被广泛用于现代高层建筑中,尤其是高层剪力墙住宅。

为此,本文对在高层住宅剪力墙结构设计过程中的一些问题进行探讨。

关键词:高层建筑;结构;剪力墙;设计中图分类号:TU97 文献标识码:A在目前房地产市场中,民用工程设计一般分为方案设计和施工图设计两个阶段。

方案设计由建筑师依据现行相关规范和业主要求来完成,结构设计往往是在施工图阶段,针对既定方案展开并完成设计工作。

这样一来,结构设计的质量不仅取决于设计人员的技术水平,也有赖于建筑方案的合理程度。

概述剪力墙结构是指纵横向的主要承重结构全部为钢筋混凝土结构墙的结构。

当钢筋混凝土墙体处于建筑物中合适的位置时,它们能形成一种有效抵抗水平作用的结构体系,同时,又能起到对空间的分割作用。

剪力墙是截面高度大而厚度相对很小的“片”状构件。

虽然它有承载力大和平面内刚度大等优点,但也具有剪切变形相对较大、平面外较薄弱的不利性能,了解剪力墙的特性,发挥其所长,克服其所短,是正确设计剪力墙的关键。

二、高层建筑物的受力特点与支撑件对于高层建筑而言,越高所承受的竖直压力就越大,水平风荷影响也越大,所承受的外力主要就是水平和垂直方向。

对于比较低的建筑来说,高度较低,地基面积较大,相对而言所受的风荷及地震影响就很小,在高层建筑上,水平荷载产生的倾覆力会很大,设计人员主要考虑的问题是水平荷载,轴向变形及结构延性等方面。

(1)水平载荷建筑物的高度达到一定数值后,它们在竖直方向上承载的荷载变化量并不大,所承受的风荷载以及地震作用的水平荷载会呈现一定的规律性,建筑物的结构特性不同,风荷载及地震水平荷载则会随之发生较大变化。

高层住宅建筑剪力墙结构的设计与优化

高层住宅建筑剪力墙结构的设计与优化

于 实践 。
【 关键 词l高层; 结构; 剪力 墙; 开洞; 设计
效果的发挥 。 4 、 注意过长剪力墙的设 计, 在实际的工程项 目中, 有时 由于建 筑功
能 的要求 , 剪力墙 的长度有 可能要 求比较 长 , 该情况在 设计上如 图2 所 随着 城市化 进程 的加快 和建 筑技 术 的提升 , 高层建 筑成 为了当前 示 , 做 法上可以借助于弱连梁对 剪力墙实施分段连接 处理 。 城市 住宅 建 筑 的主 流 , 根据 《 高层 建筑 混 凝土 结 构 技 术规 程 》 ( J GJ 3 - 2 0 1 0 ) 中的规定 , 我 国将 1 0 层及 1 O 层以上的 民用建筑 , 或是 房屋高度 超过 了2 8 m的 混凝 土结 构民用 建筑物 定 义为高层建筑 。 本文 研究 的就 是高层住宅建筑 剪力墙结构 的设计与优化 策略。 5 、 注重剪力墙洞 口 布 置的设计, 从 工程 实践经验 来看, 剪力墙的开 — ’洞方 式对剪力墙的力学性 能构成了重 大 的影响 。 从 剪力墙 的物 理力学性能 要求 来看 , 剪力墙 的门窗洞 口开洞方 式 的设计原 则上要确保 其上下对齐 ,
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剪力墙的划分及其结构形式 1 , 根据 高层 建筑 剪力墙开 洞率及 自身 受力特 性受开洞的影 响实施 划分 单片剪 力墙 根据高 层建筑 剪力墙 开洞率及 自身受 力特 性受 开洞 的 影响 实施划分, 可 以分 为如下几种类 型如 表1 所 示。


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高层住宅建筑剪力墙结构的设计与优化
付任刚 广西大学设计研究院 广西南宁 5 3 0 0 2 2

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或是减 少部 分墙肢 , 这样的刚性 要求 目 的在于确 保剪力墙 结 【 摘要 】 城市化进程的加快, 城市人 口 急剧增加, 刚性需求和用地 矛 强度等级 , 盾日 益突出, 高 层建 筑如雨后春笋、 拔地 而起 , 混凝土剪力墙结构是高层住 构侧向刚度逐渐沿着高度的方 向连续地减 小。 大量实验研 究结果显示 , 宅建筑一个重要的结构形式 , 本文就该结构 的形式及如何 布置为研 究视 如果 剪力墙 在实验 中沿着高 度处于 非连 续的 刚性变 化 , 将会 导致 高层 角, 通过 分析探 索高层建 筑物混凝土剪力 墙 的设计与优化做 法, 望能有助 建筑 的结 构沿 着高度方 向刚度有可能 出现突 变现象 , 不利 于结 构抗 震

高层住宅短肢剪力墙结构质量控制

高层住宅短肢剪力墙结构质量控制

高层住宅短肢剪力墙结构的质量控制摘要:随着人们生活水平的提高,出现了越来越多的高层住宅,这些高层住宅主要采用的是短肢剪力墙结构,这种结构在外观漂亮的同时,也存在着一些质量问题,比如剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。

要想做好短肢剪力墙施工质量控制,确保工程质量,不但要从施工本身加以控制,而且也要加强施工过程中监理的监督作用。

关键词:高层住宅;短肢剪力墙;质量管理高层住宅采用短肢剪力墙结构既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理,短肢剪力墙的受力、变形特征,类似于框剪结构,但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,所以,在高层住宅中得以普遍的应用。

当前高层住宅中的短肢剪力墙框架结构施工中常见的质量通病有墙纵向钢筋位移、梁主筋锚固长度不够、混凝土墙柱胀模、混凝土裂缝等等,针对以上问题,要从施工中材料本身和监理的监督等两个方面来解决。

一、材料等基本的质量控制短肢剪力墙结构的问题多半是由施工工程中对材料安装的不到位造成的,有的建筑的墙身特别厚主要是因为模板就位调整不认真,穿墙螺杆没有全部穿齐、拧紧,模板斜撑加固不到位等造成的;混凝土墙体表面粘结是因模板清理不好,模板剂涂刷不匀、漏刷,以及拆模过早等造成的;漏浆的产生主要是因为模板拼装时缝隙过大,固定措施不牢固;墙体烂根主要是因为模板下口缝堵不严、固定不牢,施工缝处理不好、夹有杂物,浇筑剪力墙混凝土的成型质量很大程度上取决于模板质量。

模板的选材非常重要,最好选用组合钢模板,这种材料的用处比较广泛、安装和拆卸都比较方便、反复周转的次数比较多,并且组合钢模板上有比较完整的阴阳角模,这个可以对剪力墙阴阳角部位漏浆起到很好的预防作用,而且还可以通过加工成整体大模的形式来加快施工的总体进度。

胶合木模板的拼装比较灵活,更为方便,并且随意性较大,可以根据整体的结构规模随意的锯开,拼装,成本比较低,但是胶合木模板的周转次数比较少,重复利用性不如组合钢模板。

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高层住宅剪力墙结构设计控制及调整
摘要:高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构,本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项;汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。

关键词:高层住宅;剪力墙结构;设计指标;调整
随着社会进步,科技发展,人们对住宅的功能要求越来越丰富,建筑设计越来越符合功能和审美的要求;为实现建筑的要求,结构选型主要与其使用功能直接相关,同时拟建场地的地理位置,抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。

为提高土地利用率,建设单位提倡建设高层住宅,以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求;目前高层住宅成为人们的主要居住形式,高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。

1剪力墙结构的特点
剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。

剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件,又有分隔房间的作用。

其布置原则除了应满足建筑使用要求,对结构受力是否合理至关重要,剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用,所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化,而达到节省造价的目的。

2建模时的注意事项
(1)剪力墙:目前结构常用计算软件:中国建筑科学研究院开发的软件PKPM,北京盈建科软件股份有限公司编制的软件YJK,均可进行剪力墙结构的计算。

(2)剪力墙平面布置原则:根据建筑平面图:①外墙可布置为剪力墙,增加建筑平面的抗扭刚度。

②内墙布置时,平面均匀对称布置,竖向连续,避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通,同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙(短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙)。

③剪力墙的截面厚度及构造配筋应根据实际工程剪力墙部位及抗震等级,参见《高层建筑混凝土结构技术规程
(JGJ3-2010)》7.2.1,10.4.6,《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》(以下简称抗规)6.4.1,6.4.3条。

④内墙长度除应满足建筑条件,还要考虑墙下桩最小桩间距的要求,例如:常规设计时,桩直径700mm,桩间距不小于3倍桩径,加上0.5倍的桩径,建议上部剪力墙的长度为2500mm,上部如有结构洞口,宜尽量使洞口避开桩位。

⑤内墙上开设除门洞外的结构洞口保证施工时通过洞口能达到建筑平面的任
何位置。

⑥阳台宜用挑梁做悬挑阳台,如需布置剪力墙,应同建筑专业沟通。

(3)梁的布置:隔墙下方设梁,用于承担上部隔墙的重量及支承楼板。

梁宽一般为200mm,若建筑要求隔墙厚100mm,且隔墙上部不能设置200mm宽的梁时,需要在楼板该隔墙的位置上增加板上线荷载,并适当增加板厚,楼板配筋计算时需满需承载力挠度及裂缝的要
求。

板面钢筋直径取值建议不小于8mm,施工时应防止踩踏板顶,梁与剪力墙面外相交,计算时该梁端点铰接,减小梁端弯矩对剪力墙的面外弯矩,保证剪力墙的轴向受力。

3设计指标及相应调整方法
结构设计中,剪力墙结构的布局是否合理,计算结果是否满足规范要求,需要进行结构建模分析计算,来分析结构整体的剪力墙布局是否满足规范限值,下面列出七种结构整体指标及对应的调整办法:(1)位移角:楼层层间最大水平位移与层高之比,高层剪力墙设计时,层间位移角作为一个重要指标,其影响因素主要为建筑高度,建筑平面长宽比越大,端部位移角越大,调整布置剪力墙时,结合建筑墙体的位置,加强外围剪力墙布置,平面布置均匀对称,平面布置时刚心和质心尽量重合来减少扭转;根据《抗规》6.2.13.2条文解释,算地震内力时,剪力墙连梁刚度可折减,计算位移时,连梁刚度可不折减。

层间弹性位移角限值不满足要求,但相差不大时,可增加混凝土的标号,设计时尽量通过调整墙体布置,来增加建筑的刚度。

剪力墙结构弹性层间位移角限值不大于1/1000。

(2)位移比:偶然偏心的规定水平力作用下,水平位移或层间位移最大值与平均值的比值。

来判断平面是否扭转不规则,当位移比大于1.2时判断为扭转不规则,但不应大于1.5。

扭转不规则模型计算时,考虑双向地震。

调整方法同位移角中的调整要求。

(3)周期比:Tt/T1≤0.9(0.85)其中Tt:扭转为主的第一自振周期、T1:平动为主的第一自振周期,A级高度限值为0.9,B级
高度限值为0.85。

当周期比不满足时,应增加外围墙体的刚度,在满足层间位移角和位移比要求的情况下,增加洞口宽度,减小连梁高度,减小剪力墙长度,等降低整个平面的平均刚度,这些措施可使周期比满足规范要求。

(4)受剪承载力之比:根据《抗规》3.4.3,3.4.4条判断是否为薄弱层,当抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%就为薄弱层,但抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%;结构设计时避免出现薄弱层,当出现薄弱层时,首先应尽量增加薄弱层墙体的墙长及墙厚,设计时确无避免时,地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。

(5)有效质量系数:高规规定,计算振型数应使各振型参与质量系数大于等于0.9,当该系数小于0.9时,模型计算时增多振型个数。

(6)剪重比:《抗规》规定任一楼层的水平地震作用标准值的楼层剪力VEKi>λ∑nj=iGj,∑nj=iGj为该楼层及以各层重力荷载代表值之和,其中λ为地震剪力系数,不应小于《抗规》表5.2.5表内系数,当改层为薄弱层时,不应小于1.15倍表内系数。

(7)刚重比:判断高层结构的整体稳定,应满足《高规》公式5.4.4-1:EJd/H2G≥1.4,当刚重比不满足要求时,需要增大竖向构件的抗侧刚度。

当EJd/H2G≥2.7时,可不考虑重力二阶效应引起的不利影响。

小于2.7时应计算重力二阶效应,计算参数的选取在设计信息中,勾选二阶效应计算方法选项。

4工程实例
某高层住宅,地上33层,层高3.0m,地下2层,地下室层高由上至下分别3.2m,3.0m。

建筑平面长44.6m,宽度15m,结构主体高度99.2m,地震烈度为Ⅷ度,地震加速度为0.2g,地震分组为第二组,剪力墙抗震等级为一级。

因本工程建筑高度较高,且建筑户型为大户型,每个房间面积较大,分隔房间的横墙较少,软件建模时,按本文2项中墙体和梁的布置原则进行布置,输入荷载,计算参数等进行结构计算;该工程模型反复调整试算后,结果如下:
(1)层间位移角:因Y向墙量较少,增强连梁,增加混凝土标号C40至地上22层;最终调整至X向纵墙方向,Y向横墙方向最大层间位移角分别1/1350,1/1001小于规范限值1/1000。

(2)位移比:规定水平力作用下偶然偏心情况下X+方向最大为1.05,X-方向最大为1.01,Y+方向最大为1.17,Y-方向最大为1.17,位移比均小于1.2满足规范要求。

(3)周期比:本工程Tt=1.401,T1=2.045,
Tt/T1=1.401/2.045=0.685≤0.9,满足规范要求。

(4)受剪承载力之比:计算结果总信息中,X,Y方向最小楼层剪力承载力之比分别为0.83,0.84,均大于0.8,不属于薄弱层,无需进行剪力调整。

(5)有效质量系数:计算参数中振型数取15个振型,计算结果,X,Y方向的有效质量系数为分别为95.24%,93.29%。

两个方向均大于0.9,满足规范要求。

(6)剪重比:X,Y向水平地震剪重比分别为4.26%,4.48%,均大于3.20%,满足规范要求。

(7)刚重比:X向刚重比EJd/H2G=8.15,Y向刚重比EJd/H2G=6.35。

两个方向的刚重比均大于1.4,能满足高规的稳定验算要求;且大于2.7,可以不考虑重力二阶效应。

上述内容为整体设计指标计算,要完成结构模型阶段的设计分析,还需要对每个结构构件的计算结果进行复核,是否满足相应规范,核对计算文件中的超限信息,进行单个构件的调整修改。

5结语
剪力墙结构在高层住宅中广泛应用,实际工作中该类设计任务较多,且设计时间较紧张,设计计算作为结构设计工作的主要耗时内容,为提高工作效率,本文总结了以往的工作经验,给出实际剪力墙结构工程设计时剪力墙,梁布置的注意事项,及各个设计指标的规范限值及调整方法,对提高结构建模分析计算的效率有一定作用。

参考文献
[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010).
[2]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010).
[3]崔东方.剪力墙结构在房屋建筑结构设计中的应用[J].山西
建筑,2017,43(13):38-39.。

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