探討高層民用建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

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1、2013年3月■艴目蔫商規(guī)劃與設(shè)計(jì)【文章編號(hào)】1673—0038(2013)07-0035—02探討高層民用建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解倩(阜陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)研究院阜陽(yáng)市236000)摘要：為了保證高層建筑的經(jīng)濟(jì)性能與結(jié)構(gòu)安全性能，科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求和建設(shè)單位的需要，對(duì)高層結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理的選擇和優(yōu)化。關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；剪力墻布置隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的顯著進(jìn)步和城市化建設(shè)的飛速發(fā)展，尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展及其對(duì)抗震要求的日趨關(guān)注，高層剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用已

2、經(jīng)越來(lái)越廣泛、并且越來(lái)越普及。高層剪力墻和傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)相比較，高層剪力墻結(jié)構(gòu)顯得更為通透、寬敞，不僅能夠有效提高使用面積，還能使得建筑的使用功能得到優(yōu)化，同時(shí)也可以給業(yè)主的裝修與自行改造提供一定的靈活性。而從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，高層剪力墻結(jié)構(gòu)鋼筋用量比較少，整體性較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)剛度也比較大，除此之外還可以在賓館和住宅等居住型的高層建筑中，通過(guò)設(shè)計(jì)分隔墻來(lái)將客房與居室分為小間，從而使得部分承重墻與分隔墻能夠在優(yōu)化配置過(guò)程中合二為一，因此相比較而言經(jīng)濟(jì)性也比較高。本文針對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的分析和探討。1高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、分析1．1高層剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)在地震中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞，經(jīng)過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)我國(guó)歷史上的地震記錄分析研究表明，其根本原因就在于高層剪力墻結(jié)構(gòu)的底層剮度與上部剛度之間的差距太過(guò)于懸殊，如果地震作用集中在其底層時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致底層出現(xiàn)極其突出而明顯的彈塑性集中變形。所以對(duì)于高層剪力墻結(jié)構(gòu)而言，底層剛度與上部剛度之比必須要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這是最為關(guān)鍵的一點(diǎn)。此外，因?yàn)椴煌貐^(qū)的抗震設(shè)防烈度也不盡相同，所以在高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于抗震方面也要有區(qū)別對(duì)待，以保證其經(jīng)濟(jì)合理性。1．2高層剪力墻結(jié)構(gòu)的布置(1)布置原則：結(jié)構(gòu)

4、布置力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，剛度和承載力分布變化均勻，并盡量使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心重合，以減少扭轉(zhuǎn)。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)平面不對(duì)稱，造成質(zhì)量和剛度偏心；結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件不對(duì)稱或荷載，質(zhì)量分布不均勻；結(jié)構(gòu)上下層的質(zhì)心]同一鉛垂線上：結(jié)構(gòu)單元過(guò)長(zhǎng)等等一旦地震時(shí)會(huì)造成地面運(yùn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)位移差從而會(huì)引起結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，影響建筑物的安全。(2)剪力墻平面布置宣沿主軸方向布置。矩形、L形、T形等兩個(gè)方向的建筑平面時(shí)剪力墻宜沿著兩個(gè)主軸方向布置；對(duì)“△”形、“Y”形平面宜沿著三個(gè)軸線方向布置剪力墻；對(duì)于環(huán)形平面可沿徑向及環(huán)向布

5、置剪力墻。剪力墻的平面布置各個(gè)方向的側(cè)向剛度相差不宜過(guò)大應(yīng)盡量接近。內(nèi)、外剪力墻應(yīng)盡量拉通、對(duì)直保持連通性。抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置。(3)剪力墻豎向布置宜均勻連續(xù)，避免剛度突變，避免形成薄弱層，結(jié)構(gòu)承載力和剛度宜自下而上逐漸減小。剪力墻盡量落地當(dāng)有底部取消部分墻體時(shí)結(jié)構(gòu)上要調(diào)整落地剪力墻的布置且要滿足高規(guī)中關(guān)于轉(zhuǎn)換層的相關(guān)規(guī)定：中間層以上樓層取消部分墻體時(shí)其取消量不宜多于總墻量的1／4，頂層可適當(dāng)增加但也不宜超過(guò)總墻量的1／3。此外剪力墻洞口大小、位置及數(shù)量對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)影響很大，故門窗洞口宜上F對(duì)齊、成列

6、布置，形成明確的墻肢和連梁，避免墻肢寬度相差懸殊的洞口設(shè)置；抗震設(shè)計(jì)時(shí)一、二、三級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位不宜采用上下洞口不對(duì)齊的錯(cuò)洞墻，全高均不宜采用洞口局部重疊的疊合錯(cuò)洞墻。1．3剪力墻墻肢截面剪力墻的截面應(yīng)符合高規(guī)墻體穩(wěn)定驗(yàn)算的要求。一、二級(jí)剪力墻：底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于200mm，其他部位不應(yīng)小于160ram；一字形獨(dú)立剪力墻底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于220ram，其他部位不應(yīng)小于180ram。三、四級(jí)剪力墻：不應(yīng)小于160mm，一字獨(dú)立剪力墻底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于180mm。剪力墻墻肢截面形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則均勻，盡可能采用“T

7、”、“L”、“I”、“[”形等截面墻體實(shí)際工程中也有用到“Z”、“F”截面墻體，避免一字墻的出現(xiàn)?！謮Φ钠矫嫱夥€(wěn)定性很差，對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震不利。此外當(dāng)墻肢過(guò)長(zhǎng)的時(shí)候(各墻段的高度與墻段長(zhǎng)度之比大于3，墻段長(zhǎng)度大于8m)，結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中這類墻肢承受了很大樓層剪力，而其他小的墻肢承受較少的剪力，一旦地震力施加到建筑物上的時(shí)候這·35-規(guī)劃與設(shè)計(jì)童兩宙蒜瞄2013年3月類墻體吸收的地震力較大容易先遭到破壞，抗震不利。因此較長(zhǎng)的剪力墻宜開(kāi)設(shè)洞口使其分成長(zhǎng)度均勻的若干墻段。需要注意的是開(kāi)結(jié)構(gòu)洞的前提是在結(jié)構(gòu)或墻肢的剛度和承載力都有

8、富余的情況下更有利于結(jié)構(gòu)的受力和抗震的。不能將普通剪力墻開(kāi)洞成為短肢剪力墻，不能不根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況盲目開(kāi)洞。1．4高層剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計(jì)連梁在高層剪力墻結(jié)構(gòu)中是一項(xiàng)關(guān)鍵的耗能構(gòu)件，其剪切破壞將對(duì)結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生十分不利的影響，并且還會(huì)極大地降低結(jié)構(gòu)體系的延性。(1)當(dāng)連梁的跨高比小于5時(shí)其承受的豎向荷載不大，彎矩較小