关于高层建筑混凝土剪力墙的结构设计的探讨

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1、关于高层建筑混凝土剪力墙的结构设计的探讨【摘要】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的结构设计进行了探讨。　　　　【关键词】高层建筑；混凝土剪力墙；结构设计　　　　引言　　与框架结构相比，剪力墙结构更为宽敞、简洁，不仅增加了使用面积，而且使用功能也更好，并能为住户的自行改造提供足够的灵活性。同时，剪力墙用钢量较省，整体性好，结构刚度大，而且可以

2、在高层住宅或宾馆等居住型的建筑中，将居室或客房采用分隔墙来分为小间，此过程中通过将分隔墙与承重墙合二为一，因此相对来说也比较经济。本文针对高层建筑混凝土剪力墙的结构设计进行了浅要的分析。　　高层建筑结构的受力分析　　建筑结构通常主要是受到来自于垂直与横向两个方向的外力。多层建筑由于其高宽比较小，平面的尺寸较大，结构的高度较低，并且结构受到地震作用和风荷载作用也很小，因此在多层建筑的设计中主要是考虑如何来抵抗其垂直的荷载。然而随着建筑物高度的不断增加，其受力特点也同样在逐步地产生变化，而在设计时则主要考虑垂

3、直荷载、横向荷载、结构展延性以及侧向移动等方面。　　2.1垂直荷载。　　通常高层建筑物的垂直荷载都较大，并会在柱中产生相当的垂直应力，以此来影响连续框架梁的弯矩，而且同时还会影响预制构件的下料长度。所以必须考虑其垂直荷载对其轴向变形的影响，从而对其下料长度作出相应的调整。　　2.2横向荷载。　　对于高层建筑来说，其在一定高度范围内的垂直荷载基本上是固定的，但是包括来自地震作用与风荷载作用的横向荷载值，则会随着建筑结构动力特性的区别而导致较大的影响和变化。　　2.3结构延性。　　与多层建筑相比，高层建筑的结

4、构在碰到地震作用时，其所发生的变形就会大得多。为了保证建筑在其塑性的变形阶段当中仍能具备较强的变形能力，就必须在结构的设计中采取相应措施来保证其结构展延性。　　2.4侧向移动。　　对于结构侧向移动的控制是在高层建筑结构设计中的关键所在。而且随着其建筑高度的逐渐增加，在横向荷载作用下的结构侧移变形就会随其建筑高度的增加而迅速增大。针对高层建筑的这一特征，其在横向荷载的作用下产生的侧移就必须进行严格的控制。　　高层建筑混凝土剪力墙的结构设计　　高层建筑结构中主要受力的构件包括框架梁、柱、楼板和剪力墙。其中作为

5、垂直构件的混凝土剪力墙是其提供结构刚度的第一构件，它在高层建筑当中承受结构的绝大部分横向荷载和垂直荷载。而当高层建筑的受力结构主体全部由剪力墙构件来构成时，就形成了通常所说的剪力墙结构。在剪力墙结构中单肢的剪力墙承担了所有的横向荷载和垂直荷载。混凝土剪力墙结构是一种较为优良的结构体系，属于刚性结构，其刚度和强度都比较高并且具备一定的展延性，传力也均匀直接，有不错的抗倒塌能力和较高的整体性。高层建筑混凝土剪力墙的结构设计应从下述几个方面来考虑。　　3.1合理的结构布置。　　由于底部框架——剪力墙结构中的剪力

6、墙属于低矮墙，且其抗剪刚度相对较大，所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长，就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象，甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则，且墙片不宜过长，墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式，而应尽可能采用“一”字平面形式。同时还应控制好剪力墙的最大间距，以满足规范的要求。纵向剪力墙还应在外纵轴布置好开窗洞的剪力墙，这样就能大大增强其横向抗倾覆的能力，以避免边柱产生过大的

7、拉力和压力。　　3.2建筑高度和层数要求。　　随着楼层数的增加，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和层数有着严格的限值要求。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。　　3.3抗震要求。　　根据历史上地震的记录及其分析研究，之所以底层框架——剪力墙结构会产生严重的破坏，究其原因就在于其上部刚度和底层刚度之比太过

8、于悬殊。因而导致当地震集中作用到底层时，就会因为底层刚度较上部结构要小得多而造成底层弹塑性的明显且突出的集中变形的现象。所以控制上部刚度和底层刚度之比是非常关键的。对于不同的抗震设防烈度，抗震要求也有一定的区别。　　3.4底层框架柱布置。　　如果剪力墙结构的底层是全框架的结构形式，那么在其内柱X、Y向轴线的砌体墙中均应设置构造柱或者框架柱，且其底部全框架结构的柱距不宜太大，一般要求控制在到八米以内，而且每根框架梁上最多只能设置