文档介绍：探究高层剪力墙的结构设计
【摘要】本文通过对工程实例进行分析,进而从高层建筑结构特点、剪力墙结构布置,以及优化高层建筑剪力墙结构设计的措施这三个方面对高层剪力墙的结构设计进行阐述。
【关键词】高层;剪力墙;结构;设计
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、前言
随着高层建筑数量的不断增多,对于高层建筑结构的安全,人们更加的重视。剪力墙作为建筑结构中重要的承重结构,更加需要重视。
二、工程实例
本项目为北京市海淀区东升乡某回迁楼,地上21层,,,地下3层,地下一层为自行车库,地下二、地下三层为非燃品库房。本工程抗震设防烈度为8度,设计地震分组第一组,,建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类),场地类别为Ⅲ类,地面粗糙度类别为B类,属于建筑抗震有利地段,,设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,基础采用筏板基础。标准层局部平面图见图1。

图1标准层局部平面图(mm)
三、高层建筑结构特点

(1)与多层建筑相比,高层建筑设计时结构专业在各专业中所占的地位更重要,结构体系选择的不同,直接关系到建筑平面布置,立面形体,楼层高度,设备管线设置,施工技术要求,投资造价多少等。
(2)水平荷载。多层建筑结构以抵抗竖向荷载为主,水平力产生的影响比较小,侧向位移也比较小。然而,高层建筑结构却不同,随着房屋高度的增加,水平力(风载或地震作用)产生的内力和位移迅速增大。我们可以把高层建筑看成是支承在地面上的竖向悬臂构件,轴向力与高度成正比,水平力所产生倾覆力矩与高度的二次方成正比,水平力产生的侧向位移与高度的四次方成正比。水平力成为结构设计的主要影响因素。
(3)侧移控制。高层建筑层数多、高度大,水平力产生的侧向位移与高度的四次方成正比,随着建筑高度增加,结构侧移迅速增大,为保证结构具有必要的刚度,应对其楼层位移加以控制。侧向位移控制实际上是对构件截面大小、刚度大小的一个宏观指标。在正常使用条件下,限制结构侧向位移的主要目的有两点,一是保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙或柱出现裂缝。二是保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损伤。
(4)破坏形态。剪力墙是截面高度大而厚度相对很小的片状结构,具有面内承载力大、刚度大等优点,但也有剪切变形相对较大,平面外较薄弱,易发生脆性剪切破坏的缺点。其破坏形态可归纳为弯曲破坏、弯剪破坏和滑移破坏,弯曲破坏具有较好延性,剪切破坏是脆性破坏,对结构安全不利,应采取措施尽量避免。影响剪力墙破坏形态的主要因素是剪跨比
λ=M/(Vhw),宜将墙肢设计成延性较好的以弯曲变形为主的墙肢,即剪跨比λ≥2(相当于高宽比H/hw≥2~3)的墙肢。“各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3”就是为了避免和减少剪力墙的剪切破坏,确保结构具有足够的延性。

剪力墙结构抗侧刚度大,空间整体性能好,在水平力作用小,有利于避免设备管道及非结构构件的破坏,没有梁柱等构件的外露与突出,室内墙面平整,空间使用效率高等优点。但是也有其缺点,由于受到平面布置的限制,不如框架结构布置灵活,不能提供较大的