文档介绍：阐述高层住宅剪力墙结构设计
阐述高层住宅剪力墙结构设计
摘要: 高层住宅建筑剪力墙结构优化的设计方案能提高结构的性能、增大使用空间、降低成本的造价、缩短工程施工工期,符合当前节约能源,保护环境的可持续发展观。本文就剪力墙设计中概念重要性、剪力墙结构的效能、墙体设置原则及剪力墙结构设计优化进行阐述。
关键词: 结构设计;剪力墙;设计优化
中图分类号:TU318文献标识码: A
0前言
近年来, 我国城市高层建筑的不断发展, 不同设计类型的大楼拔地而起, 高层建筑的崛起是我国城市化发展的标志。建筑高度的不断增加,使得建筑类型和功能设计越来越复杂, 结构体系越来越多样化,在这些高层住宅中剪力墙结构被广泛的应用起来。因此,如何优化剪力墙结构设计,从而使建筑更加安全,合理和经济成为当前建筑行业备受关注的问题。但是,目前的高层住宅结构设计大多是根据已经确定好的平面和竖向布置,先设定好构件尺寸,再通过计算,在计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。
1 关于高层住宅剪力墙结构设计的概述
高层住宅结构设定意义
高层规定一般十层及十层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其它民用建筑称为高层建筑,由于高层建筑的投入比较大, 施工期也比较长,所以要格外注意建筑的质量和安全问题,确保建筑可以正确使用。高层建筑结构应注重概念设计,重视结构的选型和平面,立面布置的规则性,加强构造措施,择优选用抗震和抗风性能较好且经济合理的结构体系,比如框架结构,框架剪力墙结构, 剪力墙结构,筒体结构等等。而近年来, 剪力墙结构在高层住宅中运用的越来越广泛。

当房屋层数更多或高宽比更大时, 骨架式框架结构的梁, 柱截面将增大到不经济甚至不合理的地步。因为框架结构在水平荷载作用下表现出“抗侧力刚度小,水平位移大”的柔性特点,框架对水平荷载的动力反应特别敏感,故风荷载或地震作用成为高层房屋设计中的决定因素。因此, 当房屋向更高层发展时, 解决问题的正规途径,应该是对高层建筑从提高抗侧力刚度方面着手,而提高抗测力刚度有效措施,就是在房屋中设置一些剪力墙。
层数很多的框架,意味着房屋的高宽比很大。这时,水平荷载对框架的威胁很严重不仅使到框架的弯矩会加大,而且柱子负担的轴向力和剪力也很大,尤其是底层柱子的轴向力和剪力更是大和惊人。从力的平衡关系看,因为房屋很高,水平荷载产生的倾覆力也将很大,柱子要抵抗这各倾覆力也就很吃力,柱子已很有限的截面尺寸去承担那么大的轴向力和剪力就显得不容易,见图1。
剪力墙,即为刚度较大的,一般是钢筋混凝土的墙片。此墙片在水平力作用下的工作犹如悬臂的深梁。由于深梁的抗弯惯性矩大,其抗侧刚度比框架柱大大提高,抗剪强度也大的多。这种墙可为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度,所以一般称这种墙片为“抗剪墙”。

(a)计算简图(b)竖向荷载内力下的作用图

(c)左向水平荷载作用下的内力图
图1 框架在水平荷载作用下的内力图
2 高层住宅剪力墙设计要点分析
(1)高层建筑中自重等一些竖向负荷很多,足以使柱产生很大的轴向变形,