高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究探析

《高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究探析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究探析　　摘要:剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性，又可以使室內(nèi)空間合理墻面平整，所以高層建筑結(jié)構(gòu)中便越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu)。本文探討了高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞:高層；建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)；設(shè)計中圖分類號：TU318文獻標(biāo)識碼：A文章編號：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度相對很大，且用鋼量相對少，結(jié)構(gòu)的整體性能較為穩(wěn)定。因此，被采用的范圍很廣，剪力墻是一種用來抵抗側(cè)向力的比較好的單元，它可以是完全由剪力墻來抵抗側(cè)力的一種剪力墻結(jié)構(gòu)，也可以是和框架共同組成的框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)。剪力墻具有比較大的剛度，在結(jié)構(gòu)中通常承受大部分

2、的水平力，成為一種比較有效的抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，在地震區(qū)的高層建筑中設(shè)置剪力墻或者核心筒可以很好的改善建筑的抗震性能。一、高層建筑剪力墻的特點以及分類剪力墻根據(jù)是不是開洞以及開洞的大小可以分為以下幾個類型。1、實體墻7所謂實體墻就是指沒有開洞或者開洞的面積小于整個墻體面積的15%。其受力的特點是就像一個懸臂墻。它的彎矩圖既沒有突變，也沒有反彎點，整個墻體的變形是以彎曲型為主。2、整體的小開口剪力墻這主要是指開孔的面積雖然大于整個墻體面積的15%，但是仍然屬于小面積開孔的墻體，其受力的特點就是彎矩圖在連接梁的地方發(fā)生突變，在高度上沒有反彎點，或者是僅僅在個別的樓層才有

3、反彎點。3、雙脂肢或者多肢剪力墻所謂的雙肢或者多肢剪力墻主要是說開洞比較大的或者洞口成列布置的墻體。它的受力特點是和整體的小開口的剪力墻相類似的。4、壁式框架壁式框架是指洞口的尺寸相對比較大，而連接梁線的剛度和墻肢線的剛度比較接近的墻體。其受力特點是彎矩圖在樓層的地方放生突變，而且在大多數(shù)的樓層中都會出現(xiàn)反彎點。二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則1、要嚴(yán)格遵守肢長和厚度的比值，進行構(gòu)件設(shè)計。由于剪力墻的高度和寬度尺寸都有著很大的不同，因此，要據(jù)幾何特征和受力形態(tài)來計算肢長和厚度的比值，據(jù)結(jié)果實施按柱設(shè)計或者是按雙向受壓構(gòu)件設(shè)計。72、既要滿足剛度要求又要具有很強的變

4、形性能和延性。剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻體會承受多方面的力度，既有水平剪力和彎矩，還承擔(dān)豎向壓力；在軸力、彎矩、剪力的復(fù)合狀態(tài)下工作，因此，設(shè)計時候一般都是設(shè)計為延性彎曲型。既可以增加抗震性能，又可以防治脆性剪切造成破壞。3、剪力墻在設(shè)計時候要盡量避免平面外搭接，實在避免不了時應(yīng)按規(guī)范采取相應(yīng)措施，以保證剪力墻平面外安全。4、墻的設(shè)計計算是考慮水平和豎向作用下進行結(jié)構(gòu)整體分析，求得內(nèi)力后按偏壓或偏拉進行正截面承載力和斜截面受剪承載力驗算。當(dāng)受較大集中荷載作用時再增加對局部受壓承載力驗算。三、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計1、剪力墻的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)置7多高層的那些建筑是要有很好

5、的空間的工作能力的，剪力墻的布置是需要雙向的，從而組成空間的結(jié)構(gòu)，尤其是抗震的防御區(qū)，更要免除單向的剪力墻布置的結(jié)構(gòu)，最好是保證兩個方向的剛度接近，剪力墻平面上分布要力求均勻，使其剛度中心和建筑物中心盡量接近。以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。必要時通過改變墻肢長度和連梁高度調(diào)整剛心位置。剪力墻抗側(cè)剛度大，結(jié)構(gòu)自振周期短，所受水平地震作用較大，對結(jié)構(gòu)不利，可充分利用剪力墻的抗側(cè)剛度及承載力均較大的能力，盡量減薄縱橫墻體的厚度，或采用“主次結(jié)構(gòu)”加大墻體的間距，減少墻體數(shù)量，以降低結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，減輕結(jié)構(gòu)重量，減少墻體的水平地震剪力和彎矩。剪力墻的特點是平面內(nèi)剛度及承載力大，而

6、平面外剛度及承載力都相對很小。當(dāng)剪力墻與平面外方向的梁連接時，會造成墻肢平面外彎矩。當(dāng)梁高大于2倍墻厚時，梁端彎矩可能會影響平面外的安全，所以要使用適當(dāng)?shù)霓k法，以確保安全，如果樓面的截面小，可以把結(jié)構(gòu)設(shè)計成鉸接或半剛接，這樣可以適當(dāng)?shù)臏p少墻肢平面外變矩。2、剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度按抗震規(guī)范6.4.1條要求剪力墻底部加強部位墻厚一、二級抗震等級時不宜5~4.2m時，則墻厚需要320~350mm，顯然不合理。故像這樣的特殊情況的高層建筑應(yīng)該通過采用概念設(shè)計分析，控制墻肢軸壓比，進行墻體截面條件、強度和穩(wěn)定性驗算并在構(gòu)造上適當(dāng)加強暗柱或配筋，確保整體的連結(jié)從而減小墻的厚度

7、。3、底部加強部位的設(shè)計在剪力墻設(shè)計時，一般高層剪力墻結(jié)構(gòu)，底部加強部位的高度可取嵌固部位以上墻肢總高度的1/8和底部兩層高度二者的較大值;底部帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，其剪力墻底部加強部位的高度可取框支層加上框支層以上2層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值。當(dāng)將地下室頂板視作嵌固部位，在地震作用下的屈服部位將發(fā)生在地上樓層，同時將影響到地下1層，此時地下71層的抗震等級不能降低，加強部位的范圍應(yīng)向下延伸到地下1層，并應(yīng)按規(guī)范要求在地下1層設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。4、連梁的設(shè)計布置連梁的跨高以及截面的尺寸會受到各種條件的影響和限制，因此，在剪力墻的連梁設(shè)計中，會因

8、為設(shè)計的不合理，容易出現(xiàn)連梁承載力或者