高层剪力墙结构住宅优化设计研究

《高层剪力墙结构住宅优化设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高层剪力墙结构住宅优化设计研究第1章绪论1.1高层剪力墙结构的定义首先，我们需要对高层建筑有个明确的定义。高层建筑在国内和国外的定义是有区别的。高层建筑，顾名思义，超过相关规定的高度和层数的建筑就是高层建筑。按照美国的相关标准，建筑高度24.6m或者层数7层以上就被视为高层建筑；日本的标准是总高度31m或层数8层及以上。而在英国，标准与美国类似，建筑高度在24.3m以上就视为高层建筑。中国对高层建筑的的定义经历过两个阶段：在改革开放前，人们认为8层以上的建筑就是高层建筑。2005年，《高层建筑混凝土结构技术规程

2、》更新规定：10层及10层以上或房屋高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构[1]。其实在现在，人们一般认为超过10层在100m以下的的为高层，若房屋高度超过了100米，那么，就认为是超高层。剪力墙，严格意义上来说应该叫结构墙或抗震墙，一般由钢筋混凝土组成[4]。在结构设计中，剪力墙主要抵抗建筑自重、建筑使用荷载、地震力和风荷载引起的水平或者竖向力荷载，剪力墙和结构楼板、结构梁组成完整的结构体系，此种结构体系，称之为剪力墙结构。高层剪力墙结构简而言之，就是建筑高度满足相关高度要求，而且以剪力墙结构构件为主

3、承受竖向力和水平力的高层建筑结构。..1.2高层建筑的发展情况根据相关资料，在19世纪晚期，才出现了严格意义上的高层建筑。美国芝加哥保险公司大楼，总高度才11层[6]。随着建筑材料、土木工程技术、结构体系研究的不断突破，高层建筑得到了蓬勃发展。1931年纽约的帝国州大厦，102层，房屋总高度达381米[7]。二战后，高层建筑更是得到了迅猛发展，纽约的世贸双子塔，高411米，芝加哥的西尔斯大厦高443米[9]，它一度在很长时间内都是世界上最高的建筑。中国的高层建筑起步非常晚，直到1934年才在上海建成一座高22层

4、的建筑。解放后比较著名的高层建筑，如50年代在北京建成的民族饭店（13层）[10]、民航大楼（15层）[11]；60年代在广州建成的广州宾馆（27层）[11]；直到改革开放后，随着中国经济的迅猛发展和现代建筑设计及施工技术的跨越式发展，高层建筑迎来了井喷式的发展。1977年，广州建成白云宾馆，高度第一次突破了100m[12]。1998年上海建成金茂大厦，建筑高度421m，再次刷新了中国高度记录。进入二十一世纪，中国经济更上一台阶，高层建筑开始追赶世界记录。2008年，环球金融中心建成，建筑高度492m，当时已是

5、世界第三高楼。现在，上海中心、平安金融中心均在建设期，预计高度会突破600m。进入新世纪后，中国的经济体量越来越大，现已经是世界第二大经济体，除了高层商业办公建筑的发展，高层住宅（10层~30层）的开发数量更是庞大，高层住宅的数量约占全国全部高层建筑数量的80%以上，在这其中，绝大多数为剪力墙结构。所以，对高层住宅剪力墙结构进行仔细分析研究，对更好保证住宅结构安全、减少资源浪费，有极大的意义..第2章剪力墙结构设计重点2.1剪力墙类别及力学性能剪力墙结构体系的主要构件由结构墙和板组成。剪力墙和楼板组成抗侧力和承

6、重体系，来承担水平和竖向荷载。剪力墙结构主要优点为平面内抗侧力刚度大，剪力墙结构体系合理，刚度适中时，具备良好的延性，整体性能较好。地震力主要为水平力，因此抗震性能较好。在实际设计过程中，通常根据建筑师要求在剪力墙上开设洞口，剪力墙上是否开洞和开洞大小,常规下可以分为以下四类：(1)、整面剪力墙:根据相关资料，剪力墙上没有洞口或开洞面积占整堵墙面积不大于15%的墙。受力特点：结构变形以弯曲变形为主，结构上等同于落在基础上的深梁。(2)、小开口剪力墙:开洞面积占整堵墙面积大于15%但小于30%的墙。受力特点：结构

7、变形也是以弯曲变形为主，抗震性能类似于整墙。(3)、联肢剪力墙:洞口面积大于小开口或洞口成列规则布置的墙。受力特点：截面的整体性已被破坏，成为被一系列连梁约束的墙肢，但整体受力特点并未改变。(4)、壁式框架：洞口尺寸远大于联肢,从而导致连梁线刚度与剩余墙肢线刚度接近相等。.2.2基本原则高层住宅结构均采用剪力墙结构，主要利用剪力墙抗侧向刚度大的优点。剪力墙具有较大的刚度，在小震下保持弹性，大震作用下连梁通过耗能吸收大量地震剪力，屈服后通过塑性铰保持协调变形能力，降低结构刚度，减少地震作用。高层住宅结构优化，主要

8、是在保证结构安全前提下尽可能减少结构刚度从而减少地震作用。从结构设计角度来讲，刚度越强，抵抗地震能力更强。但是，无原则地增加剪力墙，虽然使结构刚度增强，但也会导致自重增加，地震作用增加。而且会导致工程费用上升，材料耗费增大，所以在结构刚度和经济性之间掌握好尺度，是好的结构设计关键。在满足建筑师的建筑条件要求的前提下我们可以采用如下方法:(1)结构墙布置平面两个方向均匀,竖向构件尽可能连