高层建筑剪力墙结构设计探究

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1、高层建筑剪力墙结构设计探究　　摘要：随着建筑房地产业的发展，高层建筑施工和管理技术不断进步，剪力墙结构凭借其抗震性能好、造价低廉等优势，被广泛应用于高层建筑设计中，下文笔者结合多年工作经验，首先对剪力墙结构进行概述，再分析剪力墙结构设计的基本原则，最后就如何进行高层建筑剪力墙结构设计进行探究，以供参考。关键词：高层建筑；剪力墙结构；结构设计中图分类号：TU97文献标识码：A1.剪力墙结构概述1.1剪力墙的概念和结构效能建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。剪

2、力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造较高的建筑物。7剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。1.2普通剪力墙结构的结构布置1.2.1平面布置剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受，所以剪力

3、墙应沿平面主要轴线方向布置。（1）矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；（2）三角形及Y形平面可沿三个方向布置（3）正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。单片剪力墙的长度不宜过大：（1）长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济；（2）剪力墙以处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，故剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长时，将形成低宽剪力墙，就会由受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时，应用楼板或小连梁分成若干个墙段，每个墙段的高宽比应不小于2。1.2.2每个墙段可以是单片墙，小开口墙或联肢墙7每个墙肢的宽度不

4、宜大于8.0m，以保证墙肢是由受弯承载力控制，和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时，墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用，每个墙段作为一片独立剪力墙计算。2.剪力墙结构设计的基本原则2.1调整楼层最小剪力系数方面的原则设计中剪力墙结构的布置要尽量减小，大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案，侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小，但不能超出规范的极限范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4，这样既可以减轻结构自重，同时降低了地震带来的危害又可以节约用费。2.2调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则规范规定的最大的楼层间的

5、位移在计算的时候，如果楼层地区地震比较频繁，所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形，应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。高层建筑重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。结构的剪切变形由竖向构建的数量决定着，在建设施工中，有足够多数量的构件还是远远不够的，更要考虑构建的布局是否合理，如果不合理，就会产生过大的扭转变形，楼层间的位移就达不到要求。因此，对于高层建筑而言，不能只是以楼层间的位移来确定竖向构件的刚度，而应该尽量减小扭转变形。2.3调整剪力墙结构连续超限方面的原则7剪力墙结构的连续跨高比太小会导致弯矩出现及剪力过大，超过规范限度，跨高比一般大于或等

6、于2.5。规范规定，在跨高比小于5的时候，连续梁不能够拆减。跨高比的正确选择，可以很好地避免弯矩及剪力过量，可保持在规定范围内。在结构设计时，如果可以有效合理的用上这些，可以大大降低工程成本。剪力墙结构不只应该符合相关规定，在设计时要考虑多方面的因素，建筑物的平面、立面应尽量均匀，剪力墙结构应尽量远离房屋中心，以保证房屋整体的抗扭。3.高层建筑剪力墙结构设计与优化3.1符合建筑的高度要求随着楼层数量和高度的不断增加，会增加剪力墙结构的震害，因此需要对剪力墙结构的建筑物的高度有明确的限值，这就需要在进行剪力墙结构设计时，按照一定的规范对建筑的高度进行确定。建筑的高度是指从室外地面到檐

7、口或者是层面板板面的高度，就半地下室结构的建筑而言，计算高度需要从室内地面算起，而对于全地下室建筑进行高度计算时，需要从室外地面算起。3.2设计过滤层7在剪力墙结构设计中，可能会遇到过滤层或者是转换层，这对剪力墙体的抗倾覆力矩和抗剪切力都有很高的要求，同时由于过滤层和转换层受到垂直的负荷的影响，会处于较大的拉剪或者是压剪的应力状态，一旦来自横向的负荷过重，就会对过滤层和转换层的剪力墙体造成很大的冲击，导致其抗裂性能大大的降低。在日常的剪力墙设计研究中，受到横向和竖向两