高层结构剪力墙的布置优化设计

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1、高层结构剪力墙的布置优化设计　　只有当剪力墙结构施工的安全得到了保障之后，才能够在诸多的方案当中进行对比选择，并且还应考虑工程造价能够在最低限度的情况下，选取适合此高层建筑的结构形式。　　针对层数较少的高层建筑，如：层数在18层以下的高层住宅推荐采用传统的现浇剪力墙结构，因为在针对每一个墙肢进行实际压轴的计算时所取得的值会出现偏小的情况，而且墙体一般都是构造配筋，必然会使墙体的承载力不能充分的发挥出来。推荐采用短肢剪力墙结构，能有效将这些问题进行根本的解决。在7度区，层数在18层以下的住宅建筑使用短肢剪力墙结构，能有效地将水平地震剪力、结构顶点位移、周期控制在合理的范围之中。如果高层建筑物的层

2、数大于18，最好还是选取普通剪力墙结构。如果将短肢剪力墙结构运用到层数过大的建筑结构当中，会导致其刚度不达标，从而导致结构的安全性能也受到其影响。　　结构优化设计的目的不是简单的降低材料用量，也不是不分轻重的都按规范底限进行设计，而是“物尽其用”，充分发挥材料性能。对影响结构性能的重点、关键部位及计算程序不能准确分析或计算模型与实际情况有出入部分，应重点加强或补充分析。在建筑设计初期，结构设计人员就应与建筑师紧密配合，初步确定剪力墙布置，合理调整建筑方案，避免不规则或严重不规则的平立面布置，达到技术先进，安全适用、经济合理的设计方案，实现降低建筑总体造价的目的。　　1、工程概况　　某剪力墙高层

3、商业建筑功能多样化的使用要求，导致结构体系复杂，出现了错层、多塔等结构，对建筑抗震方面提出了更高的要求，因此，选择合理的结构方案并优化十分关键。　　2、工程的建筑方案　　1）平面：该建筑南北方向长，东西方向长，设计成“凹”型，有较长的外伸部分。方向剪力墙分布不均匀，不对称。沿Y向井筒集中布置在建筑物北侧，南侧为框架，结构在两个方向扭转不规则。　　2）立面：建筑物在立面上错落有致，高度变化较多，层数依次有3层、10层、14层、16层。　　3）设置错层：根据建筑设计需要，该建筑部分设置3层商业用房，相邻10层住宅，两者层高不同，而且连接处位于楼梯、电梯这类薄弱部位，建筑上采用错层来处理。　　3、结

4、构设计分析　　、结构方案布置的主要思路　　结构设计不仅是一门专业技术，更是一门艺术，这在结构布置分析阶段表现得尤为突出。结构方案选择，不但有安全方面的考虑，而且还要满足建筑空间形式和使用功能、构造功能及所感受到的形象功能等多方面的要求。本工程结构方案布置的主要思路为：　　1）剪力墙布置尽可能集中，以留出足够可变化的空间。　　2）方便住宅套型内部组合变化，调整梁的大小和位置。　　3）建筑高低错落，局部层数相差太大，平立面均不规则，在结构总体设计上设置抗震缝，将平面分割成若干个小单元，使各小单元的立面和平面尽量变得简单规则。　　、结构模型调整过程　　针对该建筑体型复杂的特点，采取多种模型进行分析和

5、试算，并根据试算结果运用结构概念设计对其做相应的调整和优化。　　、结构模型的选择　　高层建筑在结构设计过程中，一方面要求结构布置规则、对称，特别是要求平面刚度布置均匀，以减少扭转：另一方面要求加强结构的抗扭刚度和抗扭承载力。这两方面已经成为结构师普遍认同的设计要求，是重要的概念设计内容。现行《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中，给出了一些关于结构抵抗扭转的量化指标，周期比就是其中的一个重要指标。周期比反映结构抵抗扭转效应，它控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而不是绝对大小，目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大的扭转效应。周期比不满足要求

6、时，说明结构扭转刚度相对于侧向刚度偏小，这时单纯增加结构尺寸，往往收效甚微，应通过整体调整才能获取良好的效果。　　1）模型1：设抗震缝将建筑分成两个单元，在楼梯间和电梯井处设剪力墙，计算结果是周期比不满足要求。　　2）模型2：设置抗震缝将建筑分成四个单元，在楼梯间和电梯井处设置剪力墙。按照多塔对各单元进行试算，结果在南面2个单元的周期比过大，不满足要求。　　3）模型3：对模型2的计算结果进行分析，可知结构的扭转刚度不够，加强建筑周边的刚度可以有效地改善结构的扭转性能；然而建筑上又不允许周边设置剪力墙，在与建筑协调后采取在分户墙上增设剪力墙，并且增大周边构件的截面等措施进行试算，其结果扭转指标依

7、然不满足要求。　　4）模型4：设抗震缝将建筑分成三个单元，其中单元l、3相同，该部分包含l3层、l5层住宅，在电梯井处设置剪力墙，其余部位为框架：单元2为商业用房3层，住宅10层，两者衔接有错层，该单元筒体部分取消剪力墙，改用轻质隔墙填充，采用全框架结构。按照该模型进行计算，周期比分别为和。检查其余参数指标，均满足《高规》要求。　　、结构模型选择思路分析　　本工程属于A级，《高规》要求转动周期与平