文档介绍：高层住宅剪力墙结构设计分析
高层住宅剪力墙结构设计分析
摘要:在实际工程设计中,合理的剪力墙布置以及采用合理的计算模型都至关重要,既要满足建筑的需要,又要保证结构的安全。本文作者结合多年来的工作经验,对高层住宅剪力墙结构设计进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:高层建筑剪力墙结构优化设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A
前言
目前我国城市土地供应紧张与住宅市场需求旺盛的矛盾日渐突出,城市转而向高度要空间的趋势越来越明显,高层剪力墙结构体系在住宅市场也随之大量应用。因而结构设计的合理与否直接影响千家万户的生命财产安全,作为结构设计人员,应严格按照设计原则进行合理的设计,反复验算,使剪力墙结构满足使用的需要并且有优良的抗震性能,并在以上前提下优化设计以达到合理的工程造价。

一、高层建筑剪力墙结构的概念设计
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。在水平地震作用下,高层短肢剪力墙结构主要表现为整体弯曲变形,底部外围的小墙肢承由于竖向荷载较大,破坏严重,特别是一字形小墙肢的破坏最为严重。可增加建筑物周边墙肢长度或连梁高度来消除扭转不规则,从而使结构的抗扭刚度明显增大。为了提高墙肢的承载力和延性,还需加强边缘构件配筋,增大这些部位墙肢纵筋和箍筋的配筋率,严格控制轴压比。
二、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