高层建筑剪力墙结构设计问题及优化措施

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1、高层建筑剪力墙结构设计问题及优化措施摘要：文章结合工程实例，针对高层建筑混凝土结构设计难点进行了总结与分析，并结合相关的设计规范，提出了有效的优化措施，旨在为建筑结构设计人员参考。关键词：高层建筑；混凝土结构；设计问题；优化措施近年来，在建筑结构优化方面，许多专家投入了大量的研究，并取得了一些成效，尤其是在结构构件方面。然而，到目前为止仍然没有一个成熟精确的数学模型，既可以满足结构设计规范要求及设计人员习惯，又能够使得结构最优化。人们普遍认为，当结构构件的内力达到最大承载力时，其结构是最优的。而在现实设计中要达到这个要求，往往需要

2、设计者以结构构件为目标，对结构构件进行优化设计，使得结构设计最优化，从而达到降低工程造价的目的。1工程概况本工程为32层住宅楼，地下1层，层高为3.8m，地上1层层高7.1m，2层层高3.8m，3层以上层高为2.9m。采用剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，结构嵌固端选取于地下室顶板处。2结构设计中存在的问题分析（1）根据第5页共5页GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定，在图1中，l/Bmax=7100/住宅优化前的平面图18900=0.376，由于大于0.35，因此可以判断平面属于凹凸不规则类型。另外，经过初步计算得知，

3、在满足墙肢加长的条件下，首层墙体的厚度拟取400mm，也难以满足侧向刚度比的要求，由此也可以判断竖向为侧向刚度不规则类型。由此可见，本工程有两项不能满足规则性的要求，应按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的规定，需要对水平地震作用下的内力进行调整，并对薄弱部位采取加强措施。笔者认为，若不能合理优化平面形状，盲目采取一些加强措施，必然会造成不必要的经济损失。（2）对图1的剪力墙布置进行分析得知，核心筒位置的墙体布置数量较多，刚度较大。通过建模和计算，得出Y-5%震偶然偏心作用下Y方向位移角的比值和最大层间位移角，以及X

4、，Y方向最大层间位移角，其计算数据见表1。第5页共5页根据表1中分析，住宅结构平面中核心筒处的剪力墙数量有消减现象。对结构中部的刚度有一定的消弱作用，这样不仅有利于对结构扭转效应进行控制，而且可以大大降低工程造价。假如所有墙体的厚度为200mm，如果对核心筒处的部分墙体进行消减，将会大幅度地减少混凝土用量及对原有墙体钢筋进行扣除，其具有一定的经济性。除此之外，有部分工程师为减低造价，每隔几层逐步缩短墙肢长度，如每隔5～7层缩短一次；但值得注意的是，要对结构位移比、轴压比等进行严格检查，《高规》3.5.4条：抗震设计时，结构竖向抗侧

5、力构件宜上、下连续贯通（其条文说明指出“上下不连续”对抗震不利）；同时要确保墙肢长度应不小于墙体厚度的8倍，以避免