高层剪力墙结构设计要点分析

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1、高层剪力墙结构设计要点分析　　摘要：本文主要从笔者自身多年建筑设计工作经验出发，并结合案例，简要概述高层建筑结构设计以及剪力墙结构的一些特点，并在此基础上对设计过程中遇到的问题以及相关注意事项进行详细分析。同时，结合案例分析，找出剪力墙结构布设以及连梁设计过程中存在的难点和问题，并就其提出相关有效的解决措施，意在加强建筑结构设计的安全性以及经济性。关键词：高层建筑结构；剪力墙结构；设计；分析　　随着我国社会经济的发展以及人们生活质量的提高，越来越多农村人口向城市聚集，使得城市人口越来越拥挤，这势必会带来住房紧张等各类问题，然而想要缓解城市人口以及住房压力等问题就只能不断扩大城市

2、建设的同时新建高层建筑，从而扩大城市人口容纳量，加快城市化进程。在高层建筑中，剪力墙结构因为其独有的抗震性能好、抗侧刚度大、侧移较小的优势而被广泛应用于其中，特别是高层剪力墙住宅。然而剪力墙结构设计过程中仍没有一个明确的规定用以判断剪力墙截面尺寸大小及其形状、位置布置等合理与否情况，一般情况下都是根据结构工程师经验来进行设计、判断的。这就使得一些不合理设计问题容易出现，从而导致建筑结构安全性不足或造价增加等。本文主要以佛山裕富花苑住宅小区工程项目中的C座住宅楼为例，并在此基础上探讨其剪力墙结构设计过程中存在的问题。　　1工程概况　　高层建筑结构设计特点分析　　高层建筑结构的设计

3、主要有以下几个方面的特点：首先是，剪力墙结构的设计主要是根据水平荷载而进行的，水平荷载成为了决定性的因素。原因是剪力墙结构因为竖向荷载力引起的弯矩与轴力大小只是与建筑高度的一次方成正比例的关系，而水平荷载引起的倾覆力矩以及在竖构件中出现的轴力大小是与建筑高度的两次方成正比例关系；且对一般建筑而言，竖向荷载的值基本上都是固定不变，而水平荷载主要有风荷载与地震作用等，其数值是可改变的，且随着结构动力特性的改变而改变；其次是，在自重等竖向荷载作用下轴向变形比较大。高层建筑竖向荷载比较大，容易使柱出现较大的轴向变形，从而影响到主梁的弯矩。此外，还会对构件的位移以及剪力造成一定程度的影响

4、，最终影响建筑结构设计的安全性；第三，侧移的控制是建筑结构设计的重要内容。建筑结构的位移与建筑高度呈正比关系，高度越高位移就越大，从而影响到工程建筑的安全性，这就要求，在对建筑结构进行设计时应注意将在水平荷载作用下结构位移量控制在规定限度以内；第四，结构延性是建筑结构设计进行的关键指标。在地震作用下，高层建筑与较低楼房建筑相比，出现的变形量会更大一些。为确保高层建筑结构在通过塑性变形阶段后仍然具备较大的变形能力，以防倒塌现象发生，因此，应采取有效的处理办法，使高层建筑结构具备充足的延性。　　剪力墙结构特点分析　　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

5、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。通过合理设计，能设计成抗震性能很好的延性剪力墙。由于剪力墙承载力大，侧向变形小，且有一定延性，在多次大地震中，剪力墙结构破坏很小，表现出很好的抗震性能。但剪力墙的间距一般较小，平面布置不够灵活，建筑空间受到一定限制，因此一些需要大空间的建筑使用剪力墙结构就受到一定的限制。对于上部为住宅，下面几层为商场的高层建筑，对影响建筑使用空间的剪力墙，可以采用框支梁、框支柱来转换，扩大使用空间。　　2简述剪力墙结构设计的要点　　剪力墙结构的合理布设　　在对剪力墙结构进行合理布设时应注意以下几个要点

6、：剪力墙应沿主轴方向双向均匀布置，宜使两个方向抗侧刚度接近，不宜采取单向的方式进行布设。尽量使得刚度中心与质量中心靠近，减小地震造成结构扭转；在对剪力墙结构进行布设时，墙肢使用不宜选择“一”字形的，带翼缘的T型或L型等最为适宜。以上C座住宅楼在剪力墙结构布置中墙肢就主要以T型和L型的为主，“一”字形墙肢的采用则比较少；为减轻结构自重，加大建筑可用空间，剪力墙不宜布置太密使结构有合适的刚度，以满足规范的侧移限制为好；剪力墙竖向刚度要求匀称，由下到上连续布置，可沿高度改变剪力墙厚度和混凝土强度等级；剪力墙上要布置洞口，应尽量布置成成排成列，能够形成很明确的墙肢和连梁，使得应力分布比

7、较规则，又与计算简图较为吻合，设计结果比较可靠。本次案例C座住宅楼剪力墙布置图如图2所示。　　剪力墙长度和厚度的选择　　剪力墙越细长，延性越好，从而对脆性的剪切破坏能够起到预防的作用，而为了确保剪力墙结构有充足的延性，剪力墙墙肢设计的长度通常情况下为8米以内。如本次C座住宅楼建筑工程设计中，剪力墙墙肢长度大部分设计在米至2米以内，最大的为米。如果剪力墙墙肢长度为8米以上或更大时，长墙可通过开设洞口的方式分为长度均匀且较短的联肢墙，而洞口连梁应采用弱连梁。　　《高层建筑混凝土结构技术规程》为确