高层建筑剪力墙结构设计分析
高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析

高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析前言现如今,随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断加快,使得我国建筑工程取得不断发展。
在城市中,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化。
在建筑结构中,框支剪力墙结构是当前应用较为广泛的结构形式。
基于此,下文对其要点进行探析一、框支剪力墙的类型框支剪力墙类型有很多种,下面就其分类进行简析:1)整截面墙。
整截面墙是不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。
其受力特点为整体悬臂墙,弯矩图既不突变也无反弯点。
其变形特点为弯曲型变形。
2)整体小开口墙。
整体小开口墙为开洞面积大于15%但仍较小的墙。
其受力特点为弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。
其变形特点为以弯曲型为主3)双肢墙及多肢墙。
双肢墙及多肢墙为开洞较大、洞口成列布置的墙。
其受力特点为与整体小开口墙相似。
其变形特点为以弯曲型为主。
4)壁式框支。
壁式框支为开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙。
其受力特点为弯矩图在楼层处有突变,在大多数楼层中都出现反弯点。
其变形特点为以剪切型为主。
二、转换层在建筑工程中的应用目前,建筑为了满足多方面的需要,一般具有多种功能,对其综合用途也提出了更高的要求。
从建筑的使用功能来看,通常在中上层设计小开间,而在下层部位设置大开间。
但从结构的布置角度来看,二者的情况却恰好相反,为了使建筑实现相应的功能,在布置方面就必须采用与常规相反的形式。
因此,强度较弱的框架柱往往布置在下层,上层则布置刚度较大的剪力墙。
这样一来,就必须要设置相应的转换机构来对两种不同的结构进行衔接,同时传递两者之间的内力,这就是转换层应发挥的的作用。
在上部剪力墙转换为下部建筑框架的过程中,转换层发挥了重要的作用,它可以为建筑物的底部创造出较大的内部自由空间。
在高层建筑中,转换层的位置决定着建筑的抗震能力,其位置宜低不宜高。
大量的工程实践证明,当转换层位置较高时,容易使框支剪力墙结构上下内力的传递路线发生突变,随之会产生较大的刚度变化。
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析

高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨

幢 高 层 建 筑 犹 如 一 根 竖 直 放 置 于嵌 固 于 地 基 的 开 孔 、
() 剪力墙结 构 中 , 力 墙宜沿 主轴方 向或其他方 向 1在 剪
双 向布 置 , 成 空 间 结 构 ; 震 设 计 的剪 力 墙 结 构 , 避 免 仅 形 抗 应
带 横 肋 的 巨 型 空 间 构 架式 的 “ 臂梁 ” 悬 。它不 仅 要 承 受 “ ” 梁 内 所 有 重 力 荷 载 的 作 用 并 保 持 稳 定 , 且 要 承 受 风 荷 载 、 震 而 地 等 水 平 荷 载 的作 用 并 保 持 一 定 的 刚度 , 免 过 大 的水 平 位 移 避 和振动 . 证“ ” 保 梁 内各 种 建 筑 装 饰 、 充 墙 等不 受 损 坏 , 提 填 以
tn e o e o t z t n d sg rt e sr cu e d sg o c p fh g - s h a a l tu t r n n r d c s ma n a c f h p i a i e i n f t t r e i c n e to i h r e s e rw l sr cu e a d i to u e i — t mi o o h u n i l e sr cu e c a a trs c h a ala d ly u r cp e Me n h l h r b e h ts o l e p i t n y t t tr h r ce t so s e rw n a o t i il . a w i h u i i f l p n e,t e p o lmst a h u d b ad at — e t n t esr cu e d s n.c c lt n a d a a y i e s e r lla ed s u s d i o t t t r e i o h u g l a u a i n n l sso t h a ic s e . o f h wa r
高层建筑剪力墙结构优化设计分析

元进行 分析, 结构标准层剪力 墙平面布置图见 图1 。
结构 的嵌 固部位的要求。
2 . 2最 大 层 间 位 移 角和 层 问位 移 比
1 ) 剪力墙 布置。剪力墙应 多布置在周边外 围, 中部的剪力墙在满足结 构性能的条件下尽量减少 ; 在满足结构竖 向及水 平承重条件 下 , 剪力墙多
建 筑 结构
高层建筑 剪力墙 结构优 化设计分析
摘要: 目前, 在 高层建筑 中剪力墙结构 已经成为 重要 的结构形 式, 本 文结合笔者所做 工程, 根据剪力墙 的具体 特点, 从高层
建筑结构设计时剪力墙布置 、 结构计算等方面展开分析 , 提 出剪力墙结构设计时的注意要点 , 以供设计人员参考。
不连续 、 楼层承载力突变 。《 高规》 中规定剪力墙结构 中 , 楼 层与其相邻上 物采用最多的一种方法 。剪力墙结构高层建筑在进行结构设 计时应重视 层的侧向刚度的 比值不宜小于0 . 9 ; 当本层层高大于相邻上层层高 的1 . 5 倍
时, 该 比值不宜小于 1 . 1 ; 对 结构底 部嵌固层 , 该 比值不宜小 于1 . 5 。本工程
0 . 1 g ,地震 分组为 第三组 , 抗 震设防类别为丙类 , 场地 类别 为I I 类 ,结 构 安全 等级 为 二 级 ,剪 力墙 的抗震等 级为 二 级 ,基本 风压为0 . 4 K N , , 地
2 计算 分 析
本工程采用P K P M中的S A T WE 分析软件 , 1 ~5 层定义为约束 部位 , 考
面粗糙 度类别 为B 类, 其它 使 及到构件 内力和位移计算 ,高层建筑一般选择地下室顶板为上部结构的 用荷载按规范取值 。
高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析

行确定 的 , 在实 际的工程 中 , 有很多构 件还是很 难满足 的 , 同时还 小墙肢 , 如果 在建 筑设 计 中, 出现了独立 的小墙肢 , 就 会加 大建筑
在建 筑设计 中, 要运 用合 并 洞 口来对 建 需要加强对构件 的合 理布 局 , 如果 布局不 合理 , 就 会导 致产 生扭 施工的难度 系数 。因此 , 转 变形 , 那么楼层 问 的位移 就很难 达 到要求 。所 以, 相 对高 层建 筑剪力墙进行合 理 的布置 , 进 而避免 使用 独立墙 肢 , 降低 施 工 的 要保障剪力墙 的整 体刚度 , 在施 工过程 中, 如果 筑来说 , 不能简单 的只是利用 楼层 问 的位 移来进行 竖 向构 件刚度 难度系数 。最后 , 的确认 , 同时还需要 尽可能的减少扭转变形 。
筑 中剪力墙的结构设计要点进行 了详细分析 , 以有效保证建筑 工程的施工质量。 关键词 : 剪 力墙 , 结构设计 , 高层建筑 , 剪 力系数
中图分类号 : T U 9 7 3 文献标识码 :
在对剪力墙 的结 构设 计 中, 不仅 需要 符合 相 关规 定 , 还需 要
底部 承受 的地震倾覆力 比一定要不大于 1 : 4, 这样不但能够将结构 定要 达到建筑本 身的要求 , 找到建 筑 自身的 曲线 , 再对 其进 行 规
自身的重量减小 , 并且还能减少地震所带来的损害 , 可节约成本 。 则性 的布置。在对其进行布置 的时候 , 除 了要考虑 建筑竖 向的承 2 ) 调整楼层 间最大位 移与 层高 之 比方 面的原 则 。在 对规 范 载构件 的布置 , 还要 考 虑建筑 结构 的对 称性 , 进 而避免 建筑 在 受 规定 的最大楼层 问的位移进行计算 时 , 假 如建 筑所处地 区出现地 到水平地震力的时候 , 发生扭转效应 。 震的情况 比较多 , 对楼层 的标准值 在进行计算 时可 以将 结构 的整 对 剪力墙结构进行 合理 布置 , 首先 , 要慎 重 的选择 短 肢 的剪 体弯 曲变形进行保 留 , 在 以弯 曲变 形为主 的建筑 中需 要计入 扭转 力墙结构 , 这样不 仅能 够对 建筑进 行灵 活 的布置 , 还 能够 有效 的
高层建筑剪力墙结构设计分析

高层建筑剪力墙结构设计分析摘要:在高层建筑结构设计中,建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。
因此,在结构设计中剪力墙的平面布置和结构的选取直接关系到了建筑物的安全性,是做好高层建筑结构设计的必要环节。
本文主要对高层建筑结构剪力墙设计进行了探讨。
关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计abstract: in the structural design of high-rise building, the main buildings in the vertical bearing component by wall bear, the wall for horizontal member of both from the vertical load, and undertake wind or from the earthquake action horizontal earthquake effect. therefore, in the structural design of shear wall structure layout and the selection of the safety of the direct relationship between the buildings, is to do a good job in designing high-rise essential. this paper mainly of high-rise building the shear wall structure design is discussed.keywords: high building; shear wall; structure design 中图分类号:tu398+.2文献标识码:a 文章编号:一、高层建筑结构设计特点高层建筑在其结构设计阶段十分重要,需要考虑水平荷载、轴向变形、建筑物的侧移、结构的延性等方面的因素。
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。
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt

4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置(双向或多向) 2.剪力墙竖向布置(连续布置,避免突变) 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件: 开洞规则,墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件: =1~10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 (1)忽略连梁轴向变形,即假定两墙肢水平位移完
全相同 (2)两墙肢各截面的转角和曲率都相等,连梁两端
转角相等,连梁反弯点在梁的中点 (3)墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N-由竖向荷载和水平荷载共同产生 M-由水平荷载产生 V-由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N:按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V:按照墙的等效刚度分配至 各墙
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高层建筑剪力墙结构设计分析
摘要随着我国经济社会的发展,国家城镇化进程在不断加快,这使得人均土地资源不断减少,另外,由于建筑技术的进步,建筑物在高度上不断刷新纪录。
剪力墙在高层建筑的平衡稳定性中的作用越来越突出,本文主要介绍高层建筑剪力墙的特点和分类,分析高层建筑剪力墙的布置原则以供同行参考。
关键词高层建筑;剪力墙;结构设计;分析;原则
前言
剪力墙又叫作“抗风墙”、“结构墙”和“抗震墙”,剪力墙设计的主要作用是为了房屋建筑减少因为抗风荷载和地震的作用而引起的水平荷载和竖向荷载的压力,剪力墙是主要的抗荷载建筑构件,通常承受了所有水平荷载和竖向荷载的压力,剪力墙的刚度强弱直接关乎房屋建筑的安全性。
1 剪力墙的特点和分类
剪力墙拥有强大的侧向荷载抵抗能力,在一些地质复杂地区或者地震区以及高层建筑中使用非常多,剪力墙可以单独构成一个建筑构件,也可以和建筑框架一起构成框架-剪力墙构件,此外根据剪力墙是否开洞以及开洞的大小、开洞数量和开洞位置可以分成四类,下面我们具体介绍这四类剪力墙以及受力特点:
第一种是没有开洞或者是开洞面积小于整体剪力墙面积的15%,这种剪力墙的受力变形主要是弯曲变形,另外受力特点和悬臂墙是一样的,所以弯矩图没有反弯点也没有发生突变。
第二种是开洞面积高于整体剪力墙面积的15%,但是不会超过50%,这种情况属于小面积整体开口剪力墙,受力时弯矩图在连接梁的地方发生突变,只有在房屋建筑正常才会有反弯点。
第三种是开洞口特别大或者是所开的口是分列布置的多肢剪力墙,它的受力特点和第二种是相同的。
第四种是开洞的洞口相对较大时,墙肢线刚度接近梁线刚度的壁式框架,弯矩图在楼层地方易发生突变,且经常出现反弯点[1]。
2 高层建筑剪力墙设计需要关注的要点
2.1 剪力墙的结构优化
剪力墙水平荷载和竖直荷载的压力比较大,另外剪力墙的刚度要求也会比较高,所以在现代高层建筑中使用非常多。
在高层建筑进行剪力墙设计施工时,需
要综合考虑各个墙体的特点和实际施工背景对剪力墙进行优化,剪力墙的优化主要从剪力墙的结构布置、洞口位置和建筑剪力墙的构造措施三方面入手,在设计安全的基础上,也要做到经济成本的控制。
(1)结构布置
为了降低对高层房屋建筑的建筑功能的影响,在建筑结构中进行剪力墙设计,设计剪力墙时要多选择建筑结构的周边外围护墙,当布置各墙肢的时候,设计人员要学会通过调整边缘的构件来满足建筑对抗扭、抗侧刚度的要求。
另外在进行剪力墙布置时也要考虑到小墙垛布置以及连续转折可能对建筑整体结构的影响。
(2)洞口位置
在剪力墙中进行开洞在很多高层建筑设计时都是会经常出现的,因为开洞的大小和位置都会导致剪力墙的墙肢间为非直线应力分布,一旦分布偏离非常大的时候,要在整体墙计算方法基础上进行修正,此外进行墙体抗震设计时,尽量避免剪力墙的墙边和开洞的洞口以及洞口和洞口之间形成墙肢截面高度和厚度比低于4的小墻肢[2]。
(3)建筑剪力墙的构造措施
剪力墙的主要受力特征是平面内的承载力和刚度较大,而平面外的承载力和刚度都很小,所以要对剪力墙的平面外应力作用及扭矩进行控制,具体的来说可以通过以下的方法进行控制:抗震墙的结构要满足墙肢轴压比限值界线值时,要按照规定设置构造边缘构件,一般情况下,剪力墙的墙体配筋基本要求为竖向钢筋放在内侧,水平钢筋放在外侧;宜在剪力墙平面外与框架梁连接处设置暗柱,便于框架梁纵筋、连梁和剪力墙竖向钢筋的锚固,并根据构造要求设置箍筋和纵筋。
2.2 结构方案的选择
(1)20层以内的剪力墙设计结构方案
对于20层以内的建筑进行剪力墙设计时,往往都采用现浇剪力墙结构,这是由于现浇剪力墙结构的墙肢轴压力会小很多,需要构造配筋,导致墙肢承载力无法完全发挥,因此工程费用相对较高,另外因为结构的要求需要,要选择短肢剪力墙结构来进行弥补。
将钢筋混凝土改变为其他合理砌体,减少建筑自身重量,促使地震效应下降,在降低工程费用的同时,又能确保建筑抗震性能[3]。
(2)20层以上的剪力墙设计结构方案
由于短肢剪力墙的结构在高层建筑中无法保持稳定,其整体结构较软,可靠性不佳,无法满足工程需求,因此在建筑层数高于20层时不宜使用。
对于楼层
超过20层的高层建筑,要采用全现浇剪力墙结构。
采用全现浇剪力墙结构时,如果结构刚度过大,可以将窗台位置的钢筋混凝土墙改变为其他砌体,利用细节调整来减少自身重量[4]。
3 高层建筑的剪力墙的抗震设计
高层建筑中,剪力墙是主要的抗震结构,因为剪力墙的水平方向的刚度比较大,因此容易满足小震作用下的结构,尤其是高层结构中的侧向位移的限制。
但是,对于建筑物的刚度的大小,一直都存在较多争议。
对于钢筋混凝土的剪力墙的结构,通过一些地震灾害的事实表明,刚度比较大的结构通常在地震时造成的灾害相对小一些。
但是,结构刚度并不能没有限制的增加,在通常的情况下,建筑物的刚度如果越大,承受地震力的水平也会随着变大,工程费用也随之增加。
因此在设计时就需要掌握好尺度的问题[5]。
4 结束语
综上所述,对于高层建筑剪力墙结构进行设计的时候,结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,力争均匀对称,结构竖向布置则必须做到结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小,变化均匀。
在此前提下,确定结构构件的合理截面尺寸,选择合适的计算软件进行计算分析,这样才能得到可靠、合理计算结果,为剪力墙结构设计打下良好的基础。
我国高层建筑施工企业在剪力墙结构设计方面积累了丰富的经验,但是在实际的剪力墙结构设计中,很多问题仍然存在。
为此,深入研究高层建筑剪力墙结构设计问题,为我国高层建筑施工企业在剪力墙结构设计方面的进一步发展,有着重要的意义。
参考文献
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(05):64-65.
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[5] 张建勋,谷军,张帆.框架剪力墙结构的概念设计要点分析[J].建筑设计管理,2011,28(10):65-67.。