高层住宅剪力墙结构设计解析

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1、高层住宅剪力墙结构设计解析　　【摘要】近年来,随着人口数量的增加和经济建设的发展,土地价格急剧上涨，中国城市化进程的快速发展，住房建设用地日趋紧张,新建高层建筑越来越高。新的建筑结构形式也应不断发展才能满足抗震等条件的要求,剪力墙结构应运而生广泛用于高层住宅。研究高层住宅剪力墙结构的力学性具有重要的理论与实践意义。本文阐述了一般住宅类高层建筑剪力墙结构的特点。分析了剪力墙结构用于高层住宅的技术特点与经济性。对剪力墙结构的设计提出了刚度合理性与构造配筋控制的概念要求。【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：一、前言钢筋混凝土剪力墙结构是高层住宅中发展前

2、景较好的一种新型结构体系。高层住宅的大量涌现，如何在设计过程中使剪力墙结构方案更加经济合理已成为当务之急。住宅的结构布置很多情况下考虑建筑的立面效果和内部空间的使用情况，会使得结构布置产生很多不合理的情况。而高层住宅结构设计是根据已经确定的平面和立面对结构构件的布置及构件尺寸做相应假定，再通过计算机建模电算，由电算中对各项超限指标进行监控和调整。7对于整体方案的完善性和构件尺寸的假定的合理性，很多情况下是不确定的，由此会造成结构布置的浪费。比如，剪力墙的布置不均匀引起的结构整体产生刚度扭转和偏心；或是某些地方形成无翼墙或无端柱的一字型短肢墙；局部梁墙的节点钢筋锚周长度严重不足；局部大开间并产

3、生平面不规则的情况。所有这些情况的出现对建筑结构的受力及抗震均会产生不利的影响。因此体现设计建筑必需强调概念设计的重要性，在构造设计和平面布置上使建筑结构更加合理，提高经济效益。二、结构总体指标的控制在剪力墙结构设计中的地位竖向和水平荷载作用是高层结构的主要抗侧力构件。从几何方面研究，剪力墙的类型分为不开洞剪力墙和开洞剪力墙两种。这两种类型通用墙原用于模拟高层结构中剪力墙的，从子结构基本思想认为，对尺寸较大剪力墙或带洞口剪力墙，南程序对其进行细分形成小壳元，然后计算小壳元的刚度矩阵并叠加，继而用静力凝聚原理将内部自由度消去，刚度凝聚到边界节点上，确保墙元应有的精度与有限的出口自由度。7在风荷

4、载和地震作用下看结构的水平位移的限值是否满足以此来计算并判断结构的抗震是否可行的主要依据。比如自振周期、结构的振型、总弯矩与风荷载与地震作用的结构底部总剪力是否合理。同时也必须保证结构的刚度也要在合理范围之中。因为刚度太大周期太短容易导致地震效应的增大。由此以来造成的结构内力的增加，而造成不必要的材料浪费。相反，刚度太小结构的变形太大会对建筑物的使用也产生影响，所以合理的刚度是结构合理的重要因素。对于一般的高层住宅而言，刚重比在10～15之间,φ／H取值在1／2500～1／3500之间是比较合理的。至于结构的周期约为层数的0.06～0.08倍之间。在考虑偶然偏心的作用下，另对于结构扭转的控制

5、，楼层竖向构件的最大水平位移在该楼层平均值的1.2倍至1.4倍之间。三、剪力墙的布置的均匀合理性对建筑物的质心和刚心重合的影响剪力墙结构在抗震设计中，宜避免仅单向有墙结构设计形式，双向布置剪力墙，宜沿主轴方向或其他方向。保持两个受力方向的抗侧刚度接近，保证了较好的空间工作性能。长剪力墙宜将其分成长度较均匀的若干墙段，开设用砌体填充洞口，墙段要采用弱梁连接，独立墙段总的高度与其截面高度之比应大于2。墙肢截面高度宜小于5m。避免刚度突变，剪力墙自下到上连续布置，保证剪力墙平面外的稳定性，控制剪力墙平面外的弯矩。7在剪力墙的布置的均匀合理性中因为X，Y两个方向的刚重比接近避免相差过大。同时在布置剪

6、力墙时哟啊尽力避免一字型剪力墙。不可避免时可以布置成墙肢截面高宽比h／W>8的长墙肢来解决。楼面主梁也不应平面外搁置在剪力墙上，假如无法避免那么剪力墙相应部位应设置墙柱。当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱的配筋，但是转角处的墙肢应尽可能长，否则容易导致转角处应力集中。因为8倍是界定墙肢是否短肢的界点，所以规范中要求墙肢截面高度与宽度比小于8倍的为短肢剪力墙。相比而言，本研究认为墙肢的高厚比应该尽量大于8.5。有条件的两个方向均应布置成长墙肢。单凭截面尺寸进行判定不考虑受力情况过免有些牵强，因为短肢剪力墙与一般剪力墙配筋相差较大。四、剪力墙钢的合理控制决定结构的安全及工程的造价以200厚的

7、墙体为例，对于高层住宅而言，决定建筑结构的安全及工程的造价的是剪力墙钢的合理控制。对于主体结构剪力墙作为地下室外墙挡土时应按照挡土墙情况计算配筋。一般要求水平钢筋放置在外侧，竖向钢筋放置在内侧，配筋满足计算及规范要求的最小配筋率即可。一般构造Φ8@200即可，双排钢筋之问采用Φ6@600”600拉筋。剪力墙按规范要求应设置边缘构件。二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件。对于普