高层建筑短肢剪力墙结构设计的探讨.pdf

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1、高层建筑短肢剪力墙结构设计的探讨张伽华(惠州市规划设计研究院，广东惠州516001)摘要：以实际工程为例，对高层建筑短肢剪力墙结构设计进行了探讨。对结构选型问题、剪力墙数量问题、结构布置问题等进行了分析，对异形柱和短肢剪力墙框架结构的经济性和适用性进行了分析和比较。实践证明，端肢剪力墙结构具有良好的经济性和安全性。关键词：高层建筑；短肢剪力墙结构；设计探讨中图分类号：rI-U-973．16文献标志码：B文章编号：1672—401l(2016)03一0081—02DOI：10．3969／i．i鹤n．1672—40

2、11．2016．03．042O前言在工程建筑中，应用短肢剪力墙结构能解决传统框架结构对空间要求严格、露梁等问题，并且可以降低结构自重，实现住宅空间的灵活分割。本文以实际工程为例，对高层建筑短肢剪力墙的结构类型、受力特点、结构构造等进行分析和探讨。l工程简介广东省惠州市泰豪升平苑三期A型，该栋高层建筑的建筑总面积为7932m2，标准层的建筑面积为475m2，建筑纵向长度为23．20m，横向长度为24．20m，层数为16层，建筑总高度为50．4m，外墙、分户墙、梯间墙使用200姗的加气混凝土轻质砖，其余为100唧厚

3、加气混凝土轻质砖墙，采用短肢剪力墙结构进行设计，建筑设计的抗震设防烈度为六度，标准层如图1所示。图1标；住层结构平面图作者简介：张伽华(1985一)，男，广东惠州人，本科，工程师，主要从事建筑结构设计工作。2短肢剪力墙在结构设计中的注意事项1)应对短肢墙的轴压比进行严格控制，特别是端柱或无翼缘式的短肢剪力墙。当剪力墙在承受压弯作用时处于小偏压状态，则墙的延伸性较差。如果轴压比较大，那么混凝土受压区在边沿位置的应力就会非常高，这时若混凝土约束力不足，就会出现纵向裂缝等不良后果，最终使构件丧失相关基本能力⋯。所以，

4、短肢墙的轴压比应在进行相关设计时就严格控制，从而保证短肢墙的相关延伸性能。2)短肢剪力墙属于剪力墙的一种，所谓“短肢”是指墙肢截面高度与厚度之比为5—8的剪力墙，其计算与配筋方式和构造要求基本与剪力墙结构相同。在进行杆件内力计算以及结构方面的相关动力特性分析时，要求采用三维计算方法。在竖向构件分为薄壁杆模型和墙元模型两种，薄壁杆模型是一种精确度较低的简化模型；而墙元模型则是一种高精度力学模型。3)要尽量均匀地进行各墙肢分布设计，同时保持墙体刚度中心和建筑物的形心最大限度的接近；在抗震设计方面应按照相关的要求严格

5、执行。尽量使钢筋比例达到工程要求的标准，同时要将钢筋的空间分布设计布置合理，另外，混凝土的刚度设计也是不能忽视的环节。4)从结构体系进行分析，发现短肢剪力墙的抗震薄弱部分在建筑边缘以及角点的墙肢，最应防控的是因翘曲变形的一字型状况，这种状况最易形成相连梁的首先开裂。所以，应在相关设计中提高应对措施：对外缘角点的短肢剪力墙增加各种钢筋用量，减少轴压比，从而保证相关剪力墙的结构性能。3对主体结构的设计3．1结构选择按照相关要求，柱和梁都不允许在房间出现。本工程给出了两个结构方案进行选择，即异形柱框架结构以及短肢剪力

6、墙结构。因为各种原因排除了异形柱框架结构方案。然后初步对短肢剪力墙结构进行了估算，发现相关的轴压比、扭转以及侧移等条件均能达到相关规定，因此最终选择了短肢剪力墙方案。3．2结构布置该工程中在剪力墙方面的结构布置需满足以下条件：保证建筑结构的承载力、降低扭转、控制相关的结构变形以及对轴压比的控制等综合指标控制。具体结构布置的控制措施如下。1)按照相关建筑方面的技术要求，本高层建筑在结构设计中不能全面采用短肢剪力墙构造，应该在楼梯间的位置适当布置长剪力墙结构，同时将电梯间与建筑进行结合设计，设计方案为短肢剪力墙结构

7、，也就是筒体结构瞳]。其他部位按照小开间构造进行相关的剪力墙布置，针对内外墙的结合位置采用短肢剪力墙布置。为了保证短肢剪力·8】·V01．42，No_3沪I·J罗材第42卷第3期June，2016sic^lf绷曰“f埘；磊M口胞一口括2016年6月墙在建筑中的侧向刚度，按照相关要求的设计形状进行短肢剪力墙的具体布置。2)科学地进行水平抗侧力结构布置，对此，要求将轴线的水平抗侧构件布置合理，从而降低结构扭转现象的发生。进行剪力墙的布置时应积极采用相关的程序设备，对结构进行科学分析，同时按照分析结果对轴线上的墙肢的

8、具体长度进行合理调整，从而使建筑的刚度中心和质量中心的偏差最小。按照相关的建筑技术行业规程，对建筑在地震等特殊状态下的偶然性偏心以及相关的移位进行了明确。同时对高层楼层的最高设计进行了最佳高度建议以及最大高度限制。表1是该工程一层楼面的相关质量中心以及刚度中心坐标。表1一层楼面质量中心和刚度中心坐标一层刚心坐标值一层质心坐标值X=11．236Y=11．635X=11．933Y=11．1