高层住宅剪力墙结构优化设计

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1、45两个方案计算结果合理性分析及对比275l层IB】位移角2752周期比4-．53刚度比354刚重比4,55剪重比344．6其他住宅楼优化设计4．6】四号楼优化设计62五(六)号楼优化设计384．7本章小结395优化设计分析和经济指标计算51局部构件的影响分析40511轴压比405I2边缘构件415．2工程量计算4l5．2l一号楼5．22四}楼44523血(六)号楼455．3本章小结466结论与总结486l结沦6．2优化方案设计中的__1==足486．3展望49参考文献50个人简历"独创性声明’4学位论文数据集’’

2、I绪论11高层住宅剪力墙结构优化设计背景和意义近年柬，随着经济建设的发展和人口数量的增加，住房建设用地闩趋紧张，新建高层建筑越来越高。为请足抗震等条件的要求，新的结构形式也不断投展，其中剪力墙结构广泛用于高层住宅。剪力墙是一种能较好的抵抗水平荷载的埔。剪力墙由于能有效抵抗水平荷载，因此剪力墙结构具有抗侧刚度犬，侧移小、室内墙面T-整、结构自重大，吸收地震能量大、施工较麻烦，造价较高等特点。水平荷载作用是高层建筑的主要控制囚素。控制结构豹水平位移和地震作用这两个因素萍实到结构设计方面就是对剪力墙进行台理如置，主要是剪

3、力墙的数量和如置的合理性，以及部分构造措施的具体应用，这些内容《高层建筑混凝土结掏技术枷程》JGJ3．2010没有十分明确的规定。所以，结构设计师出于结构安全、方便设计、缩短设计周期等考虑而把结构设计得偏于保守．设计出的剪力墙刚度较大，定程度上没有充分发挥材料的性能，造成了定的浪费。吲此深^开展对蜱力墙结构的设计研究具有定的]：程意义。2高层建筑发展的概况自人类发展以柬，对于建筑就有高空州发胜的需求，随着社会的发展，这些愿望在建筑}：得到实现。欧洲的城堡、教常、中固的帛宫等高火建筑主要是以砖石等建筑材料建造。近代，

4、科技生产力快速的提刊带来丁社会快速的拄腱，高层建筑“随着人类的知泌和建造水平舯提高发展超束，标志着人类赴会进入了全新的社会，问接反映了～个田家的社会水’F。近代历史的开端足以工业革命为起点的。它带来了人类社会科技生产力飞速发展，使人类自乡镇向城市聚集，城市化发展迅速，这就导致城市在有限的土地资源范围内建造出能够满足人类需求的住宅、商业等商层建筑。而此时，钢结构的发展和电梯的m聩l91q促成了-岛层建筑如I村后春筘一样飞速发展。跚I-I为美国纽约帝困大厦，蟾建于1930年3J1，是当时使用材料最轻的建筑．建成于西方经

5、济危机时期，成为其田经济堑苏的琢{IE。韭厦窑煎厶堂主业亟±堂垃论塞1缝监嘲l—l荚国帝国人厦Figl—lBlaiJdiDgofEmpireState随着社会的进步，高层建筑的发展越柬越快，对于高层建筑有了明确的定义。山于国家的不同．对于多展建筑和高层建筑的划分界限井不统一。联合倒9层以上为高层，40层(100m)咀上为超商屡、美国7层(22m)咀上为商层、英国243m以上为商层、中国10(28m)层以上为高层。生活中很多人会片面的认为高层建筑的特点是层数和高度，专业特点是水平荷载在设计中占主导地位。建筑结构主要受

6、水平荷载作用。肖建筑结构层数较少或高度较低时，水平荷载产生的内力和位移影响较小甚至可以忽略不计。随着层数或高度的增加，水平荷载的影响逐渐增大。而在高层建筑中，水平荷载将成为控制因素，随着结构层数或高度的增加以及荷载效应的增大，结构的内力和位移迅速增加。现代高层建筑对于人类的诱惑不仅仅是凶为它的宏伟、气魄、美观，更多的还是发展的需要，随着城市快速发展的需要，土地的需求量越柬越大．高层建筑是时代的产物，这也从另一个方面

7、兑明是一个国家、一个社会发展的标志。自改革丌故以束．我国从一个封闭、自给自足的经济模式下的落后田家发

8、展成一个世界强国，带米了经济、交通、安全，U生快速的发展。j．本工程领域的发展乜是与时俱进．高层建筑是城市住宅、商业等主要建筑。高层建筑的枷模越束越丈，层数越束越多，体型越束越复杂，建筑标准越束业塞奎煎厶堂主些亟±堂垃盈童l绮监越高。当前我国高层建筑主要处于沿海、一线城市(深圳、广批上海、北京)．而这些城市的地震烈度高，风载大、工程地质条件差，这些设计到结构安全和经济问题．给高层建筑的计算和优化设汁提出了更高的要求。1．3高层建筑的结构类型和特点在低层建筑中，一般是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。在高层建筑中

9、．尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却往往起着决定性的作用。随着建筑层数的增多、建筑高度的增加，水平荷载更加成为结构设计的控制因素。一方面，建筑的水平荷载所造成的结构应力与建筑高度的二淡方成币比，税明水平荷载对结构的作用远大于竖向荷载。另一方面，对某‘高度的商层建筑束讲，竖向荷载大体上是定值。而作为水平荷载的风荷载和地震作l{j，其数值随高层建