關(guān)于高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

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1、關(guān)于高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計研究　　摘要：文章首先闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上結(jié)合筆者工作經(jīng)歷對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計做出詳細分析。關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)形式；優(yōu)化設(shè)計中圖分類號：TU318文獻標(biāo)識碼：A1.剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點1.1優(yōu)點結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，沒有露梁和露柱現(xiàn)象，可以使室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)更加簡潔，外形美觀，便于室內(nèi)的裝飾。1.2缺點（1）剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度增加，從而引起的

2、地震反應(yīng)較大，這樣就會增加基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)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(yīng)也較大，從而造成浪費；（3）剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體多數(shù)是構(gòu)造配筋，配筋率都較低，結(jié)構(gòu)延性變得比較差；6（4）剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)震害一般比較輕。然而結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)件為構(gòu)造配筋、結(jié)構(gòu)頂點位移滿足要求的“安全”假象；另一方面是控制結(jié)構(gòu)的

3、水平位移。要使結(jié)構(gòu)滿足《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》jgj3-91中有關(guān)結(jié)構(gòu)水平位移的極限值。所以要想檢查位移、內(nèi)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(nèi)。要將剪力墻結(jié)構(gòu)的底部剪力系數(shù)控制在規(guī)范要求的范圍之內(nèi)。在高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一方面要充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)具有足夠的抗側(cè)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(jié)構(gòu)形式，并且通過控制底部剪力系數(shù)和結(jié)構(gòu)水平位移來滿足設(shè)計的要求。2.選擇剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，各墻肢計算出來的軸壓比值都比較小，墻體配筋為構(gòu)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(jié)構(gòu)，就可以解決上面所述的問題。6短肢剪力墻結(jié)構(gòu)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(cè)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(fēng)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(dāng)某片剪力墻的長度超過8m的時候，可以在中間開一個結(jié)構(gòu)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(dāng)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(dān)的是結(jié)構(gòu)的豎向荷載，由連梁連接將各墻肢進行連接，使得整個結(jié)構(gòu)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(shè)一定數(shù)量的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的自重，并且使偏大的結(jié)

6、構(gòu)剛度降低了，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)以及工程費用都因此而減小，而且使結(jié)構(gòu)的抗震性能提高了，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)自重，使得上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面減小，配筋和基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)的剛度，從而也減少了由水平面力引起的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，很大程度的降低了上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的工程費用。（2）對于框支剪力墻結(jié)構(gòu)，其上部剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系即是底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)

7、。由于這種結(jié)構(gòu)的上層剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生變形集中和應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(nèi)，并且使結(jié)構(gòu)的