探究高层住宅剪力墙结构优化设计.docx

探究高层住宅剪力墙结构优化设计【摘要】剪力墙结构以其经济和安全优势被现代高层建筑所应用。本文对剪力墙结构设计进行分析并通过其设计过程中的注意点讨论提出在剪力墙结构优化中的落足点、关键点以及结构措施。【关键词】高层住宅；剪力墙结构；优化设计随着城市化进程的加快高层建筑越来越多在当下经济环境下要实现建筑效能的最大化发挥在其结构设计中必须打破常规采用空间布置法实行结构转换层而出于经济因素分析剪力墙结构则是进行高层住宅设计的首选。一、剪力墙结构设计分析1、剪力墙结构设计应用于高层住宅的优势分析在现代建筑设计中必须考虑到建筑质量、建筑安全、建筑经济效益等剪力墙结构作为经济性价比最高的设计方式被广泛应用到高层住宅建筑设计中而从其结构设计分析来看其具有一定的优势：抗震性、减压力是衡量高层建筑质量的关键性标准而结构布置对建筑抗震性产生重要影响。在高层住宅中分隔墙较多、开间较小这就要求具有轻质的材料应用而剪力墙结构是一个局部概念可有效降低承载墙的数量这就减少了建筑压力同时减少了建筑用材具有经济性。从剪力墙外观设计来看其设计整齐、没有露梁和漏柱这就保证了建筑施工的美观性也便于室内装修。由此看来建筑设计处于实现其经济原则、安全因素、美观原则的需要采用剪力墙结构进行设计具有优势性。2、剪力墙结构设计的注意点剪力墙结构设计中要合理控制剪力墙结构的刚度、数量、转接层控制、设计计算等方面以实现结构设计的合理性以及安全性。其一剪力墙结构墙体越多其带来的建筑压力就越大造成地震的反应度就越大易造成安全危及；剪力墙结构的刚度越大地震影响力就越大若配筋率低则延性差这就要求在进行设计中进行刚度、延展性以及抗压性设计。其二在转换层控制中要在建筑荷载能力的控制下进行要依据强转换弱上部的原则进行设计并可根据强柱弱梁的方式进行框支架设计以便于提升建筑的抗震能力。其三在结构设计计算中要在细算后预留一定的富裕量按照相应的剪力墙系数标准进行设计；在进行剪力墙空间布置上进行双向布置来实现其空间结构的美观性同时由于剪力墙自身的负重能力较高在进行经济性计算分析中要适度减少材料的投资如剪力墙有钢量约占到50-65%边缘构件约占30-50%因此其剪力墙的数量过多则会引起严重经济浪费所以在进行经济含钢量计算时一定要准确以实现剪力墙设计的经济效益和环保效益。二、高层住宅剪力墙结构的优化设计实现高层住宅的抗震能力、安全性是剪力墙结构设计的根本出发点在设计中剪力墙结构的含钢量、材质、各部位的转接与承和支持建筑的梁、柱等都是保证建筑安全的因素。从整体上看刚度控制与材料选择是进行建筑安全性控制的关键点。其一增强墙量与刚度。一般来说高层住宅占用空间较大其本身具有自身负载较大在设计中考虑到整体建筑结构一般会采用框支剪力墙结构其要求框架侧移曲线成剪切型剪力墙的侧移曲线弯曲这就要求在设计过程中要进行两者力度的协调在建筑周边均匀布置剪力墙若平面形状变化较大则在凸起部分进行剪力墙结构设计如进行T型、L型的剪力墙结构设计以实现建筑刚性的增加。其二科学选用抗震材料。依据建筑地层和建筑层次进行材料选用如在建筑层升高的情况下混凝土强度等级为C45-C30剪力墙的厚度为450mm-300mm在现阶段我国一般采用型钢混凝土这就有效控制了转换断层面而其强度高于单纯的混凝土这就提升了构件的受压力和承载力有效实现了建筑抗震能力的提升。具体来看在高层住宅剪力墙结构设计中要准确把握住影响建筑安全性的各个因素合理计算建筑设计经济性按照标准进行建筑设计。1、转换层设计随着建筑功能的变化建筑上下结构的使用功能也发生变化在实现建筑结构变化中要注意建筑转换层结构的设计。当前常用的转换层有厚板转换层、巨型梁转换等而无论采用何种转换层设计方式都要通过强转换弱上部、强柱弱梁的设计来实现建筑的抗震性。具体来看其一进行转换层自身重量控制。采用梁系转换的方式来进行厚板厚度控制和转换层质量控制一部分采用厚板材料一部分采用薄板这就相对减轻了转换层自重这有利于实现建筑经济投入的降低。其二进行刚度控制。高位转换时转换层的刚度逐渐提升这就要求调整转换层上下部分的刚性比通过空间分析的方式来确定水平作用力下的层间位移角采用参与组合的振型数进行结构分析如在设计时采用部分封底的方式来实现空间承载力控制并将转换层上下楼板控制在200mm而在一些箱型转换层中则进行箱内挖空提升挖空率的方式来进行转换层质量和刚性控制。其三进行转接控制。在转换梁与中筒连接设计中要把钢筋混凝土柱连接在转接范围内的筒体处加强连接以防止地震时脱节现象的发生。2、结构措施在剪力墙结构中建筑层次对其影响巨大而上部剪力墙设计中的刚度、