高层建筑剪力墙结构的优化设计.docx

高层建筑剪力墙结构的优化设计HYPERLINK"//www.cbi360.net/"\h本文结合高层建筑的的结构设计，论述了高层建筑剪力墙结构的概念设计，提出了剪力墙结构设计和计算的优化方法，结合工程实例，分析了剪力墙结构优化设计方法的应用。HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/20170711/80737.html"\h在经济建设不断发展的过程中，人们的生活需求不断变化，基础设施建设的规模逐渐扩大，高层和超高层建筑业随之诞生，很大程度上反应出国家建筑科技和经济发展水平的提高[1]。人口密度不断增长的过程中，高层建筑成为当今城市建设的主要趋势，也代表着城市现代化水平。为了提高高层建筑的抗震性和经济性，国内众多学者开展了对剪力墙结构的研究。针对同一建筑，经济指标的差异会由于结构墙体布置的不同而不同，主要影响因素为混凝土用量和钢材量。1高层建筑剪力墙结构的概念设计HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/20170710/80482.html"\h高层建筑需要保持较高的稳定性，在承受梁内所有重力载荷的同时，必须要承受外界风力和地震的影响，避免出现过大的振动和水平位移，保证建筑内的装饰和填充墙等完好无损，为居住者提供舒适安全的环境。高层建筑结构同时承受水平和垂直载荷，在低层结构中，水平位置的载荷较小，通常情况下可以忽略不计。在高层结构中，水平位置的载荷和地震都会对建筑造成影响，成为共同的控制因素。在建筑物高度不断增加的同时，水平载荷的位移也将发生变化，因此在高层在高层建筑设计的过程中，必须综合考虑建筑的承载能力和抗侧刚度，对水平位置的载荷进行有效控制。HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/20170704/79877.html"\h在水平力作用下，剪力墙结构会出现侧向变形。剪力墙结构在垂直方向上可以承受较大的载荷，在水平方向上也可以承受较大的载荷，整体性较高，侧向刚度较大，在水平力作用下，发生的位移较小，在不采用梁柱等外凸装置的情况下，提高了房内布局的合理性，但是无法提供更大的住宅空间，结构延性存在一定的缺陷。建筑物的地下室有多层时，需要采用部分框支剪力墙结构，设置科学的过渡层，保证框架-剪力墙结构向剪力墙结构良好过渡。剪力墙结构在水平方向和垂直方向上承受的载荷均较大，可以广泛应用于高层建筑，主要应用于以小房间为主的住宅，例如宾馆、公寓等。宾馆中需要较大的空间时，将其设置在另外的建筑单元中。为了满足不同方向水平力的要求，针对矩形平面，往往将剪力墙设置在纵横两个方向上，针对圆形平面，剪力墙设置在沿径向位置和环向位置上，针对三角形平面，剪力墙结构沿三个主轴方向设置[2]。2剪力墙结构设计和计算的优化方法2.1结构设计的优化剪力墙结构中的空间结构，一般沿主轴方向形成双向布置，如果剪力墙有抗震需求，需要保证多个方向的布置，使多个方向上的抗侧刚度相同，提高建筑物的空间工作性能。剪力墙具有较高的抗侧刚度和承载力，为了充分发挥剪力墙结构的性能，减轻结构重量，需要结合具体建筑增大剪力墙结构的可利用空间，合理控制墙体的布置密度，保证墙体结构具有良好的侧向刚度。在设计剪力墙墙肢截面的过程中，应秉持一定的规则，竖向刚度保持均匀，剪力墙结构的门窗洞口上下对其，在垂直方向上成列布置，保证墙肢和连梁的准确性，另外，需要提高应力分布的均匀性，结合设计图纸，提高设计的安全性和可靠性。在设计过程中，保证墙肢刚度相同，如果剪力墙结构的洞口出现错?或者叠合的情况，必须将墙内配筋设置成框架形式[3]。如果剪力墙结构的长度较长，必须开设合适的洞口，将剪力墙分割成长度均匀的墙段，利用弱连梁将不同墙段连接起来，为了避免剪力墙结构引发剪切破坏，不同的独立墙段的总高度必须为界面高度的2倍以上。在抗震设计过程中，如果小墙肢截面的高度小于墙厚度的4倍，应设置合理的框架柱，并对框架柱的加密区进行全高加密。由于剪力墙结构平面内具有较大的承载力和刚度，而平面外刚度和承载力较小，因此为了提高剪力墙结构平面外的稳定性，必须对剪力墙平面外的弯矩进行控制。如果剪力墙结构和平面外的楼面梁连接时，必须避免梁端弯矩对墙体造成的影响。由于结构的抗侧刚度会受到剪力墙布置方式的影响，因此一般都会将剪力墙自下而上布置，同时在垂直方向山给改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，或者可以减少一部分墙肢，减小侧向刚度。必须注意到剪力墙结构如果沿垂直位置不连续，将导致刚度突变，影响建筑结构的抗震效果。剪力墙设计过程中，先结合实际工程对结构进行分析，符合层间位移、周期比等指标的要求，确定出剪力墙厚度，结合建筑的抗震需求，满足结构的构造要求。2.2计算优化HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/2017080