建筑框剪结构优化设计分析.pdf

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1、2015年1月建材与装饰规划与设计建筑框剪结构优化设计分析孙德才（重庆都兴建筑设计有限公司重庆渝北401120）摘要：随着科学技术水平的不断提升，我国各行各业进入了新的发展阶段，建筑工程设计行业更是呈现出了新的特点。框架剪力墙结构是当前城市建筑的重要形式，因其稳定性高、抗震性能好以及节省钢筋混凝土的使用等特点获得了广泛的使用。本文以建筑框剪结构优化设计为中心展开讨论，从建筑造型、剪力墙数目和结构布置三个角度分析了建筑框剪结构整体优化设计，并通过建筑设计实例进行了论述，具有一定借鉴价值。关键词：建筑；框架剪力墙；设计；优化中图分类号

2、：TU398+.2文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）01-0009-02引言2建筑框剪结构剪力墙数量优化设计分析随着我国城市化进程的不断推进，为了提升城市土地利用效2.1剪力墙合理数量的下限率，大量的高层、超高层建筑开工建设，极大的促进了建筑工程《高规》5.1.3条当中明确的规定：在框架剪力墙结构当中，当建设行业的发展。框架剪力墙结构是当前高层建筑的基础构成剪力墙部分的地震倾覆力矩不大于50%结构总倾覆力矩的情况形式，同时也是建筑结构设计行业关注研究的重点。可见研究分下，对于其框架部分一定要根据纯框架抗震等级来

3、采用。这表示析框剪结构设计的基本影响要素，通过合理的协调解决剪力墙剪力墙数量最少应该达到﹥50%总地震弯矩的需求，另外一个要数量与位置能够有效的提升建筑整体质量。本文正是基于以上求是功能方面的要求，也就是对于变形限值的要求，剪力墙的数考虑探讨了框架剪力墙结构的基本优化要点，通过实例进行了量至少要确保达到侧向力下的水平位移限值的要求。分析，旨在为同行提供一定参考。2.2剪力墙合理数量的上限1建筑框剪结构造型优化设计分析相关规范规定在框剪结构里面每一层框架所承受的总剪力1.1建筑整体造型最少是1.5Vmaxf或者是0.2Vo两者中小值

4、（Vmaxf为每一层框架在普通的剪力墙结构当中，楼层剪力在每一道剪力墙之间是部分所可以承担总剪力的最大值）。规范的规定是非常合理的，根据其等效刚度EIeq的比例来分配的。框架在水平力的作用下，这样可以方便框架发挥其抗侧力的性能。所以剪力墙数目的最其变形曲线为剪切型，楼层如果越高则水平位移的增长就越大。大值应该是以可以最大限度的发挥框架的性能达到0.2Vo）总剪对框架剪力墙的建筑结构，框架与剪力墙之间从平面内刚度无力的要求为宜。限大（假定）的楼板进行连接。在水平力的作用下，使得框架和剪2.3确定合理剪力墙数量的原则力墙的水平位移保持

5、一致，不可以各自自由变形，在没有考虑扭在已经达到了规范规定的位移限值的基础下，剪力墙数量必转因素的情况下，相同楼层的水平位移也是相同的。所以，框剪须要尽可能的减少，并可以最大限度的发挥框架承担0.2Vo楼层结构在水平力的作用下变形曲线应该是呈现反S形的弯剪位移总剪力的重要作用，如此一来结构的地震反应会降低；在将剪力曲线。图1是框架剪力墙结构受力特征。墙的数量确定下来之后，还必须要对结构的自振周期T进行验算，确保结构的自振周期避开场地的卓越周期。2.4确定合理数量剪力墙的方法目前已有多种方法，尤其是框剪结构优化设计程序。通常用框剪结

6、构刚度特征值入来确定合理的剪力墙数（1.15≤λ≥2.4）；以下为一般设计的参考值（见表1）。图1框架剪力墙结构受力特点表1剪力墙刚度标准数值场地类型1.2建筑平面造型地震烈度ⅠⅡⅢ对抗震有利的建筑平面形状应该是简单、规则、对称、长宽比755.0GH83.0GH193.0GH不大的平面。平面形状不可以太狭长，突出部分的长度也不可以8110.0GH165.0GH385.0GH过大，不可以采用角部重叠或是细腰形的平面形式。另外，在地9220.0GH330.0GH770.0GH表注：G-地面以上总重量（kN）；H-地面以上高度（m）。震

7、的作用下，将会因为地震地面运动的相位差而使得结构两端的振动不一致，出现震害，还会导致楼板平面出现内高振型，这3建筑框剪结构布置设计优化分析种变形在一般计算方法中无法计算。建筑平面有比较长的外伸3.1平面布置（例如L形、H形、Y形等）时，外伸段与主体结构之间会出现相对在对高层框剪结构的进行剪力墙布置的时候，建筑每一个结运动的振型。构单元的平面形状要尽量的保证简单规则，而立面体型要防止·9·规划与设计建材与装饰2015年1月过大的伸出或者是收进、结构布置要确保均匀对称。在平面布置办公楼主入口大堂对空间的要求比较高，即将原8.4m的柱过

8、程当中，应该尽可能的使得刚度中心和荷载合力中心重合或网改成16.8m，原5.4m的层高改成10.2m。在3~4层间采用双向者是尽可能的靠近，从而防止产生明显的扭转；在刚度相同情况的两棍析架作为托架支撑面增加柱子。建议采用200mm厚的混下需要尽量多