关于高层建筑剪力墙结构设计研究

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1、关于高层建筑剪力墙结构设计研究　　摘要：文章首先阐述了剪力墙结构的优缺点，在此基础上结合笔者工作经历对高层建筑剪力墙结构设计做出详细分析。关键词：剪力墙结构；结构形式；优化设计中图分类号：TU318文献标识码：A1.剪力墙结构的优缺点1.1优点结构刚度大、整体性好、用钢量较省等是剪力墙所具有的优点。在住宅性的建筑中，一般居室和客房都是小间，有较多的分隔墙。对于这种形式的建筑采用现浇的剪力墙结构，因为可以将承重墙与隔墙合二为一，更加的经济。而且采用现浇剪力墙结构，没有露梁和露柱现象，可以使室内较框架结构更加简洁，外形美观，便于室内的装饰。1.2缺点（1）剪力墙结构的抗侧刚度增加，从而引起的

2、地震反应较大，这样就会增加基础和上部结构的费用；（2）因为有较多的混凝土墙体，增加了建筑物的重量，引起的地震反应也较大，从而造成浪费；（3）剪力墙结构中墙体多数是构造配筋，配筋率都较低，结构延性变得比较差；6（4）剪力墙结构中墙肢的轴压比比较低，不能充分发挥各墙肢的承载能力。通过多次震害表明，对于刚度较大的钢筋混凝土结构震害一般比较轻。然而结构刚度不可能无限的增大，因为如果建筑物刚度增加就会使工程费用变高。要想控制好高层建筑最佳的结构刚度，就要注意以下两个方面：一方面是控制地震力。因为如果计算的地震力值偏小，就会出现构件为构造配筋、结构顶点位移满足要求的“安全”假象；另一方面是控制结构的

3、水平位移。要使结构满足《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》jgj3-91中有关结构水平位移的极限值。所以要想检查位移、内力及配筋情况是有意义的，就要保证底部剪力在合理范围之内。要将剪力墙结构的底部剪力系数控制在规范要求的范围之内。在高层剪力墙结构设计中，一方面要充分发挥剪力墙结构具有足够的抗侧能力等优点，另一方面要改进它工程费用较高的缺点。因此，根据建筑物不同的高度，笔者提出了以下几种改进的现浇剪力墙结构形式，并且通过控制底部剪力系数和结构水平位移来满足设计的要求。2.选择剪力墙结构方案（1）对于楼层比较少的高层住宅可考虑采用短肢剪力墙结构体系:二十层以下的高层住宅一般都是采用传统的

4、现浇剪力墙结构，各墙肢计算出来的轴压比值都比较小，墙体配筋为构造配筋，没能将墙体承载能力充分的发挥出来，而且工程的费用比较高。如果采用短肢剪力墙结构，就可以解决上面所述的问题。6短肢剪力墙结构的具体做法：利用位于建筑物平面中部的楼梯间、电梯间作为一抵抗水平力的抗剪核心筒，因为这两处的抗侧刚度很大。由多片剪力墙组成的抗剪核心筒可以有效的抵抗大部分由风荷载和地震作用引起的水平力。通常不将这部分剪力墙做成短肢剪力墙，但是当某片剪力墙的长度超过8m的时候，可以在中间开一个结构洞成为双肢剪力墙。核心区以外的其它各片剪力墙，根据它们所处的不同位置，将它们分割成若干个“t”型、“l“型、“--”型短肢

5、剪力墙。这三种剪力墙的墙肢长度一般为4--6bw(其中bw为剪力墙厚度），要尽量避免长度小于3.5bw的小墙肢出现。当长度小于3.5bw的小墙肢出现时，要对小墙肢加强配筋。这部分短肢剪力墙在建筑物平面上主要承担的是结构的竖向荷载，由连梁连接将各墙肢进行连接，使得整个结构形成了一个良好的抗震体系。传统的全剪力墙体系通过开设一定数量的结构洞便可形成短肢剪力墙体系。如果其他专业不需要这些洞口，分析其受力性能，就算主体结构封顶后，这些洞口仍属于大开口剪力墙，能够很好的保持抗震作用。6采用短肢剪力墙结构的时候，因为将一部分钢筋混凝土墙合理的置换成砖墙或其它砌体，从而减轻了结构的自重，并且使偏大的结

6、构刚度降低了，结构地震反应以及工程费用都因此而减小，而且使结构的抗震性能提高了，结构的延性增大了。除此之外，还改善了墙体的保温性能。降低工程费用主要是因为：①一部分钢筋混凝土墙置换成砖墙或其它砌体，减轻了结构自重，使得上部结构构件断面减小，配筋和基础费用也因此下降；②部分钢筋混凝土墙置换成砖墙或其它砌体，而砖墙比钢筋混凝土墙造价要低，所以减少了工程的费用；③减少了结构的刚度，从而也减少了由水平面力引起的结构反应，很大程度的降低了上部结构和基础的工程费用。（2）对于框支剪力墙结构，其上部剪力墙结构可采用短肢剪力墙体系。全落地剪力墙和框架支承的剪力墙共同工作的结构体系即是底部大空间剪力墙结构

7、。由于这种结构的上层剪力墙结构抗侧刚度很大，而下层框架--剪力墙刚度相反较小，所以它的抗震性能比较差，结构刚度沿竖向变化比较大，有时甚至达到4-5倍，这也使得在水平力作用下结构容易产生变形集中和应力集中。采用减少上部剪力墙体系的刚度的方法来减少框支剪力墙结构中上下层的刚度比，而不是采用加大下层刚度的方法。因为这样经济效果非常明显。改进后短肢墙保留的数量主要取决于结构刚度的要求，短肢墙的数量要使底部剪力系数在合理范围之内，并且使结构的