高层建筑剪力墙结构设计初探

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1、高层建筑剪力墙结构设计初探【】随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快，尤其是高层建筑的与日俱增和社会对抗震要求的逐渐重视，混凝土剪力墙结构在民用建筑尤其是高层建筑中已经得到了越来越广泛的应用。本文针对高层建筑混凝土剪力墙结构设计进行了浅要的分析。　　【关键词】高层建筑；混凝土剪力墙；结构设计　　【abstract】alongicdevelopmentofsocietyandtheaccelerationofurbanizationdevelopment,especiallythegroicrequirementstakeseriouslyg

2、radually,concreteshearoreandmore.Thisarticleinviem、各墙肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙；当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4时，宜按框架柱进行截面设计；剪力墙常用的截面形式有“T”字形、“L”形、“十”字形、“Z”字形、折线形、“一”字形。　　具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指，在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30％、不大于结构底部总地震倾覆力矩的50％的剪力墙结构。　　2．高层建筑剪力墙结构设计计算原则　　2.1楼层最小剪力系数（

3、剪重比）的调整原则　　在满足在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不超过　　30％的前提下，尽可能少布置剪力墙，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度，使楼层最小剪力系数接近规范限值。这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入，同时降低工程造价。　　2.2剪力墙连梁超限的调整原则　　剪力墙连梁的跨高比不宜小于2.5，跨高比小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范限值。《高规》规定跨高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计。即跨高比不小于5的连梁刚度不应折减。而跨高比在5～6之间时，若连梁刚度不折减则也容易出现剪力或弯矩

4、超限。本人认为该条文在实际工程设计中若能充分利用，则对节省工程造价也有非常明显的影响，即将跨高比不大于5的连梁（刚度需折减）和减小剪力墙墙肢长度使连梁跨高比变为大于6的框架梁（刚度不折减），而后者的钢筋及混凝土用量均小于前者，能节省工程投资。　　2.3楼层层间最大位移与层高之比（位移）的调整原则　　指规范规定按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比△u／h（即位移角），在计算时不扣除整体弯曲转角产生的侧移，即直接采用内力位移计算的位移输出值。楼层位移计算可不考虑偶然偏心的影响，但应同时考虑控制结构的扭转变形，即在考

5、虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移（即位移比）要控制在一定的范围之内，具体详《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2010）第3.4.5条。对于一般的高层建筑，重点是楼层间的剪切变形及扭转变形。剪切变形的控制是以竖向构件的多少来决定的，但竖向构件足够多（剪重比偏大）且布置不合理的话，则会造成扭转变形过大，同样不能满足层间位移的要求。因此，对于高层建筑应尽可能使扭转变形最小，而不能仅根据层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度。　　3．高层建筑混凝土剪力墙的结构设计　　3.1建筑高度要求　　根据资料和研究证明

6、，随着楼层数及高度的增加，剪力墙结构的震害将会加剧，所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度有着明确的限值要求。其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度，对于半地下室结构则从室内地面算起，而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。　　3.2过渡层的设计　　对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构，比如底层框架剪力墙结构，其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大，且其受力也最不利。除此之外，由于在垂直均匀荷载的作用下，过渡层或者转换层的

7、剪力墙墙体处于拉剪或者者压剪的应力状态，而一旦有横向荷载作用时，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明，在垂直和反复横向荷载的作用下，过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法，当其托梁的高跨比或者者垂直荷载较小时，就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力，从而降低结构抗震的安全可靠性。因此过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱，以形成类框架体系，从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力，并大大增加其展延性以及耗能能力。　　3.3连梁设

8、计　　剪力墙的连梁是一件耗能构件，因此它的剪切破坏将对抗震不利，并会使结构的延性大大降低。在设计过程中就要注