浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计分析

合集下载

剪力墙结构设计及优化浅析

剪力墙结构设计及优化浅析

剪力墙结构设计及优化浅析剪力墙是一种常用的结构形式,在工程实践中被广泛应用。

剪力墙结构通过设置垂直于墙面方向的墙体来承担水平荷载,起到抗震、抗风和抗剪的作用。

本文将从剪力墙结构的设计和优化两个方面进行浅析。

1. 剪力墙的设计剪力墙结构的设计过程主要包括以下几个步骤:1)确定结构体系:根据建筑的功能和使用要求,确定剪力墙结构所属的结构体系,如剪力墙框架体系、核心筒体系等。

2)确定墙的位置和数量:根据结构体系的选取和建筑布局,确定剪力墙的位置和数量,通常剪力墙应尽量布置在建筑的正交方向上,并考虑墙体的竖向分布。

3)计算剪力墙的尺寸:根据设计荷载和抗震性能要求,计算剪力墙的拉压应力、抗剪强度和变形等参数,进而确定墙的尺寸和配筋方式。

4)施工细节设计:根据结构设计的要求,对剪力墙的连接、墙柱交界处等施工细节进行设计,确保结构的稳定性和安全性。

2. 剪力墙的优化剪力墙结构的优化是指在满足设计要求的前提下,通过调整墙体尺寸和布置方式,使结构达到更优的经济性、安全性和施工性。

剪力墙的优化主要从以下几个方面进行:1)墙体布置的优化:通过对墙体的位置和数量进行优化,减少墙体对建筑内部空间的影响,提高使用效率。

可以通过调整墙体的位置和增加剪力墙的数量,合理分配剪力墙的承载荷载,减小结构的变形和应力集中。

2)墙体尺寸的优化:通过对墙体的尺寸进行优化,减小结构的自重和材料消耗,提高结构的经济性。

可以通过调整墙体的厚度和高度,合理配置墙体的配筋,减小结构的成本和施工难度。

3)墙体材料的优化:通过选用合适的材料,提高结构的抗震性能和耐久性。

可以选用高强度混凝土和高性能钢筋,增加剪力墙的承载能力和抗侧向位移能力,提高结构的安全性。

4)施工工艺的优化:通过改进施工工艺,提高结构的施工效率和质量。

可以采用预制墙板和预制楼盖板等先进工艺,减少现场施工时间和人工成本,提高结构的整体性能。

剪力墙结构的设计和优化是一个综合考虑结构稳定性、经济性和施工性的过程。

浅谈高层住宅剪力墙结构优化设计

浅谈高层住宅剪力墙结构优化设计

浅谈高层住宅剪力墙结构优化设计摘要:随着高层建筑的日益增多,剪力墙结构也成为了高层住宅的一种普遍结构形式。

本文以某花园7号楼为例,浅谈高层剪力墙结构设计中的常遇问题,及其解决方法及措施。

关键词:高层建筑;剪力墙结构;结构设计近年来,高层住宅大量涌现,如何在设计过程中使结构安全合理、经济显得尤为重要。

但是目前的高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先设定好构件尺寸,再通过电算,在电算过程中仅对个别超限构件进行调整,便最终形成设计结果。

至于整体结构方案是否完善,构件尺寸是否合理,则没有详细考虑,很多时候会产生不必要的浪费,甚至会有很大的安全隐患。

现以某花园7号楼为例,就高层剪力墙结构设计中的常遇问题,分析并提出解决的方法及措施。

一、工程概况某花园7号楼位于广东省。

地下一层为设备用房,地上部分为25层住宅。

主体结构为剪力墙结构,无转换,抗震设防烈度为六度,基本风压为0.40KN/m2(按100年一遇的基本风压),体型系数取1.4。

建筑总高度78m,剪力墙抗震等级为四级。

场地类别为II类,地面粗糙度为C类。

上图为某花园7号楼标准层平面图二、概念设计实际工程设计中,很多设计人员对剪力墙布置往往有一定的随意性,电算通过后就不加调整地去做施工图,如此结构设计很难做到安全合理、经济。

高层剪力墙结构设计非常强调概念设计,概念设计的目标是使整体结构发挥耗散地震的作用,同时避免因为出现敏感的薄弱部位而导致整体结构过早地破坏。

因此剪力墙的布置应以此为原则,方可使结构在整体上安全合理、经济。

目前很多设计剪力墙布置过多或过长,造成结构体系刚度过大,引起地震力加大,并且加大后的地震力有时集中于某些薄弱部位,造成安全隐患。

而某些设计剪力墙布置又过少,结构体系中梁系互相搭接,以至传力途径不明确,同样造成安全隐患。

三、总体指标控制1、位移比根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 (下面称《高规》)的4.3.5条规定:结构平面布置应减少扭转的影响。

高层建筑剪力墙结构优化设计分析

高层建筑剪力墙结构优化设计分析

浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计分析摘要:本文主要分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性,并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则,并对剪力墙结构的设计和计算分析中应注意的问题进行了探讨。

高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物,是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。

它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。

关键字:高层建筑剪力墙结构中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:一、引言随着经济和社会发展的需求,以及城市人口密度的持续增长,高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势,也是城市现代化的象征。

为了满足高层建筑的抗震性和经济性,对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。

对同一建筑而言,不同的结构墙体布置,其经济指标差异很大,主要是混凝土用量和含钢量的差距很大。

二、高层建筑剪力墙结构的概念设计一幢高层建筑犹如一根竖直放置于嵌固于地基的开孔、带横肋的巨型空间构架式的“悬臂梁”。

它不仅要承受“梁”内所有重力荷载的作用并保持稳定,而且要承受风荷载、地震等水平荷载的作用并保持一定的刚度,避免过大的水平位移和振动,保证“梁”内各种建筑装饰、填充墙等不受损坏,以提供“梁”内工作生活的人们有一个舒适的环境。

高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载,还要抵抗地震作用,在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,通常可以忽略;而在高层建筑中,水平荷载和地震作用将成为控制因素。

随着建筑高度增加,位移增加最快,弯矩次之。

因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力,而且需要较大的抗侧刚度,以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。

剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。

剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。

其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置。

缺点是不能提供大空间房屋,结构延性较差。

当地下室或下部一层、几层,需要大空间时(如商场、停车库等)即形成部分框支剪力墙结构。

探究高层住宅剪力墙结构优化设计

探究高层住宅剪力墙结构优化设计

探究高层住宅剪力墙结构优化设计近年来,随着城市化的加速,高层住宅的建设越来越普遍。

而在高层建筑中,剪力墙是一种常用的结构形式,能够起到支撑和抗震作用。

因为其重要性,剪力墙的结构设计一直是建筑工程的研究热点。

本文将探究高层住宅剪力墙结构优化设计问题。

一、剪力墙结构概述剪力墙是由砖、混凝土或钢筋混凝土构成的墙体结构,其经过布置和设计后能够在横向方向上具备抵抗水平荷载的能力,使建筑物具有良好的稳定性和抗震能力。

剪力墙结构具有简单、高效、可靠、造价低廉等优点,因此在高层住宅和商业建筑中得到广泛应用。

二、剪力墙结构的优化设计问题剪力墙是一种能够对地震力产生反作用的结构,当地震发生时,剪力墙可以消耗部分地震能量,起到破坏控制作用,从而保护建筑物和居民的安全。

为此,在剪力墙的优化设计中,需要考虑以下几个方面:1. 剪力墙的位置和数量剪力墙的设计数量和位置是影响建筑物抗震性能的重要因素。

传统的剪力墙设计方法是根据静力参数进行计算,然而随着抗震理论研究的不断深入,现代设计方法逐渐从静力方法向动力方法转变,通过地震反应谱、扰动分析等方法进行分析,确定合理的剪力墙数量和位置。

2. 剪力墙的形状和轮廓剪力墙的形状和轮廓对其受力性能影响较大。

在设计中,应尽可能采用等截面或进退式剪力墙,避免采用缺口剪力墙等非等截面形式,以提高剪力墙的受力性能。

3. 剪力墙的刚度剪力墙的刚度直接影响其抵抗地震力的能力。

为了保证建筑物的安全性,剪力墙的抗侧刚度应满足设计要求,结构体系的刚度应适当提高。

4. 剪力墙的连接方式和形式剪力墙在遇到地震时需要与建筑物的其他结构部分协同工作。

因此,在剪力墙的设计中,需要考虑其连接方式和形式。

采用合理的连接方式能够保证各结构部分的协同作用,提高剪力墙受力性能。

5. 剪力墙的材料和强度剪力墙在承载水平荷载时需要有足够的强度和刚度。

因此,在剪力墙的优化设计中,需要考虑材料的选用和强度等指标的合理确定。

三、剪力墙结构优化设计案例为了更好地展示剪力墙结构的优化设计,本文将选取一例现代高层住宅剪力墙结构设计案例进行详细分析。

高层剪力墙结构优化与设计实践分析

高层剪力墙结构优化与设计实践分析

高层剪力墙结构优化与设计实践分析发布时间:2023-06-28T07:41:41.182Z 来源:《新型城镇化》2023年12期作者:李相宁[导读] 根据剪力墙开洞口情况,剪力墙可分为整体墙、小开口墙、双肢墙、多肢墙等。

海南省农垦设计院有限公司海南海口 571100摘要:剪力墙结构作为高层建筑中一种重要的结构体系,具有非常良好的整体性、平面内刚度大,抗震性能好等优点,已经成为现代高层住宅类建筑中最主要的结构体系。

但剪力墙结构体系的高层结构容易出现剪力墙偏心布置的问题,同时引起其在水平作用下抗扭性能不足的问题,对剪力墙结构进行优化一直都是结构工程领域的重点关注问题。

基于此,本文重点结合高层住宅项目,对高层建筑剪力墙结构优化措施进行分析。

关键词:高层建筑;剪力墙结构;优化设计1剪力墙受力性能分析1.1剪力墙的分类根据剪力墙开洞口情况,剪力墙可分为整体墙、小开口墙、双肢墙、多肢墙等。

整片剪力墙类似于一根悬臂梁,在水平力作用下,承受弯矩和剪力作用,底部弯矩和剪力最大,破坏形态主要受高宽比控制,随着高宽比增大,一般为斜压破坏、剪切破坏、弯曲破坏、压屈破坏、剪切滑移破坏。

联肢墙在水平力作用下,墙肢承受弯矩和剪力作用,连梁主要作用是传递联肢剪力墙之间的剪力,联肢墙的破坏形态取决于连梁与墙肢的刚度之比。

联肢墙的刚度、强度和延性性能介于整片剪力墙和两片独立剪力墙之间。

1.2剪力墙的受力特点剪力墙的变形特点为弯曲型变形,具有延性,当墙肢长度较长时,为避免剪力墙的脆性及剪切破坏,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙。

联肢墙是剪力墙结构设计中应用最广的墙肢类型,考虑到设计中联肢墙墙肢长度的不确定性,引入剪力墙整体系数的概念。

剪力墙整体系数α是连梁总转角刚度与墙肢总线刚度的比值,是反映剪力墙整体性的重要参数,α值越大剪力墙的整体性越好,受力性能越接近悬臂式剪力墙。

通过对整体系数α=1.0~10.0的联肢墙进行有限元分析,可以得出如下结果:(1)α<4.0时,连梁抗弯承载力较小,耗能效果不理想,在水平力作用下容易使墙肢间失去联系而变成多片悬臂式墙肢独立工作,结构设计不建议采用。

剪力墙结构设计及优化浅析

剪力墙结构设计及优化浅析

剪力墙结构设计及优化浅析
剪力墙是一种承受水平力的结构体系,广泛应用于高层建筑、桥梁、水坝等工程中。

本文将对剪力墙结构的设计及优化进行浅析。

剪力墙结构的设计是一个复杂的过程,需要考虑多个因素,包括结构的强度、刚度、
稳定性、抗震性能等。

设计师需要确定剪力墙的布置和尺寸。

一般情况下,剪力墙应该在
建筑物平面的主力方向上布置,并且要尽量分布均匀,以提高结构的整体刚度。

剪力墙的
高度和宽度也需要根据设计要求进行确定,以保证结构的强度和稳定性。

在剪力墙的设计中,剪力墙的连接方式也是一个重要的考虑因素。

一般情况下,剪力
墙之间需要通过梁、柱等连接起来,以形成一个整体的结构系统。

这样可以提高结构的整
体性能,并且减小剪力墙的厚度和面积,从而减少结构的成本。

当剪力墙的布置和尺寸确定后,设计师还需要对剪力墙的楼板和地基进行设计。

楼板
需要具有足够的刚度和强度,以承受剪力墙传递过来的水平力。

地基的设计则需要考虑剪
力墙的荷载传递、土体的承受能力等因素。

除了基本的设计要求外,剪力墙的优化设计也是一个重要的研究方向。

通过优化设计,可以减小结构的重量和成本,提高结构的抗震性能。

优化设计的方法有很多,可以使用遗
传算法、粒子群算法等进化算法进行求解,也可以使用有限元软件进行模拟分析。

浅谈剪力墙结构高层建筑的优化设计方法

浅谈剪力墙结构高层建筑的优化设计方法

浅谈剪力墙结构高层建筑的优化设计方法建筑业作为支柱产业,在促进地方经济建设中发挥着重要作用。

其中以剪力墙为主的高层建筑结构体系又是这一时代的典型代表。

因此,在结构设计中应充分考虑其经济性与合理性。

文章通过分析剪力墙结构的特点,针对剪力墙结构高层建筑的设计原则与优化设计方以进行探讨。

以期为优化高层建筑结构体系,有效节约工程造价提供理论参考。

标签:剪力墙;高层建筑;优化设计1 剪力墙结构的特点剪力墙是一种能够较好的抵抗水平荷载的墙体结构。

剪力墙由于可以有效的抵抗建筑的水平荷载,所以在建筑总体的墙面结构上就表现出以下几个特点:室内墙面较为平整:结构自重大,吸收地震的能量大;抗侧刚度大,侧移小;一般情况下,剪力墙体的墙肢截面高度与厚度之比非常大,在水平荷载力的作用下,通常抗剪刚度会起到有效的控制作用,因此它的耗能较差。

所以常常将其应用在20层数以上的高层或特高层建筑设计中,当剪力墙的洞口较小的时候,剪力墙整体的性能是比较好的,剪力墙截面弯曲程度的破坏极限承载力可以依据全截面的抗弯计算。

其次,应用剪力墙结构设计,会给室内框架结构呈现出简洁,没有露梁与露柱的现象,建筑外形也会美观许多,更便于室内的装饰和布置。

但也存在着很多的缺点,比如由于建筑剪力墙结构的抗侧刚度很大,就会引起比较大的地震反应,使得建筑上部的结构体和基础建设费用会增高;由于建筑工业混凝土墙体所呈现出的特点,使得高层建筑的重量增加,这也同样会引起较大的地震反应,进而造成资源上的浪费。

2 剪力墙结构高层建筑的设计原则2.1 调整楼层最小剪力系数方面的原则设计中剪力墙结构的布置要尽量减小,大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案,侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。

楼层间的剪力系数尽量小,但不能超出规范的极限范围,短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4,这样既可以减轻结构自重,同时降低了地震带来的危害又可以节约用费。

浅析建筑结构设计中剪力墙结构的优化设计

浅析建筑结构设计中剪力墙结构的优化设计

浅析建筑结构设计中剪力墙结构的优化设计作为建筑设计中比较常见的施工技术,剪力墙具有较好的抗震能力与抗侧刚度,因而在各种建筑,特别是高层建筑当中得以广泛应用。

在实际应用当中,设计人员应当对各种因素进行全方位的综合考虑,并结合剪力墙的优缺点对比分析利与弊,以提高剪力墙的利用率。

本文就剪力墙的优化设计进行了具体分析。

标签:建筑结构;结构设计;剪力墙结构;优化设计近年来,建筑结构设计的水平得到不断的提升,在建筑的结构设计上不仅需要满足销售及居住的质量要求,同时还要求具有较好的经济适用性。

剪力墙结构由于侧移较小,抗侧刚度较大,而且具有较强的抗震性能,所以在现代建筑中得到广泛的应用。

特别是在当前我国的住宅建筑设计中,由于对居室使用功能的要求,所以在设计时需要具有较多的分隔墙,而利用剪力墙后,可以将承重墙和分隔墙合为一体,同时还具有良好的经济性。

一、剪力墙结构的概述剪力墙结构是指能够把建筑物中将存在的框架结构使用钢筋混凝土为材质的墙进行替换,承载建筑物形成的负荷,可以在很大程度上限制建筑结构形成的水平力。

换言之,就是使用钢筋混凝土材质的墙替换建筑物中之前水平以及竖直方向承载重力的墙。

由于剪力墙结构拥有很低的成本,能够在很大程度上减少建筑物使用的建筑成本,剪力墙结构在国内高层建筑中的应用十分广泛。

通常情况下,建筑中使用较多的剪力墙结构,可以将剪力墙结构放在一起应用,用来负载建筑上方传来的重力。

尽管剪力墙结构的国内高层建筑中应用次数较多,但是不能在建筑中全部应用这种结构,会对建筑质量以及使用时间产生不良作用。

设计剪力墙结构抗震时,一定要十分留意剪力墙墙体所能够负担的地震倾覆力矩,要比结构所承载的倾覆力矩的一半大,并且地震倾覆力矩要在第一振型的底端。

假如建筑中使用的剪力墙结构比较少,能够根据情况适量的减少剪力墙结构所承受的倾覆力矩,不过要将减少的倾覆力矩把握在百分之十五到百分之四十这个范畴内。

二、剪力墙结构的基本原则剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙、结构墙,既能够承担水平构件传来的竖向荷载,又能够承担风力或地震作用传来的水平地震作用,可以节约层高,空间利用比较好。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计分析
发表时间:2016-04-06T11:26:58.690Z 来源:《基层建设》2015年28期供稿作者:黄伟志
[导读] 大象建筑设计有限公司随着经济和社会发展的需求,以及城市人口密度的持续增长。

黄伟志
大象建筑设计有限公司 310012
摘要:本文主要分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性,并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则,并对剪力墙结构的设计和计算分析中应注意的问题进行了探讨。

高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物,是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。

它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。

关键词:高层建筑;剪力墙;结构
一、引言
随着经济和社会发展的需求,以及城市人口密度的持续增长,高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势,也是城市现代化的象征。

为了满足高层建筑的抗震性和经济性,对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。

对同一建筑而言,不同的结构墙体布置,其经济指标差异很大,主要是混凝土用量和含钢量的差距很大。

二、高层建筑剪力墙结构的概念设计
一幢高层建筑犹如一根竖直放置于嵌固于地基的开孔、带横肋的巨型空间构架式的“悬臂梁”。

它不仅要承受“梁”内所有重力荷载的作用并保持稳定,而且要承受风荷载、地震等水平荷载的作用并保持一定的刚度,避免过大的水平位移和振动,保证“梁”内各种建筑装饰、填充墙等不受损坏,以提供“梁”内工作生活的人们有一个舒适的环境。

高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载,还要抵抗地震作用,在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,通常可以忽略;而在高层建筑中,水平荷载和地震作用将成为控制因素。

随着建筑高度增加,位移增加最快,弯矩次之。

因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力,而且需要较大的抗侧刚度,以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。

剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。

剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。

其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置。

缺点是不能提供大空间房屋,结构延性较差。

当地下室或下部一层、几层,需要大空间时(如商场、停车库等)即形成部分框支剪力墙结构。

在框架-剪力墙结构和剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须设置转换层。

剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大,横向刚度大,因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。

但是只能以小房间为主的房屋,如住宅、宾馆、单身公寓。

而宾馆中需要大空间的门厅、餐厅、商场等往往设置在另外的建筑单元中。

为了适用任何方向的水平力(或地震作用),因此对于矩形平面,剪力墙在纵横双向均应设置;对于圆形平面,剪力墙应沿径向及环向设置;三角形平面,宜沿三个主轴方向设置剪力墙。

三、剪力墙结构设计和计算的优化
1、剪力墙结构设计方面的优化
(1)在剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置,形成空间结构;抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向布置剪力墙,并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近,以使其具有较好的空间工作性能。

剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大,为充分利用剪力墙的能力,减轻结构重量,增大剪力墙结构的可利用空间,墙不宜布置太密,使其结构具有适宜的侧向刚度。

(2)剪力墙墙肢截面宜简单、规则,剪力墙的竖向刚度应均匀,剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则,又与当前普遍应用的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。

宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置,当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时,墙内配筋应构成“框架”形式。

(3)较长的剪力墙宜开设洞口,将其分成长度较均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱连梁连接,每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2,以避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。

抗震设计时,应尽量避免在洞口与墙边或在两个洞口之间形成墙肢截面高度与厚度之比小于4的小墙肢。

当小墙肢截面的高度小于墙厚的4倍时,应按框架柱设计,箍筋按框架柱加密区要求全高加密。

(4)剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大,而平面外刚度及承载力都相对很小,应控制剪力墙平面外的弯矩,保证剪力墙平面外的稳定性。

当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。

(5)剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响,剪力墙宜自下到上连续布置,避免刚度突变;允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级,或减少部分墙肢,使侧向高度沿高度逐渐减小。

剪力墙沿高度不连续,将造成结构沿高度刚度突变,对结构抗震不利。

(6)在进行剪力墙设计时,应通过结构分析,在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度时,同时考虑不同抗震等级轴压比的影响及稳定性和相关构造要求。

对于普通的住宅建筑在7度和8度地区,墙厚大多数情况下是按稳定和构造要求所控制的。

2、剪力墙结构计算方面的优化
在设计剪力墙结构时,应根据规范要求综合考察结构是否合理,如剪力墙结构的刚度不宜过大,在满足楼层最大层间位移与层高之比满足规范的基础上,以规范规定的楼层最小剪力系数为目标,使计算结果无限接近规范值;控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9;在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍。

剪力墙连梁是否超限;剪力墙的轴压比是否满足规范要求。

(1)楼层最小剪力系数的调整原则。

在满足楼层最小剪力系数的前提下,尽可能减少剪力墙的布置,以大开间剪力墙布置方案为目标,使结构具有适宜的侧向刚度,使楼层最小剪力系数接近(不小于)规范限值。

这样能够减轻结构自重,有效减小地震作用的输入,同时降低工程造价。

(2)楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。

规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时,以楼间弯曲变形为主,计入扭转变形,可不扣除结构整体弯曲变形。

因此,对于高层建筑应尽可能扭转变形最小,但又不能仅根据这些层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度。

在实际工程设计中,有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求,就不断地增加该项的侧向刚度。

此举虽
然可以解决问题,但应该注意此时结构的剪重比:若与规范限制接近则可行;若剪重比已经较大,则不应一味地增加,也要学会减小对应一侧的结构刚度,使其剪重比减小。

地震作用减小,同样可以达到较好的效果。

(3)结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1 之比(周期比)的调整原则。

震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心、抗扭刚度太弱的结构,在震中破坏严重。

在设计时,要保证结构的抗扭刚度不能太弱:首先要限制结构平面的不规则性,避免产生较大的扭转效应,扭转效应的计算应考虑偶然偏心的影响;其次是限制结构的抗扭刚度不能太弱,具体表现在Tt/T1指标上。

在实际工程设计中,应将结构竖向构件尽可能沿周边布置,以提高结构的侧向刚度和抗扭刚度。

若在结构的形心附近加大竖向构件刚度,则只是对侧向刚度的贡献大,对抗扭刚度来说,贡献甚微。

(4)连梁超限的调整原则。

《高规》规定剪力墙长度不宜大于8m,当大于8m时,宜采用弱连梁将其分开同时还规定跨高比不小5的连梁宜按框架梁进行设计;有地震作用组合时,对于高跨比大于2.5及小于2.5两种情况,在截面受剪承载力及配筋方面有不同规定。

为此应将连梁进行塑性调幅,以降低剪力设计值。

塑性调幅可采用两种方法:①在内力计算前将连梁刚度进行折减;②在内力计算之后,将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。

无论采用何种方法,连梁调整后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况的值,也不宜低于比设防烈度低一度的地震组合所得的弯矩设计值,以避免在正常使用条件下或较小的地震作用下连梁出现裂缝。

四、结论
目前,随着高层建筑的逐渐发展和人们对住宅使用功能要求的逐步提高,由于剪力墙结构可以灵活布置,可落地也可带转换层,房间内不会出现露梁露柱的现象,且剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构,因此在设计中根据其受力的特点,充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后,并选择合理的布置形式,正确掌握计算分析方法,它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。

相关文档
最新文档