剪力墙结构设计论文高层建筑结构设计论文.docVIP

剪力墙结构设计在高层建筑结构设计中的要点分析 摘要：剪力墙结构体系是指利用建筑物墙体作为建筑的竖向承重体系，并用它抵抗水平力的结构体系。在受力方面，因为剪力墙的刚度大，容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。本文针对高层住宅结构设计中剪力墙的结构设计进行分析和研究，对其在建筑应用中的具体问题进行分析，以便更好的做好建筑的结构设计，保证建筑的安全和质量。 关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计 前言 高层建筑是城市人口集中、人口众多、用地紧张和商业竞争加剧的必然趋势。在高层建筑工程中，建筑结构设计是整个工程项目工作重点，也是提高建筑结构的实用性、耐久性的关键。剪力墙结构作为目前建筑工程领域中极为常见的一种，在大中型高层建筑结构中应用极为广泛，其在提高建筑结构整体性、耐久性方面发挥着不可替代的作用。 1剪力墙结构的基本定义 剪力墙结构是建筑物结构形式中的一个重要表现，特别是在高层建筑中，剪力墙结构更具有广泛的功能和价值。剪力墙作为建筑结构中的重要组成部分，其可以承担较强的风荷载及地震作用，所以通常也将剪力墙称为抗风墙或抗震墙。目前高层建筑较多，但在高层建筑结构设计时，则不宜将所有墙体都采用剪力墙结构进行设计，对于需要应用较多剪力墙时，则需要布置一定的筒体，这样利用剪力墙和筒体可以对水平力来进行抵抗。抗震设计时，墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。当墙较少时，如墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的15%～40%，则可以按普通剪力墙结构设计下限规范没有规定，用户可以灵活掌握如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。 2高层建筑剪力墙布置 2.1高层建筑剪力墙布置原则 高层建筑剪力墙的布置是沿着主轴方向或者其他某一方向进行双向布置，在同一平面内剪力墙的布置要保持均衡。高层建筑剪力墙的高与宽通常尺寸都比较大，厚度又较薄，在墙体受力方面受到水平剪力、弯矩、竖向压力。高层建筑的剪力墙需要具有抗震、抗风载的能力，所以其结构需要满足非弹性变形和避免脆性剪力断裂，剪力墙的设计类型可以尽量采用延性弯曲型。 2.2剪力墙结构类别 剪力墙结构类别有整体墙和联肢墙。根据不同类型墙体的特点、受力特征、墙体内力分布进行配筋和构造。整体墙包括山墙、鱼骨式结构片墙、小开洞墙；联肢墙是由梁连接的剪力墙。高层建筑的剪力墙结构体系如图1所示。 图 1 高层建筑的剪力墙结构体系 将建筑的墙体作为竖向承重和抗侧力结构体系的被叫做剪力墙结构，在剪力墙上可以进行开洞设计，当洞口越大时，越接近剪力墙的框架。 剪力墙结构的优点与缺点分别是： （1）剪力墙结构优点：剪力墙的承载能力较强，侧向的刚度大、变形小，剪力墙墙面平整适用于单层高度较小的建筑，例如：住宅、宾馆等。 （2）剪力墙结构缺点：剪力墙结构自身重量较大，高层建筑平面布置的局限性有限，难以获得更大的建筑空间。 剪力墙可以分为框支剪力墙结构与框架剪力墙结构，框支剪力墙结构是将剪力墙结构的建筑底层做成框架结构，适用于做成转换层高层建筑。框架剪力墙结构可以将框架与剪力墙一同作为承载体，可接收来自竖向与水平方向的荷载，其中框架主要用来承担来自竖向的荷载，剪力墙主要用来承载来自横向的剪切力。 2.3剪力墙结构设计计算 剪力墙结构设计计算是对剪力墙的正截面承载力和剪力墙斜截面受剪力进行验算。验算时需要对剪力墙的整体结构进行分析，根据剪力墙水平受力与竖向受力求得剪力墙的内力。剪力墙结构计算的原则是： （1）要与施工图一致；（2）剪力墙荷载取值准确；（3）地下室作为指定层数； （4）整体计算参数与内力配筋调整参数应与整体分析程序相对应；（5）地下室人防、楼梯、地下室侧壁、顶板、水池壁板、挡土墙、车道板、雨篷等抗扭构件，异型板、立面小构件等的补充计算，尽可能采用其他结构软件的计算工具计算，无相关工具的采用手算。 2.4剪力墙结构设计规范 高层建筑剪力墙的墙体厚度规定大于160mm，底部加强厚度大于200mm。采用竖向钢筋进行墙体边缘配筋，确定剪力墙的稳定性，横向配筋提高剪力墙的抗震能力。 3剪力墙结构设计相关优化控制 3.1剪力墙定位合理 剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。 3.2剪力墙中大墙肢处理 剪力墙在施工的过程中由于结构本身存在着延伸性要求，因此，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，这对于提高剪力墙结构整体性和工作力度至关重要。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，且极容易呈现出弯曲破坏形式和剪力墙结构体系模式，这样一来，极容易出现脆性破坏现象。因此，在设计工作中，对于墙体长度较长的剪力墙