浅析高层建筑剪力墙优化布置

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1、浅析高层建筑剪力墙优化布置:近二十年以来，我国混凝土结构高层住宅迅猛发展，剪力墙为最主要的结构形式。结构优化设计直接影响着结构的安全性和经济性，其中，剪力墙数量的确定是最为关键的问题。本文通过对大量工程进行对比分析，提出了一些符合工程需要的优化准则。　　关键词:高层建筑剪力墙结构优化布置　　Abstract:nearly20years,China'sconcretestructurehigh-riseresidentialrapiddevelopment,shearajorstructureform.Thestructureoptimizationdesignd

2、irectlyaffectthestructuresecurityandeconomy,amongthem,thenumberofshearostdeterminedkeyproblem.Thispapercarriesontheanalysistoalotofengineering,andputsforeconformtotheneedsofengineeringoptimizationcriterion.　　Keyizationlayout　　　　　　：TU398.2：A：　　剪力墙结构在现代高层建筑应用非常广泛，但对于剪力墙的合理布置，《高层建筑混凝土结构

3、设计规程》没有一个明确的规定，具体布置与截面设计常常由结构工程师根据以往的经验来完成的。所以在没有一个明确的优化设计方法的情况下，工程师出于结构安全、方便设计、缩短设计周期等原因考虑，常常把结构设计的偏于保守，没有充分发挥材料的性能，造成了一定的浪费，这样处理既不经济也不一定真正保证安全。所以，深入开展剪力墙结构的优化设计研究具有重要的工程意义。　　剪力墙平面内的刚度很大，而平面外刚度很小。为了保证剪力墙的侧向稳定，各层楼盖对它的支撑作用相当重要。剪力墙的下部一般固结于基础顶面，构成竖向悬臂构件，习惯上称其为落地剪力墙。在抗震设防区，水平荷载由地震作用产生，因此

4、剪力墙有时也称为抗震墙。由于纵横墙相连，高层住宅通常利用楼梯，电梯及竖向管道井等部位设置剪力墙，形成相对完整的筒体。对于单个剪力墙构件，通常有一字形、L形、T形、十字形等。剪力墙上常常因建筑要求开设门窗洞，开洞尽量使洞口上下对齐，布置规则，洞到墙边的距离必须满足一定的要求。　　控制剪力墙设计的关键因素包括;(1)结构水平位移，结构水平位移必须满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中3.7.3条规定，剪力墙结构按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比为1/1000。过大的侧移会使填充墙，装修等开裂甚至损坏，造成电梯运行困难；同时会产生较大的附加

5、弯矩；(2)剪重比，是地震作用与等效重力荷载的比值。控制剪重比的原因是，当建筑物周期比很大的时候，由震型分解法所计算出的地震效应会偏小，这种情况对长周期的建筑物设计存在非常大的安全隐患。只有水平地震力在合理规定范围内检查位移、内力、配筋情况才有意义。此外剪力墙布置应尽量均匀、对称、贯通全高，并尽可能使结构刚度中心和质量中心重合，以减少扭转对结构抗侧刚度的影响。　　结构设计是一项集结构分析，数学优化方法以及计算机技术于一体的综合性技术工作，是一项对国家经济建设和发展有重大意义的工作，同时，亦是一门实用性很强的工作。对于经济实力还不发达的中国，推行能实现资源合理分配

6、、利用，节约建筑造价的结构设计方法是势在必行的，同时也是刻不容缓的。　　近几年来，“低碳经济”，“绿色建筑”日益成为公众耳熟能详的热门词汇，其提出的大背景是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战。随着全球人口规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断为人们所认识。“绿色建筑”是指在建筑的全寿命时期，最大限度的节约能源，保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。它代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建

7、筑、节能环保建筑等。结构设计优化同样在这方面能有所作为，经过优化的建筑结构，降低了钢筋和混凝土等高耗能产品和不可再生资源的用量。保护环境也就是保护我们自己的生存家园，也是结构设计师义不容辞的责任。　　作为一个合格的结构师必须做到以下三个方面：正确的概念设计，深入的计算分析以及细致的构造措施。在低烈度地区，结构变形较小，轴压比也离规定有较大的差异，所以可以认为低烈度地区在非强风荷载作用下，水平力较小，且一般剪力墙结构墙肢布置间距小，轴压比和结构变形均不起控制作用，建筑功能布局，剪力墙构造要求起控制作用。在强震地区，水平力较大，主要起控制因素的是结构变形和轴压比。　

8、　高层剪力墙结构设计既要