论文部分内容阅读
摘要：本文对某地区高层住宅建筑结构进行了分析，阐明了高层建筑剪力墙结构整个建筑设计的重要性，并着重对剪力墙结构特点和结构布置进行了描述，此外探讨了高层建筑剪力墙结构建设中所应当注意的一些问题。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计；分析探讨
引言
高层建筑是这个快速发展时代的产物，它反映了一个城市的经济发展水平。随着时代的迅猛发展，高层建筑作为现代化的象征俨然成为城市建筑的主流。这就要求高层建筑要满足两个特征，即经济性和抗震性，对相同建筑来说，使用不同的墙体结构来进行布置，其经济效益大不相同，主要是因为混凝土含量和钢铁的含量存在较大差距。本文以某地区18层剪力墙建筑为例，分别对剪力墙结构的经济性能和抗震性能进行分析。
1、高层建筑剪力墙结构的概念设计
高层建筑在承受垂直荷载的同时还要承受水平荷载，此外还要抵抗地震，高层建筑中，抗震作用和水平荷载已经成为其制约因素。高层建筑不仅要有强大的负载能力，还有有较强的抗侧刚度，将变形控制在一定范围内。剪力墙在水平力作用下会逐渐变得弯曲。剪力墙结构整体性较好，侧向刚度大，承载力度高，并且一般没有梁、柱外露，所以一般用于布置房间内部。但其结构延展性较差，不适用于大空间房屋。剪力墙结构的刚度较大，因此适用于制造比框架更高的建筑，比如小区住宅以及宾馆等，而不适用于餐厅、商场等。
2、剪力墙结构设计优化
2.1通常在剪力墙结构中，剪力墙应该沿指定方向双向布置，反而形成一个小的空间结构。若要将剪力墙结构应用至抗震设计，所以要避免剪力墙的单向布置，并且要确保两个受力方向的抗侧刚度相接近，以确保其有更好的利用价值及工作性能。剪力墙拥有较大的承载力以及良好的抗侧刚度，要想充分发挥其优势，就要减轻其结构的重量，增大其利用空间，并且墙布置应该均匀，不宜过密。
2.2剪力墙墙肢的截面一定要规则简单，竖向刚度应当均匀，门窗洞口上下都要对齐，形成规则的墙肢，保证其应力分布均匀，这与当前普遍使用的设计图相一致，因此这种设计结果十分可靠。如果剪力墙的洞口布置出现问题时，可利用墙内配钢筋的方法形成框架形式来进行解决。
2.3剪力墙如果较长的话，应该开设少量洞口，将其分为长度均匀的若干墙段，每个墙段之间用弱连梁连接起来，将每个独立墙段的高度与截面高度之比控制在2以上，避免强出现脆性破坏。抗震设计的时候，不要在洞口之间形成小墙肢，即截面高度与厚度之比要大于4 。若其小于4，就按照框架结构设计。
2.4剪力墙的平面内刚度以及承载力比较大，但其平面外刚度以及承载力都比较小，所以要确保剪力墙平面外的相对稳定，控制其弯矩。在剪力墙墙肢与外界梁相连的时候，应采取一定措施来减少梁部弯矩对墙的不利影响。
2.5设计人员在设计剪力墙时，应该仔细对结构进行分析，在满足周期比、位移比等各项指标的基础上确定每层剪力墙的厚度，同时要对不同抗震等级的轴压比的稳定性和构造要求进行仔细分析。对在7度到8度的普通的住宅来说，墙的厚度大多情况下是由大多情况下是由稳定性和构造要求控制的。
3、工程事例
3.1工程概况
某住宅共高18层，无地下室，均为居民住宅，建筑总长54.9m，建筑面积约为6400m3，按8度抗震设防，剪力墙二级，混凝土的强度等级为C30-C25，板采用的是HPB300，梁采用的是HRB400，墙采用的是HRB335。
3.2结构布置
原结构采用的是纯剪力墙结构，通过SATWE计算后，发现该剪力墙结构设计的利用率极低，底层墙肢轴压比在0.3-0.4之间，结构位移的范围在1.2之内，位移角和结构周期整体偏小，整个建筑结构整体偏刚。对于其中存在的一些问题，对其结构布置作了相关调整，从而达到优化的目的。
3.3指标分析
从上述表中可以明确看出，原结构整体刚度偏大，楼层之间的位移角偏小。经过优化之后其结构刚度分布均匀且适中，周期与位移角较之前相比都有所提升，但仍在标准之内，通过调整后地震吸收力较之前相比下降了许多，位移比較之前也有所增加，但仍保持在范围之内。结构布置和墙肢长度也有所调整，底层轴压比被控制在0.5以下了，剪力墙刚度大，承载力高的优势得以充分发挥。综上所述：方案一和方案二均符合建设标准，但明显方案二要比方案一更为合理，成本也比方案一低，所以对结构设计进行优化是很有必要的。
4、结语
目前设计单位的比较多，设计人员应接不暇，这就使得大多项目存在优化空间。优化建设不仅是建设方所追求的，同时也是设计方所追求的，将优化设计应用至建设领域，不但能够节省能源，保护环境，还能极大程度地缩短工作周期，降低项目成本，这是建筑领域设计者一直追求的目标。
参考文献：
[1]陈耀. 高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J]. 福建建材，2011（04）：36-37+39.
[2]王和平. 高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J]. 四川建材，2008（05）：85-86.
[3]李靖. 高层建筑剪力墙结构优化设计分析[J]. 低碳世界，2016（01）：116-117.
[4]杨现东. 高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J]. 四川建材，2016，42（02）：47-48.
作者简介：
姓名：聂长龙～出生：1984.07.05～性别：男～民族：汉族～籍贯：黑龙江省牡丹江市～学历：本科～目前职称：中级～工作性质或研究方向：建筑工程结构设计。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计；分析探讨
引言
高层建筑是这个快速发展时代的产物，它反映了一个城市的经济发展水平。随着时代的迅猛发展，高层建筑作为现代化的象征俨然成为城市建筑的主流。这就要求高层建筑要满足两个特征，即经济性和抗震性，对相同建筑来说，使用不同的墙体结构来进行布置，其经济效益大不相同，主要是因为混凝土含量和钢铁的含量存在较大差距。本文以某地区18层剪力墙建筑为例，分别对剪力墙结构的经济性能和抗震性能进行分析。
1、高层建筑剪力墙结构的概念设计
高层建筑在承受垂直荷载的同时还要承受水平荷载，此外还要抵抗地震，高层建筑中，抗震作用和水平荷载已经成为其制约因素。高层建筑不仅要有强大的负载能力，还有有较强的抗侧刚度，将变形控制在一定范围内。剪力墙在水平力作用下会逐渐变得弯曲。剪力墙结构整体性较好，侧向刚度大，承载力度高，并且一般没有梁、柱外露，所以一般用于布置房间内部。但其结构延展性较差，不适用于大空间房屋。剪力墙结构的刚度较大，因此适用于制造比框架更高的建筑，比如小区住宅以及宾馆等，而不适用于餐厅、商场等。
2、剪力墙结构设计优化
2.1通常在剪力墙结构中，剪力墙应该沿指定方向双向布置，反而形成一个小的空间结构。若要将剪力墙结构应用至抗震设计，所以要避免剪力墙的单向布置，并且要确保两个受力方向的抗侧刚度相接近，以确保其有更好的利用价值及工作性能。剪力墙拥有较大的承载力以及良好的抗侧刚度，要想充分发挥其优势，就要减轻其结构的重量，增大其利用空间，并且墙布置应该均匀，不宜过密。
2.2剪力墙墙肢的截面一定要规则简单，竖向刚度应当均匀，门窗洞口上下都要对齐，形成规则的墙肢，保证其应力分布均匀，这与当前普遍使用的设计图相一致，因此这种设计结果十分可靠。如果剪力墙的洞口布置出现问题时，可利用墙内配钢筋的方法形成框架形式来进行解决。
2.3剪力墙如果较长的话，应该开设少量洞口，将其分为长度均匀的若干墙段，每个墙段之间用弱连梁连接起来，将每个独立墙段的高度与截面高度之比控制在2以上，避免强出现脆性破坏。抗震设计的时候，不要在洞口之间形成小墙肢，即截面高度与厚度之比要大于4 。若其小于4，就按照框架结构设计。
2.4剪力墙的平面内刚度以及承载力比较大，但其平面外刚度以及承载力都比较小，所以要确保剪力墙平面外的相对稳定，控制其弯矩。在剪力墙墙肢与外界梁相连的时候，应采取一定措施来减少梁部弯矩对墙的不利影响。
2.5设计人员在设计剪力墙时，应该仔细对结构进行分析，在满足周期比、位移比等各项指标的基础上确定每层剪力墙的厚度，同时要对不同抗震等级的轴压比的稳定性和构造要求进行仔细分析。对在7度到8度的普通的住宅来说，墙的厚度大多情况下是由大多情况下是由稳定性和构造要求控制的。
3、工程事例
3.1工程概况
某住宅共高18层，无地下室，均为居民住宅，建筑总长54.9m，建筑面积约为6400m3，按8度抗震设防，剪力墙二级，混凝土的强度等级为C30-C25，板采用的是HPB300，梁采用的是HRB400，墙采用的是HRB335。
3.2结构布置
原结构采用的是纯剪力墙结构，通过SATWE计算后，发现该剪力墙结构设计的利用率极低，底层墙肢轴压比在0.3-0.4之间，结构位移的范围在1.2之内，位移角和结构周期整体偏小，整个建筑结构整体偏刚。对于其中存在的一些问题，对其结构布置作了相关调整，从而达到优化的目的。
3.3指标分析
从上述表中可以明确看出，原结构整体刚度偏大，楼层之间的位移角偏小。经过优化之后其结构刚度分布均匀且适中，周期与位移角较之前相比都有所提升，但仍在标准之内，通过调整后地震吸收力较之前相比下降了许多，位移比較之前也有所增加，但仍保持在范围之内。结构布置和墙肢长度也有所调整，底层轴压比被控制在0.5以下了，剪力墙刚度大，承载力高的优势得以充分发挥。综上所述：方案一和方案二均符合建设标准，但明显方案二要比方案一更为合理，成本也比方案一低，所以对结构设计进行优化是很有必要的。
4、结语
目前设计单位的比较多，设计人员应接不暇，这就使得大多项目存在优化空间。优化建设不仅是建设方所追求的，同时也是设计方所追求的，将优化设计应用至建设领域，不但能够节省能源，保护环境，还能极大程度地缩短工作周期，降低项目成本，这是建筑领域设计者一直追求的目标。
参考文献：
[1]陈耀. 高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J]. 福建建材，2011（04）：36-37+39.
[2]王和平. 高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J]. 四川建材，2008（05）：85-86.
[3]李靖. 高层建筑剪力墙结构优化设计分析[J]. 低碳世界，2016（01）：116-117.
[4]杨现东. 高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J]. 四川建材，2016，42（02）：47-48.
作者简介：
姓名：聂长龙～出生：1984.07.05～性别：男～民族：汉族～籍贯：黑龙江省牡丹江市～学历：本科～目前职称：中级～工作性质或研究方向：建筑工程结构设计。