关于高层建筑剪力墙结构设计研究和应用

《关于高层建筑剪力墙结构设计研究和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、关于高层建筑剪力墙结构设计研究和应用　　摘要：本文从剪力墙的特点及分类入手，介绍了剪力墙结构分析的模型及方法。并给出了相关设计的规定，最后通过工程实例对高层住宅剪力墙结构设计进行了分析。关键词：高层住宅；剪力墙；结构设计中图分类号：TU241.8文献标识码：A文章编号：1.剪力墙的特点及分类剪力墙能较好的抵抗水平荷载。《建筑抗震设计规范》将其称为抗震墙。剪力墙能有效抵抗水平荷载，具有以下主要特点：（1）抗侧刚度大，侧移小；(2)室内墙面平整；(3)结构自重大，吸收地震能量大；(4)施工较麻烦，造价较高。剪力墙根据是否开洞和开洞大小，可以分为如下四类：①

2、实体墙：不开洞或开洞面积不大于15％的墙。受力特点：如一个整体的悬臂墙。在整个高度上，弯矩图既不突变，也无反弯点，变形以弯曲型为主。②整体小开口剪力墙：开洞面积大于15％但仍较小的墙。受力特点：弯矩图在连梁处突变，在整个墙胺高度上没有或仅仅在个别楼层才发生反弯点。③双肢或多肢剪力墙：开洞比较大或洞口成列布置的墙。受力特点与整体小开口墙相似。7④壁式框架：洞口尺寸大，连梁线刚度与墙肢线刚度相近的墙。受力特点：弯矩图在楼层处发生突变，而且在大多数楼层中都出现反弯点。2.剪力墙设计中的基本概念(1)剪力墙高和宽尺寸较大，但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近

3、于柱，而与柱的区别主要是其肢长与厚度的比值，当比值≤3时可按柱设计，当比值在3到5之间时可视为异形柱，按双向受压构件设计。(2)剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求，墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此，应注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。(3)剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都

4、相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙肢平面外弯矩，而一般情况下并不验算墙的平面外刚度及承载力。因此应尽量避免平面外搭接，实在避免不了时应按规范采取相应措施，以保证剪力墙平面外安全。7(4)墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度按以下情况取小值：①剪力墙之间的间距；②门窗洞口之间的翼缘宽度；③墙肢总高度的1/10；④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。3.剪力墙结构设计计算原

5、则剪力墙结构设计时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，比如说剪力墙结构刚度不宜过大，应以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果接近规范限值(不小于限值)，同时要使楼层层间最大位移与层高之比满足规范限值。其次，考察剪力墙底部加强区的轴压比是否满足(对抗震等级为一、二级的剪力墙)，剪力墙连梁是否超限等。要控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度的剪力墙结构不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85；在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高

6、度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。一般情况情况宜控制在1.27左右，特别不规则平面也宜控制在1.4以内。4.剪力墙结构的设计要点高层建筑最主要的受力构件包括剪力墙、框架柱、梁和楼板。而剪力墙作为竖向构件是形成结构抗侧力刚度的最主要构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，其受水平作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚

7、度强度要求外，还需满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求，墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏。剪力墙结构的设计应从以下几个方面考虑：4.1选择有利的建筑形式，在抗震设计中，建筑平面应尽可能简洁、规则，结构的刚心与质心相一致，以减少地震作用下结构产生的扭转效应。剪力墙的方案布置、墙量的多少、墙片的大小应合理。由于底部框墙结构中的剪力墙属低矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。因此在剪力墙布置方案上一定

8、要坚持均匀、对称、周边、分散的原则，墙片不宜过长，应以墙片高宽比1.5左右为为宜，墙片平面形式