论建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用.docVIP

论建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用 　　 【摘要】：随着建筑行业的快速发展，越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起，剪力墙主要承受地震作用与风荷载，其一般是由连梁、墙肢等构件组成，具有抵抗水平侧移能力较强、侧移变形相对较小、结构刚度与承载力较大的特点，本文就加强剪力墙优化设计的问题的作了分析与研究。 　　【关键词】：建筑结构；剪力墙；设计 　　中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号： 　　引言 　　随着社会经济的迅速发展，人们对建筑工程设计提出了安全、经济、适用三大要求，即建筑在保证安全的前提下，应不影响市场销售情况和未来使用者的居住质量，尽可能满足住宅经济性适用性，剪力墙结构由于其侧移小、抗侧刚度大和抗震性能好等特点，剪力墙结构被广泛用于现代建筑中，目前，在国内的住宅建筑中，由于使用功能的要求，客房与居室多处采取小开间的结构形式，分隔墙相对较多，采用剪力墙结构不但可以将承重墙、分隔墙合二为一，而且具有较为理想的经济性与实用性。但是国内现阶段在剪力墙结构的设计中，尚存在一定的弊端与问题需要解决，不断优化其设计方法是十分重要的，且如何做好高层建筑剪力墙结构的优化设计是结构设计人员需不断探讨的难题。 　　1.剪力墙结构布置及概念设计 　　应沿主轴的方向或其他方向双向或多向的布置剪力墙，尽量的拉对齐通。剪力墙的门窗洞口应上下对齐，成列的布置，成明确的墙肢和连梁，避免出现错洞墙；从安全与经济性方面考虑，剪力墙的间距不应当过于密集，侧向刚度不适合过大，应让两个方向抗侧刚度靠近；为减小扭转效应，平面分布上要力求均匀 ，建筑物质心和刚度中心尽量接近。可将较长的剪力墙分成若干均匀的独立墙段，相邻独立墙段间用弱的连梁或楼板连接起来，因为它的受剪脆性往往容易被破坏；高宽比大于2的剪力墙可以设计成弯曲破坏的延性剪力墙以避免脆性的剪切破坏；应用于住宅建筑的短肢剪力墙结构，既利于建筑布置，又可减轻结构自重。 　　2．剪力墙结构设计的基本样式 　　（1）整体剪力墙，主要是指没有门窗洞口或者只有少量很小洞口的剪力墙，在此类剪力墙设计中可以忽略洞口的存在。如果各处门窗洞口的面积总和小于剪力墙侧面积的15%，洞口间净距、孔洞与墙边之间的净距大于洞口长边尺寸，即属于整体剪力墙，其主要用于支撑建筑的主体结构，是现代建筑结构工程的重要组成部分。 　　（2）联肢墙，主要是指在剪力墙上开有一列或者多列洞口，洞口的尺寸相对较大，而剪力墙的总体受力相当于通过洞口个连梁组成的一系列墙肢。联肢墙是由多组连梁连接起来的特殊形式剪力墙，但是由于一般连梁的刚度小于墙肢的刚度，所以，墙肢单独的作用也就显得尤为重要。 　　（3）壁式框架，主要是指在联肢墙中，洞口相对较大，使得墙肢的刚度明显减弱，而连梁的刚度则相对较强，剪力墙的受力特性接近于框架。与框架结构梁柱相比，剪力墙的厚度较小。框剪结构建筑中，壁式框架剪力墙可以单独设置，也可以利用楼梯间、电梯井及管道井等墙体，在各类房屋建筑中得到了广泛的应用。 　　3.剪力墙结构方案的选择 　　建筑剪力墙的设计方案有很多种，在确保建筑工程结构安全的前提下，应该选用合适的结构形式，达到最大限度地降低工程的造价。尤其是在初步设计阶段，应该选择合适的剪力墙结构体系，选用恰合适的建筑材料、当的构件截面尺寸，这都将在很大程度上降低工程造价。 　　层数较少的建筑可以采用短肢剪力墙结构体系，对于层数在20层以下的住宅建筑若采用传统的现浇剪力墙结构，由于墙体多为构造配筋，各墙肢的实际轴压又一般会比计算值偏小，就会导致墙体的承载力不能充分发挥出来，而采用短肢剪力墙结构，就可以很好地解决这些问题，在7度区层数小于20层的高层住宅建筑采用短肢剪力墙结构可以将结构顶点周期、位移、水平地震剪力等控制在合理范围以内，将部分的混凝土墙用砖墙替换，减轻墙体自重，既加大了结构的延性，提高结构的抗震性也使得工程费用随之降低。当建筑物的层数超过20层时，最好还是采用传统的现浇剪力墙结构，层数过大的建筑结构中若再采用短肢剪力墙结构，那么就会使得结构刚度不够，结构底部的剪力系数也会较低，层间位移与顶点的位移值就很有可能超出规范要求，结构的安全性偏低。 　　在框支剪力墙高层建筑结构中，上部结构其实也可以采取短肢剪力墙结构。框支剪力墙结构中，为了降低上下层的刚度变化，采用适当减少剪力墙刚度的短肢剪力墙结构，比加大下层刚度的方法，明显具有良好的经济效益。 　　 　　4．剪力墙结构的优化设计措施 　　4.1合理应用剪力墙结构设计理念与计算方法 　　在剪力墙结构设计中，必须选择合理的设计方案，这是保证建筑主体结构质量的重要环节。剪力墙结构处于受弯工作状态时才能有展现良好的延性，所以，剪力墙的形式应以高细为主，如果剪力墙过长，可能形成低宽剪力墙，由于剪力