高层建筑的剪力墙体系结构设计论述[精品资料]

高层建筑的剪力墙体系结构设计论述 -精品资料 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 最新最全的 学术论文 期刊文献 年终总结 年终报告 工作总结 个人总结 述职报告 实习报告 单位总结 摘要 : 剪力墙结构体系是一种抗剪性能较好的结构，在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载，设计时要考虑建筑施工的具体情况，既要安全合理，又要考虑经济问题，尽量避免竖向刚度突变，确保其刚度。本文结合笔者多年的高层建筑设计经验，对剪力墙结构的类别及优缺点进行了分析，对高层 建筑剪力墙结构设计的基本要求、基本原则、设计方法进行了探讨，以期为相关技术人员提供借鉴。 关键词 : 高层建筑 剪力墙 结构 设计 S611 A 正文： 在剪力墙结构设计过程中 ,应综合考虑安全适用、技术先进、经济合理、方便施工 ,注意节能、节水、节地、节材和环境保护 “ 四节一环 ” 要求。注意各专业的合理沟通交流 ,在满足规范规定要求的前提下 ,设计出符合人们使用要求的建筑。对于从事高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，并能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。 1.剪力墙结构类别及优缺点 1.1 剪力墙结构类别 将建筑的墙体作为竖向承重和抗侧力结构体系的被叫做剪力墙结构，剪力墙结构类别有整体墙和联肢墙。根据不同类型墙体的特点、受力特征、墙体内力分布进行配筋和构造。整体墙包括山墙、鱼骨式结构片墙、小开洞墙 ； 联肢墙是由梁连接的剪力墙。在剪力墙上可以进行开洞设计，当洞口越大时，越接近剪力墙的框架 。 1.2 剪力墙结构优点 : 剪力墙的承载能力较强，侧向的刚度大、变形小，剪力墙墙面平整适用于单层高度较小的建筑，例如 : 住宅、宾馆等。剪力墙结构缺点 : 剪力墙结构自身重量较大，高层建筑平面布置的局限性有限，难以获得更大的建筑空间。剪力墙可以分为框支剪力墙结构与框架剪力墙结构，框支剪力墙结构是将剪力墙结构的建筑底层做成框架结构，适用于做成转换层高层建筑。框架剪力墙结构可以将框架与剪力墙一同作为承载体，可接收来自竖向与水平方向的荷载，其中框架主要用来承担来自竖向的荷载，剪力墙主要用来承载来自横向的剪切 力。 2.剪力墙结构设计的基本要求 剪力墙的刚度较大，整体性较好，容易达到承受的荷载要求。剪力墙结构计算工作比较复杂且工作量较大，在建筑施工时，要针对不同的剪力墙结构的受力特点进行计算。剪力墙结构体系是一种抗剪性能较好的结构，设计时要考虑建筑施工的具体情况，设计时应尽量避免竖向刚度突变，确保其刚度。设计师主要考虑以下几个方面： 2.1 剪力墙界面的厚度要求 剪力墙厚度尽量小的优点主要是保证剪力墙平面的刚度及其稳定性。当剪力墙相较于墙体平面外面时，相交处可以作为剪力墙的 支撑，对于平面外的刚度与未稳定性有很好的保证。剪力墙最小厚度确认时，计算依据主要是建筑物层高及无支长度中的较小值。进行抗震设计时，底部加强区根据地震的具体大小情况来设计，地震越大，底部加强区所占层高或者无支长度总面积比较越大，且面积一般不小于 160mm。非抗震设计时，底部加强区一般不会大于层高或无支长度的百分之25%。 2.2 剪力强结构中混凝土强度等级要求 剪力墙中混凝土要求相对较高，等级最少要为 C20，如果剪力墙结构中带有筒体与短肢，那么其中的混凝土强度最少要为 C25。 2.3 剪力墙结构在进行抗震设计时，构造边缘的构件在剪力墙墙肢中是必不可少的。在非抗震设计中，其墙端部位的构件配置及钢筋配置都要符合相关的规定要求。 2.4 剪力墙结构设计中要考虑竖向分布时钢筋配筋率的最小值，主要作用就是保证混凝土墙体在受到弯力较大时出现裂缝时不至于立刻达到抗弯承载力的极限，还可以防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏。 2.5 剪力墙结构开洞构造设计。若是剪力墙结构中开洞较小，其影响较小在计算时可不必考虑在内。为了保证剪力墙结构截面的承载力，要在钢筋切断集中处将洞口补足，并且 钢筋直径最小要达到 12mm。具体施工要根据实际情况，边缘构件的设置根据实际情况。 2.6 高层住宅剪力墙结构体系受到的竖直方向荷载比较大，竖直荷载包括建筑整体的自身重量及楼面荷载产生的影响。由于荷载的存在，竖直方向会产生轴力，是连续梁内出现弯矩。计算时依据的是其受力面积。若是水平荷载，其计算就要按平面考虑了。 3.2.7 剪力墙合理定位 剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置；对于抗震设计的剪力墙结构应特别避免仅单向有墙的结构布置形式。 (1)对一般的矩形、 L 形、 T 形等平 面则沿着两条轴线的方向进行布置。 (2)对于部分三角形平面、 Y 形平面则可以沿其三个轴线方向布置。 (3)对正多边形，圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。总之剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。 3.高层建筑剪力墙设计原则 3.1 一般设计原则。剪力墙结构在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载，剪力墙结构的设计既要安全合理，又要考虑经济问题。 设计过程中，各种位移限制值都要满足，结构构件中抗侧力构件的作用也要充分考虑到。设计时，剪力墙的数量也要满足位移限制值相关规范的要求，数量应该尽量少，但又不能影响基本振犁的要求。建筑中剪力墙结构所承受的倾覆力矩应不小于总数的一半。 3.2 调整楼层最小剪力系数方面的原则。设计中剪力墙结构的布置要尽量减小，大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案，侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小，但不能超出规范的极限范围，短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于 1:4，这样既可以减轻结构自重，同时降低了地震带来的危害又可以节约用费。 3.3 调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则。规范规定的最大的楼层间的位移在计算的时候，如果楼层地区地震比较频繁，所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形，应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。高层建筑重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。结构的剪切变形由竖向构建的数量决定着，在建设施工中，有足够多数量的构件还是远远不够的，更要考虑构建的布局是否合理，如果不合理，就会产生过大的扭转变形，楼层间的位移就 达不到要求。因此，对于高层建筑而言，不能只是以楼层间的位移来确定竖向构件的刚度，而应该尽量减小扭转变形。 3.4 高层建筑剪力墙布置原则。高层建筑剪力墙的布置是沿着主轴方向或者其他某一方向进行双向布置，在同一平面内剪力墙的布置要保持均衡。高层建筑剪力墙的高与宽通常尺寸都比较大，厚度又较薄，在墙体受力方面受到水平剪力、弯矩、竖向压力。高层建筑的剪力墙需要具有抗震、抗风载的能力，所以其结构需要满足非弹性变形和避免脆性剪力断裂，剪力墙的设计类型可以尽量采用延性弯曲型。 3.5 调整剪力墙结构连续超 限方面的原则。剪力墙结构的连续跨高比太小会导致弯矩出现及剪力过大，超过规范限度，跨高比一般大于或等于 2.5。规范规定，在跨高比小于 5的时候，连续梁不能够拆减。跨高比的正确选择，可以很好地避免弯矩及剪力过量，可保持在规定范围内。在结构设计时，如果可以有效合理的用上这些，可以大大降低工程成本。剪力墙结构不只应该符合相关规定，在设计时要考虑多方面的因素，建筑物的平面、立面应尽量均匀，剪力墙结构应尽量远离房屋中心，以保证房屋整体的抗扭。 4. 剪力墙结构设计方法 4.1 高层建筑物的受力特点与支 撑件 对于高层建筑而言，越高所承受的竖直压力就越大，水平风荷影响也越大，所承受的外力主要就是水平和垂直方向。对于比较低的建筑来说，高度较低，地基面积较大，相对而言所受的风荷及地震影响就很小，在高层建筑上，水平荷载产生的倾覆力会很大，设计人员主要考虑的问题是水平荷载，轴向变形及结构延性等方面。 4.2 水平载荷 建筑物的高度达到一定数值后，它们在竖直方向上承载的荷载变化量并不大，所承受的风荷载以及地震作用的水平荷载会呈现一定的规律性，建筑物的结构特性不同，风荷载及地震水平荷载则会 随之发生较大变化。 4.3 轴向变形 建筑物越高，竖向荷载越大，竖向荷载越大，连接柱中的轴向变形就会越大，相应的，连续梁的弯矩所受影响就会越大，预制构件的下料长度也会受影响而有所改变，由此可见，在施工时必须计算出轴向变形值，并及时调整下料长度。 4.4 结构侧移 高层建筑的结构设计关键之一是结构侧移的控制，楼房越高，水平荷载下结构的侧移就会越大，对于楼房的稳定性威胁也就越大，因此，高层建筑物的结构侧移一定要严格控制，以确保楼房的稳定性。 4.5 结构延性 相对于低层建筑而言，高层建筑的结构柔和性较好，在地震侵袭发生较大震动时，会产生较大的变形。建筑物在塑性变形阶段中对变形能力的要求相对较高，要想保证结构延性，必须在建筑设计中采取一定的措施。 5.结语 高层建筑剪力墙结构设计的主旨是发挥这种结构刚度大、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 ,正在逐渐代替框架结构中的梁柱，剪力墙体系的主要作用是承受建筑物竖直和水平方向的各种荷载引起的内力，对于其他结构的水 平力也可以很好地控制，对剪力墙体系的深入研究对高层建筑的设计有着重要的意义。 参考文献： 1龚海秀 .剪力墙结构设计的几点体会 J.江西化工，2010， 02 2薛云飞，马晓霞 .谈剪力墙结构设计中的几个问题J.陕西建筑， 2008， 06 3赵守勇 .剪力墙结构设计分析 J.煤炭技术 .2011.9. 阅读相关文档 :浅论电力企业财务管控体系存在问题及对策 框 剪结构在地震荷载下的优化设计 城市轨道交通轨道减振设计与研究 高压旋喷桩配合锚 网喷支护施工水下系梁的技术分析 刍议建筑工程施工的有效管理 浅议毛石挡土墙工程施工的工艺及标准 连续刚构底板防崩设计及合龙顶推效应分析 桥梁施工裂缝成因及防措 浸水挡土墙设计及施工应注意的问题探讨 浅析自动气象站场室防雷技术的设计要求