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1、關于高層建筑剪力墻結構設計研究 摘要：文章首先闡述了剪力墻結構的優(yōu)缺點，在此基礎上結合筆者工作經(jīng)歷對高層建筑剪力墻結構設計做出詳細分析。關鍵詞：剪力墻結構；結構形式；優(yōu)化設計中圖分類號：TU318文獻標識碼：A1.剪力墻結構的優(yōu)缺點1.1優(yōu)點結構剛度大、整體性好、用鋼量較省等是剪力墻所具有的優(yōu)點。在住宅性的建筑中，一般居室和客房都是小間，有較多的分隔墻。對于這種形式的建筑采用現(xiàn)澆的剪力墻結構，因為可以將承重墻與隔墻合二為一，更加的經(jīng)濟。而且采用現(xiàn)澆剪力墻結構，沒有露梁和露柱現(xiàn)象，可以使室內較框架結構更加簡潔，外形美觀，便于室內的裝飾。1.2缺點（1）剪力墻結構的抗側剛度增加，從而引起的
2、地震反應較大，這樣就會增加基礎和上部結構的費用；（2）因為有較多的混凝土墻體，增加了建筑物的重量，引起的地震反應也較大，從而造成浪費；（3）剪力墻結構中墻體多數(shù)是構造配筋，配筋率都較低，結構延性變得比較差；6（4）剪力墻結構中墻肢的軸壓比比較低，不能充分發(fā)揮各墻肢的承載能力。通過多次震害表明，對于剛度較大的鋼筋混凝土結構震害一般比較輕。然而結構剛度不可能無限的增大，因為如果建筑物剛度增加就會使工程費用變高。要想控制好高層建筑最佳的結構剛度，就要注意以下兩個方面：一方面是控制地震力。因為如果計算的地震力值偏小，就會出現(xiàn)構件為構造配筋、結構頂點位移滿足要求的“安全”假象；另一方面是控制結構的
3、水平位移。要使結構滿足《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程》jgj3-91中有關結構水平位移的極限值。所以要想檢查位移、內力及配筋情況是有意義的，就要保證底部剪力在合理范圍之內。要將剪力墻結構的底部剪力系數(shù)控制在規(guī)范要求的范圍之內。在高層剪力墻結構設計中，一方面要充分發(fā)揮剪力墻結構具有足夠的抗側能力等優(yōu)點，另一方面要改進它工程費用較高的缺點。因此，根據(jù)建筑物不同的高度，筆者提出了以下幾種改進的現(xiàn)澆剪力墻結構形式，并且通過控制底部剪力系數(shù)和結構水平位移來滿足設計的要求。2.選擇剪力墻結構方案（1）對于樓層比較少的高層住宅可考慮采用短肢剪力墻結構體系:二十層以下的高層住宅一般都是采用傳統(tǒng)的
4、現(xiàn)澆剪力墻結構，各墻肢計算出來的軸壓比值都比較小，墻體配筋為構造配筋，沒能將墻體承載能力充分的發(fā)揮出來，而且工程的費用比較高。如果采用短肢剪力墻結構，就可以解決上面所述的問題。6短肢剪力墻結構的具體做法：利用位于建筑物平面中部的樓梯間、電梯間作為一抵抗水平力的抗剪核心筒，因為這兩處的抗側剛度很大。由多片剪力墻組成的抗剪核心筒可以有效的抵抗大部分由風荷載和地震作用引起的水平力。通常不將這部分剪力墻做成短肢剪力墻，但是當某片剪力墻的長度超過8m的時候，可以在中間開一個結構洞成為雙肢剪力墻。核心區(qū)以外的其它各片剪力墻，根據(jù)它們所處的不同位置，將它們分割成若干個“t”型、“l(fā)“型、“--”型短肢
5、剪力墻。這三種剪力墻的墻肢長度一般為4--6bw(其中bw為剪力墻厚度），要盡量避免長度小于3.5bw的小墻肢出現(xiàn)。當長度小于3.5bw的小墻肢出現(xiàn)時，要對小墻肢加強配筋。這部分短肢剪力墻在建筑物平面上主要承擔的是結構的豎向荷載，由連梁連接將各墻肢進行連接，使得整個結構形成了一個良好的抗震體系。傳統(tǒng)的全剪力墻體系通過開設一定數(shù)量的結構洞便可形成短肢剪力墻體系。如果其他專業(yè)不需要這些洞口，分析其受力性能，就算主體結構封頂后，這些洞口仍屬于大開口剪力墻，能夠很好的保持抗震作用。6采用短肢剪力墻結構的時候，因為將一部分鋼筋混凝土墻合理的置換成磚墻或其它砌體，從而減輕了結構的自重，并且使偏大的結
6、構剛度降低了，結構地震反應以及工程費用都因此而減小，而且使結構的抗震性能提高了，結構的延性增大了。除此之外，還改善了墻體的保溫性能。降低工程費用主要是因為：①一部分鋼筋混凝土墻置換成磚墻或其它砌體，減輕了結構自重，使得上部結構構件斷面減小，配筋和基礎費用也因此下降；②部分鋼筋混凝土墻置換成磚墻或其它砌體，而磚墻比鋼筋混凝土墻造價要低，所以減少了工程的費用；③減少了結構的剛度，從而也減少了由水平面力引起的結構反應，很大程度的降低了上部結構和基礎的工程費用。（2）對于框支剪力墻結構，其上部剪力墻結構可采用短肢剪力墻體系。全落地剪力墻和框架支承的剪力墻共同工作的結構體系即是底部大空間剪力墻結構
7、。由于這種結構的上層剪力墻結構抗側剛度很大，而下層框架--剪力墻剛度相反較小，所以它的抗震性能比較差，結構剛度沿豎向變化比較大，有時甚至達到4-5倍，這也使得在水平力作用下結構容易產(chǎn)生變形集中和應力集中。采用減少上部剪力墻體系的剛度的方法來減少框支剪力墻結構中上下層的剛度比，而不是采用加大下層剛度的方法。因為這樣經(jīng)濟效果非常明顯。改進后短肢墻保留的數(shù)量主要取決于結構剛度的要求，短肢墻的數(shù)量要使底部剪力系數(shù)在合理范圍之內，并且使結構的
