高层建筑剪力墙结构设计研究探析

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1、高层建筑剪力墙结构设计研究探析　　摘要:高层建筑剪力墙结构具有刚度大、外形美观等特点，且又能解决高建筑成本等问题，随着建筑不断的复杂化以及建筑高度的不断提升，剪力墙结构被广泛的应用于高层建筑中,本文根据笔者多年的高层建筑设计经验，对高层建筑剪力墙体系结构设计进行了探讨。关键词:高层建筑剪力墙结构设计中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：正文：剪力墙结构成为了现代建筑结构设计中较为常用的结构类型之一，被广泛应用在住宅和旅馆建筑结构中。随着建筑高层化的发展，对剪力墙性能及施工质量提出了更高要求。对于从事高

2、层结构设计的工程师来说，只有对剪力墙结构的优缺点和技术要点全面把握，吸收当代高层建筑结构设计的成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等众多因素加以统筹考虑，才能更好的与建筑配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。1高层建筑剪力墙结构的设计概述7高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震力的作用将成为高层建筑剪力墙的控制因素。剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的

3、能力都较大。其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。在水平地震作用下，高层短肢剪力墙结构主要表现为整体弯曲变形，底部外围的小墙肢承由于竖向荷载较大，破坏严重，特别是一字形小墙肢的破坏最为严重。可增加建筑物周边墙肢长度或连梁高度来消除扭转不规则，从而使结构的抗扭刚度明显增大。为了提高墙肢的承载力和延性，还需加强边缘构件配筋，增大这些部位墙肢纵筋和箍筋的配筋率，严格控制轴压比。2剪力墙结构设计方面的优化2.1、在剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向布置，形成空间结构

4、；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向布置剪力墙，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近，以使其具有较好的空间工作性能。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使其结构具有适宜的侧向刚度。72.2、剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时

5、，墙内配筋应构成框架形式。2.3、较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，以避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。抗震设计时，应尽量避免在洞口与墙边或在两个洞口之间形成墙肢截面高度与厚度之比小于4的小墙肢。当小墙肢截面的高度小于墙厚的4倍时，应按框架柱设计，箍筋按框架柱加密区要求全高加密。2.4、剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，应控制剪力墙平面外的弯矩，保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方

6、向的楼面梁连接时，应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。2.5、剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变；允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级，或减少部分墙肢，使侧向高度沿高度逐渐减小。剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，对结构抗震不利。72.6、在进行剪力墙设计时，应通过结构分析，在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度时，同时考虑不同抗震等级轴压比的影响及稳定性和相关构造要求。对于普通的住宅建筑在7度和8度地区，墙厚大多数情况下是按稳定和

7、构造要求所控制的。3剪力墙结构计算方面的优化在设计剪力墙结构时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，如剪力墙结构的刚度不宜过大，在满足楼层最大层间位移与层高之比满足规范的基础上，以规范规定的楼层最小剪力系数为目标。3.1、楼层最小剪力系数的调整原则。在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40%的前提下，尽可能减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度，使楼层最小剪力系数接近（不小于）规范限值。这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入，同时降低工程

8、造价。3.2、剪力墙水平分布筋在边缘构件中的锚固。边缘构件本身是剪力墙的一部分，不能套用一般的梁与柱连接的做法，因为它与剪力墙墙身之间的连接是相同构件之间的连接。剪力墙的水平布筋是按整片墙肢的配置来抵抗水平地震作用产生的剪力的，用剪力墙边缘构件中的箍筋来改善混凝土的受压性能，约束混凝士，使剪力墙在地震作用下具有较好的耗能和延性能力。可以将水平分