浅谈高层住宅剪力墙结构的优化设计.pdf

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1、城市建筑I结构·抗震lURBANISMANDARCHITECTURElSTRUCTURE·ASEISMATIC浅谈高层住宅剪力墙结构的优化设计●韦彬[摘要]随着人们对居住的大量需求和居住水平的提高，高层住宅产业得到了大力发展，而房地产企业对高层住宅的品质、经济性等尤为关注。剪力墙结构作为高层住宅的主要的结构形式，对剪力墙结构的的优化设计分析意义较大。本文就重点针对高层住宅剪力墙结构的优化设计进行了简要的分析和探讨。【关键词】高层住宅剪力墙结构优化设计目前，剪力墙结构已经是高层住宅里使用非常普遍的一种结构形式，而从房地产开发商的角度看，住宅需要具有良好的品质，并且具有好的经济性，才能时房地产企

2、业取得好的效益。而影响剪力墙住宅品质、经济性的因素较多，需要综合各方面因素，对剪力墙结构进行优化设计。以下为根据剪力墙结构的受力特点和相关工程实际经验，分四个方面对剪力墙结构的优化设计进行分析。一、尽可能避免建筑不规则建筑不规则，会导致结构构件传力途径复杂，结构刚度不对称，造成结构构件尺寸和配筋过大，且传力途径复杂造成结构构件过多，对经济性影响巨大。建筑不规则又非分为平面不规则和竖向不规则两种。1．平面不规则性的控制因为户型布置、对采光面的需求等原因，住宅剪力墙结构出现最多的平面不规则有凹凸不规则(细腰型平面)，楼板局部不连续(楼梯、电梯的中筒部分)，而凹凸不规则又极易引起扭转不规则，所以对

3、于此类不规则建筑，应采取适当的结构措施，减轻平面不规则对建筑的影响；对于凹凸不规则(细腰型平面)，应跟建筑专业和开发商进行沟通，通过增设结构板和结构拉梁等措施，使中间细腰宽度变宽，使得平面凹凸规则或者减轻其不规则程度。对于楼板局部不连续，常出现在楼梯、电梯引起开洞的中筒部分，可在适当位置增设结构板，并对此区域的楼板的板厚和配筋进行加强，以解决楼或减轻板局部不连续带来的影响；对于扭转不规则，应通过结构刚度的合理分配，加强外圈刚度，削弱中筒刚度等措施，提高扭转刚度。2．竖向不规则性的控制现今很多沿街住宅，大多为带有底部商业的住宅楼，而底部商业和住宅层高不同，容易形成错层，有些项目因为商业价值大，

4、经常不允许剪力墙落到商铺内，形成转换结构。形成错层或转换结构后，此类高层为复杂高层结构，传力路径不直接，在抗震等级及构造措施上有更高的要求，特别是转换结构，转换造成的土建成本的增加非常明显。为尽量避免或较少转换和错层的影响，结构设计应在建筑方案阶段介入，在建筑空间和结构经济合理上找到平衡点。二、建筑高度的合理控制建筑高度越高，自重、地震力、风荷载产生的作用力就越大，经济性就越差(不考虑土地成本的情况下)，而相关规范对不同高度的建筑，对应不同的设计标准，设计时，有意识的注意不同设计标准对应的建筑临界高度，可有效控制建筑的设计标准，从而降低成本。对于一般高层住宅剪力墙结构，需注意的几个建筑高度临

5、界点有：建筑高度为60m(风荷载是否放大I．1倍的分界)、建筑高度为80m(剪力墙结构抗震等级变化的分界)。三、剪力墙的布置原则剪力墙是剪力墙结构承担竖向荷载和水平荷载的主要结构构件，其布置是否合理关系到结构的安全性、合理性和经济性，合理的剪力墙布置原则有以下几方面：(1)剪力墙一般应沿建筑物的主要轴线双向布置，避免剪力墙仅沿单向布置的结构布置形式，且宜使两个方向的抗侧刚度尽量接近。(2)剪力墙在平面内方向应尽量对齐，以提高结构的抗侧刚度。剪力墙布置时，剪力墙为单片式的散乱布置，这种方式结构的抗侧刚度小，应尽量使剪力墙在平面内对齐，通过平面内剪力墙间的框架梁或连梁联结，共同形成良好的抗侧体系

6、，提高剪力墙对抗侧刚度的贡献效率。(3)剪力墙布置应该强周边、弱中部。增加建筑周边的剪力墙，削弱中筒位置的剪力墙，提高结构的抗扭刚度，减小平动刚度，从而控制第一扭转振型和第一平动振型的周期比能满足规范要求。同时在水平力作用下，楼层位移比也能够得到有效控制，避免或减小结构的扭转不规则。(4)剪力墙布置应均匀、对称、分散。在水平荷载作用下，刚度大的墙肢会承担较大的水平力，所以剪力墙布置应尽量均匀，利于结构的整体受力。过度集中的剪力墙布置也难以达到多道抗震设防的性能指标，且传力路径多于集中不利于传递水平力。剪力墙对称布置，可以提高结构的抗倾覆能力，减小结构扭转。(5)尽量避免采用短肢墙等。高层建筑

7、不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式，当由于建筑布局等因素需要而不得不设置短肢剪力墙时，应尽可能对短肢剪力墙设置翼缘，或使短肢剪力墙间能通过连梁联结，形成联肢墙。(6)尽量避免采用一字墙。剪力墙为一字墙时，平面外稳定性较弱，容易造成剪力墙稳定性不足。(7)剪力墙尽量设计成L型、T型等规则截面。剪力墙设计成L型或T型等规则截面，剪力墙边缘构件较简洁和规则，配筋少，而对于不规则的剪力墙形状，剪力墙边缘构件较复杂，常