浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计
浅谈高层建筑框支剪力墙结构设计
发表时间：2019-11-06T17:01:47.040Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年16期作者：韩伟
[导读] 当前，随着我国社会经济的发展和人们生活水平的日益提高，人们对建筑设计工作也有了更高的要求。韩伟
睢宁县规划服务中心江苏睢宁 221200
摘要：当前，随着我国社会经济的发展和人们生活水平的日益提高，人们对建筑设计工作也有了更高的要求。建筑工程设计包含许多方面，建筑结构设计是其主角。而剪力墙结构设计作为建筑结构设计链中的重要一环，确保其建筑结构的设计质量是其必要条件。基于此，本文结合某高层框支剪力墙结构的设计为例，对梁式转换结构设计的特点和需要注意的问题进行重点分析和探讨，以期为相关工程设计结构提供一定的借鉴参考。
关键词：高层建筑；框支剪力墙；结构设计；梁式转换
剪力墙具有十分良好的抗震、抗风能力，在高层建筑中得到了广泛的应用。在设计高层建筑框支剪力墙结构过程中，不但要考虑建筑结构的需要，而且要完善结构设计的各种抗震措施。在进行结构的布置时，应严格按照规范要求，例如转换层上下结构的侧向刚度、结构在地震作用下的位移角和扭转效应等，这样能使结构布置局合理。本文主要结合某高层框支剪力墙结构的设计为例，对梁式转换结构设计的特点和需要注意的问题进行了阐述。
1 工程概况
选取某高层商住楼建筑工程项目为例，主要是由商业裙楼和高层塔楼构成，楼层分别是由 3 层 4.8m 层高地下室和地上 30 层构成，建筑高度为 103.2m。地下室主要用途为停车库和设备用房；地上 1 ～ 3层为商业用房，层高均为 4.5m；第 4 层为转换层，层高为 5.7m；
5 ～ 30 层为住宅，采用剪力墙结构体系，层高均为3.0m。本工程的设计是按照 PKPM-SATWE程序进行计算，地震基本加速值和设计特征周期分别为 0.05g 和 0.35s，属于稳定建筑场地。
2 结构方案及布置
按照有关单位的要求，该高层住宅楼每层都有面积和户型不相同的 10 户。为了使建筑有效面积更大，经过多方的论证后，将对该楼采取大开间剪力墙结构。为了更好地使空间建筑功能的要求得到满足，将决定对底部 3 层的商业用房采取框支剪力墙结构体系。从结构受力角度分析，框支剪力墙结构体系不利于抗震而且受力复杂，设计时应遵守转换次数和传力途径减少的原则。在设计本工程的时候需要解决以下两项重点问题：（1）确保沿着竖向，结构刚度能够变化均匀，上下贯通构件尽可能争取多。（2）为了使不落地剪力墙能够直接通过转换层托梁，需要对裙楼柱网进行合理布置。
3 梁式转换层的结构设计要点
3.1 抗震等级的确定
鉴于框支剪力墙结构体系，其上部为纯剪力墙结构体系，下部为框架—剪力墙结构体系，因此应当结合构件对应结构体系确定出相应的抗震等级。结合本工程上部结构存在不同结构体系，需要严格按照现行规范的不同章节，有针对性地确定其抗震等级，不能像单纯的框架结构或者剪力墙结构那样笼统进行确定。本工程是一种“框支剪力墙”，98.7m 高度、6 度设防，框支框架、剪力墙底部加强部分和非底部加强部分等级别为二级、二级和三级。本工程框支柱和剪力墙底部加强部位等级均为一级。
3.2 结构竖向布置
高层建筑的侧向刚度比较适合上面小，下面大，不宜出现刚度突变。对于带转换层结构体系来说，较易出现刚度突变情况。结合《高层建筑结构设计规程》关于转换层结构侧向刚度要求考虑，因为本项目为高位转换结构，转换层上下等效侧向刚度比差不多达到 1。在设计过程中，一般是遵循下部强化，上部弱化的原则，同时不要出现薄弱层。其方法如下：
（1）为了使底部的刚度达到最大，可以通过沟通协商，对于剪力墙尽可能多地做到落地。一般而言，除了在底部需要设置核心筒部分剪力墙之外，还需要让两侧有一片剪力墙落地和 L 型剪力墙落在北部基础上。
（2）底部剪力墙厚度需要增大，上部的厚度需要减小，对于转换层上下剪力墙的厚度分别控制为 200mm 和 400mm 厚。（3）为了避免底部剪力墙的刚度被削减太多，不要对其进行开洞。
（4）可以采取 C55 混凝土来增加底部柱、墙混凝土的强度等级。
3.3 结构平面布局
本项目转换层上部属于剪力墙结构体系，下部为框架剪力墙结构体系，同时由于建筑平面不对称性，因此质心和刚心会存在较大偏差。经多次分析试算，得出了最佳结构布置。通过分散均匀布置剪力墙，同时尽量先布置周边剪力墙，保证结构有较好的抗扭能力。计算结果表明，本结构的质量和刚度中心偏差在 1m 以内，以扭转为主和平动为主的第一自振周期比为 0.75，各层最大水平位移和层间位移比例不超过1.4，这些符合平面布置和控制扭转的规定。
4 结构计算和分析
使用 SATWE 软件的三维壳元有限元模型和 PMSAP 软件的墙元及杆元模型对其结构整体进行计算和复核，结构自振周期计算结构如表 1、表 2 所示。
从表 1 和表 2 中的 SATWE 和 PMSAP的计算结果可以看出，其结果都是在现行规范和工程经验合理值的范围内，表明了结构总体是合理布置的。此外，还采取了高精度平面有限元软件 FEQ 分析了复杂受力的部位的应力情况，并按照应力进行配筋设计校核，需注意以下几点事项。
（1）只能对主梁承托的框支橸进行分析。
（2）在截取计算橸的时候，为了更好地将整体分析的误差减低到最小，最好是截取全轴线。（3）层数的截取，一般是按照框支层以上 3 层为最。
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
高层建筑结构设计(本)A答案
考试试题纸（A卷） 课程名称高层建筑结构设计 (本) 专业班级 一、填空题（每题3分，共15分） 1. 由梁、柱组成的结构单元称为框架，全部竖向荷载和侧向荷载由它承受的结构体系称为框架结构。 2. 我国房屋建筑采用三水准抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。 3. 建筑物动力特性是指建筑物的自振周期、振型与阻尼，它们与建筑物的质量和结构的刚度有关。 4. 在任何情况下，应当保证高层建筑结构的稳定和有足够抵抗倾覆的能力。 5. 当高层结构高度较大，高宽比较大或抗侧则度不够时，可用加强层加层，加强层构件有三种类型：伸臂、腰桁架和帽桁架和环向构件。 二、判断题：（每题3分，共15分） 1. 框架结构可以采用横向承重、纵向承重，但不能是纵横双向承重。（×） 2. 平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。（√） 3. 高层建筑结构的设计，要根据建筑高度、抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构体系，建筑体形和结构总体布置可忽视。（×） 4. 为了避免收缩裂缝和温度裂缝，房屋建筑可设置沉降缝。（×） 5. 抗震概念设计中，核芯区的受剪承载力应大于汇交在同一节点的两侧梁达到受变承载力时对应的核芯区的剪力。（√） 三、单选题：（每题3分，共15分） 1. A级高度钢筋混凝土高层框架结构在7度抗震设防烈度下的最大适用高度：（A） A. 55 B. 45 C. 60 D. 70 2. 钢结构框架房屋在8度抗震设防烈度下适用的最大高度：（B） A. 110 B. 90 C. 80 D. 50 3. 按照洞口大小和分布的不同，将剪力墙划分类别，但不包括：（D） A. 整体墙 B. 联肢墙 C. 不规则开洞剪力墙 D. 单片墙 4. 梁支座截面的最不利内力不包括：（D） A. 最大正弯矩 B. 最大负弯矩 C. 最大剪力 D. 最大轴力 5. 框架柱的截面宽度和高度在抗震设计时，不小于：（C） A. 200mm B. 250mm C. 300mm D. 350mm 四、简答题（第一题10分，其它每题15分，共55分） 1. 工程中采取哪些措施可避免设置伸缩缝？ 工程中采取下述措施，可避免设置伸缩缝：
浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计分析
浅谈高层建筑剪力墙结构优化设计分析 发表时间：2016-04-06T11:26:58.690Z 来源：《基层建设》2015年28期供稿作者：黄伟志 [导读] 大象建筑设计有限公司随着经济和社会发展的需求，以及城市人口密度的持续增长。 黄伟志 大象建筑设计有限公司 310012 摘要：本文主要分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性，并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则，并对剪力墙结构的设计和计算分析中应注意的问题进行了探讨。高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物，是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。 关键词：高层建筑；剪力墙；结构 一、引言 随着经济和社会发展的需求，以及城市人口密度的持续增长，高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势，也是城市现代化的象征。为了满足高层建筑的抗震性和经济性，对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。对同一建筑而言，不同的结构墙体布置，其经济指标差异很大，主要是混凝土用量和含钢量的差距很大。 二、高层建筑剪力墙结构的概念设计 一幢高层建筑犹如一根竖直放置于嵌固于地基的开孔、带横肋的巨型空间构架式的“悬臂梁”。它不仅要承受“梁”内所有重力荷载的作用并保持稳定，而且要承受风荷载、地震等水平荷载的作用并保持一定的刚度，避免过大的水平位移和振动，保证“梁”内各种建筑装饰、填充墙等不受损坏，以提供“梁”内工作生活的人们有一个舒适的环境。 高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震作用将成为控制因素。随着建筑高度增加，位移增加最快，弯矩次之。因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力，而且需要较大的抗侧刚度，以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。 剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。缺点是不能提供大空间房屋，结构延性较差。 当地下室或下部一层、几层，需要大空间时（如商场、停车库等）即形成部分框支剪力墙结构。在框架-剪力墙结构和剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须设置转换层。剪力墙结构由于承受竖向力、水平力的能力均较大，横向刚度大，因此可以建造比框架结构更高、更多层数的建筑。但是只能以小房间为主的房屋，如住宅、宾馆、单身公寓。而宾馆中需要大空间的门厅、餐厅、商场等往往设置在另外的建筑单元中。为了适用任何方向的水平力（或地震作用），因此对于矩形平面，剪力墙在纵横双向均应设置；对于圆形平面，剪力墙应沿径向及环向设置；三角形平面，宜沿三个主轴方向设置剪力墙。 三、剪力墙结构设计和计算的优化 1、剪力墙结构设计方面的优化 （1）在剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，形成空间结构；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向布置剪力墙，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近，以使其具有较好的空间工作性能。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使其结构具有适宜的侧向刚度。 （2）剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，应力分布比较规则，又与当前普遍应用的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时，墙内配筋应构成“框架”形式。 （3）较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，以避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。抗震设计时，应尽量避免在洞口与墙边或在两个洞口之间形成墙肢截面高度与厚度之比小于4的小墙肢。当小墙肢截面的高度小于墙厚的4倍时，应按框架柱设计，箍筋按框架柱加密区要求全高加密。 （4）剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，应控制剪力墙平面外的弯矩，保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。 （5）剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响，剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变；允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级，或减少部分墙肢，使侧向高度沿高度逐渐减小。剪力墙沿高度不连续，将造成结构沿高度刚度突变，对结构抗震不利。 （6）在进行剪力墙设计时，应通过结构分析，在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度时，同时考虑不同抗震等级轴压比的影响及稳定性和相关构造要求。对于普通的住宅建筑在7度和8度地区，墙厚大多数情况下是按稳定和构造要求所控制的。 2、剪力墙结构计算方面的优化 在设计剪力墙结构时，应根据规范要求综合考察结构是否合理，如剪力墙结构的刚度不宜过大，在满足楼层最大层间位移与层高之比满足规范的基础上，以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果无限接近规范值；控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。剪力墙连梁是否超限；剪力墙的轴压比是否满足规范要求。 （1）楼层最小剪力系数的调整原则。在满足楼层最小剪力系数的前提下，尽可能减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度，使楼层最小剪力系数接近（不小于）规范限值。这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入，同时降低工程造价。 （2）楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑应尽可能扭转变形最小，但又不能仅根据这些层间位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度。在实际工程设计中，有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求，就不断地增加该项的侧向刚度。此举虽
剪力墙结构设计注意要点
剪力墙结构设计要点 整体规定 ◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度、8度抗震时，将本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时，应专门研究 （说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度） ◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时，应专门研究 ◆结构的最大高宽比： A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、7、6 ◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响； 其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响
◆考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9～1.0 ◆平面规则检查，需满足： 扭转：A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板：有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50％ 开洞面积≤该层楼面面积的30％ 无较大的楼层错层 凹凸：平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30％ ◆竖向规则检查，需满足： 侧向刚度： 除顶层外，局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25％ 楼层承载力：A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（宜）≥相邻上一层的80％ 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力（应）≥相邻上一层的65％ B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（应）≥相邻上一层的75％ （说明：楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和） 竖向连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力不得由水平转换构件（梁等）向下传递 ◆水平位移验算： 多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120 ◆舒适度要求： 高度超过150m的高层建筑，按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最
浅谈剪力墙结构优化设计
浅谈剪力墙结构优化设计 发表时间：2017-05-25T11:39:07.513Z 来源：《基层建设》2017年4期作者：王志华 [导读] 摘要：剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用，我们在施工设计中应根据具体的要求，选择最合适的优化，这样才能有效地保证我们工作的开展。 石家庄天大卓然建筑设计规划研究中心 050000 摘要：剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用，我们在施工设计中应根据具体的要求，选择最合适的优化，这样才能有效地保证我们工作的开展。 关键词：高层建筑；剪力墙结构 1、引言 剪力墙结构由于其自身的特点而在高层建筑中获得了非常广泛的应用，但是，随着2010年新的规范颁布，在高层建筑中剪力墙设计遇到了很多的新问题，这些问题困扰了我们工作的开展。那么如何适应新的标准、要求？这就需要我们做好高层建筑中剪力墙结构的优化设计，通过这一优化过程，我们不仅能够解决以往的问题，还能够使其获得更为广泛的应用。 2、剪力墙的概念、种类及设计原则概述 2.1剪力墙的概念 通常为了使框架结构更好的承受因荷载导致的内力以及更好的控制结构水平力，我们会将框架结构之中的梁柱使用钢筋混凝土墙板来代替，在这一过程中所采用的钢筋混凝土墙板结构就是剪力墙结构。在高层建筑中，剪力墙结构受到了广泛的应用。 2.2剪力墙种类 认识剪力墙的种类对于帮助我们优化设计意义重大，剪力墙的种类可以分为：整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙。其中整截面墙指的是其墙面上没有洞或者有洞但是洞口相较与墙面积而言较小。一般来说，后者的洞口面积与总面积的比值要小于16%，此外，洞口长边尺寸均小于洞口净距及洞口至墙边的净距。这种整截面墙的受力性能与整体悬臂构件比较相似，它的向应力一般是按照线性分布的，所以在进行设计的过程中我们要注意把竖向的钢筋分置于墙肢的两端部位。整体小开洞墙的洞口相对整截面墙要大些，而且其洞口是上下对齐并按照列来进行布置的，这就产生了较为清晰的墙肢与连梁，而且这种墙肢与连梁的刚度相对是比较均匀的。此外，我们可以将整体悬臂构件作为参考来认识这种剪力墙的受力性能。联肢墙的洞口较大，超过了总面积的16%，且这些洞口按照竖向排列。它的各个墙体之间的连接是有连梁来完成的，其墙肢单独作用比较明显，在连梁的中间部位会有反弯点。 2.3剪力墙在设计过程中应遵循的原则 剪力墙在设计过程中应遵循的原则有：首先其必须要满足位移限值与性能的双重要求，并保证安全与性价比并重；其次，在满足上一点的情况下，我们要尽可能的减少剪力墙的数量，不过要注意的是，数量上依然要满载在基本振型地震作用下，其承受的地震倾覆力矩不小于结构总地震倾覆力矩的50%；最后，其所承担的剪力要大于总剪力的20%。 3、高层建筑剪力墙的特点 高层建筑中，由于高层建筑好比一个放置在嵌固在某个开孔的巨型悬臂梁，这就使得其不仅要保持稳定，还要做好风载的承受工作，这样才能保证建筑内的稳定。所以高层建筑中剪力墙截面墙肢的长度要比其厚度大很多；平面内的刚度以及承载力非常大；平面外的刚度以及承载力相较于平面内却小很多；墙肢是偏心受压构件或者偏心受拉构件；剪力墙结构中，墙作为平面构件不仅要承担者弯矩以及水平剪力，同时好会受到竖向的压力；针对地震以及风载的刚度要求以外，建立架结构还应满足在非弹性的变形反复循环下的延性以及能量耗散等要求。此外，高层建筑中随着高度的增加，位移增加最快，弯矩次之。因此剪力墙还需要很大的康侧刚度，避免高层建筑因水平荷载导致变形过大。 4、在高层建筑中剪力墙结构设计优化的具体措施 剪力墙的设计优化可以从结构设计和结构计算两个方面进行。其中针对高层建筑剪力墙设计方面的优化有剪力墙要沿主轴方向进行双向的设置；截肢面不宜过于复杂；针对比较长的剪力墙要进行合理的开洞口设计；控制好剪力墙平面外的弯矩；剪力墙在从上到下不过程中要避免刚性突变；做好结构分析的工作，对各种因素进行综合的分析。而针对高层建筑剪力墙结构计算方面的优化要基于以下几点：满足露出最小剪力系数的调整原则；满足楼层间最大层间的最大位移和高比值的调整原则；满足以结构扭转为主的第一自振周期Tt和平动为主的自振周期T1之比的调整原则等。以下是在高层建筑设计中关于剪力墙设计优化的一些具体实现。 （1）针对刚度、独立小墙肢的优化 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定要求，我们要严格做好墙肢轴压比以及配筋等的限制工作。在具体的设计中，我们可以通过合并洞口等方式来减少独立小墙肢，或者可以通过对剪力墙的合理布置使其变为墙体的翼缘，这样可以有效地改善其受力状态。 （2）高层建筑中转换层结构的设计的优化 建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构（设备）类型，并通过该楼层进行结构（设备）转换，则该楼层称为结构（设备）转换层。目前的高层建筑多为低层商用，上部住宿的多功能要求，在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间，往往需要加设转换层进行转换处理。由于高层建筑转换层的特点导致了我们在对其进行上下衔接的时候务必要处理好内力的传递，这就使得其结构较为复杂，需要我们在剪力墙结构优化设计的时候认真对待。 （3）对于剪力墙连梁设计的优化 在高层建筑中，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，针对连梁高跨比的不同，其截面受剪承受力也会有所不同。因此，我们设计中要对连梁做出塑性的调幅，达到减小低剪力设计值的目的。在设计中我们可以使用两种方法来实现：在计算内力之前先折减连梁的刚度；在计算以后把连梁弯矩与剪力的组合值和折减系数进行相乘。不论哪种方法，我们都要保证剪力值不小于使用值，否则在地震时容易出现裂缝。 （4）对底部加强部位设计的优化 在高层建筑的剪力墙结构中，底部加强部位的高度可以选取嵌固部位以上墙肢总高度的1/10和底部两层高度二者的较大值；底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上2层的高度及墙肢总高度的1/10二者的较大值。
浅谈高层建筑结构设计的优化
浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要：在社会经济快速发展的背景下，城市建筑用地资源日益紧张，高层乃至 超高层建筑项目不断兴起，在城市建筑领域中占据着相当重要的地位，并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中，结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响，如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处，并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法，望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词：高层建筑；结构；设计；优化 引言：高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响，因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下，实现对有限空间及资源的更合理分配， 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多，因此结构设计优 化的内容也是多方面的，在结构优化设计中，只有从多角度进行全面的优化设计，才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维，是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的，林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展，目前发展已经十分惊人，各种优化方法也层出不穷。 在早前，手工画图时代，结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应，逐步分析计算和考核，强度、整体受力情况都需要一一 验算核准，强调安全性，也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面，再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约，整体上要既要 实现经济，又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及，在建筑设 计上的应用，利用计算机来优化建筑设计结构，研究成果虽然取得了突破性的进展，但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离，现实中会考虑更多的约束条件，工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成，需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性，就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现，为建筑结构化设计提供了精准的计算，让设 计更有迅速。即便如此，科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别，理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础，更深入的去研究，从结构优化，到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计，必须结合相应的地址勘探条件，必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性
高层建筑结构设计复习试题(含答案)
高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的 变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固 端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。 第一章 概论 （一）填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用 经济的不断发展，使得我国的建筑行业得到了更好的发展，建筑行业在不断发展的过程中，要面临的问题也在不断的增多，现在建筑不仅仅要满足人们的居住需求，同时也要满足人们对建筑功能的要求。建筑业在不断发展的过程中，结构也在不断发生着改变，为了满足不同建筑在形状上的不同，在进行设计的时候一定要做到更加满足人们的需求。新的结构模式在不断的出现，这使得建筑结构设计要不断进行创新，剪力墙结构设计在建筑结构中得到了应用，但是在应用的时候，也要不断进行改进。 标签：剪力墙结构设计；建筑；应用 在很多的建筑结构设计中都应用了剪力墙结构设计，这是因为剪力墙结构在性能上有更好的抗震性，同时在刚度上也是非常好的。在进行高层结构设计的时候，剪力墙结构得到了更为广泛的应用。但是在建筑结构设计中，对剪力墙的位置和布置以及尺寸大小，是否符合施工在很多方面并没有明确的规定，这样就使得在进行设计的时候，设计人员只能根据自身的经验来进行设计，同时在进行在对建筑结构进行设计的时候，不可避免的会遇到一些问题，对出现的问题进行更好的解决，才能确保设计的合理性。 1 剪力墙结构设计遵循的基本原则 在建筑设计中进行剪力墙的设计要遵循一定的设计原则，而且在进行设计的时候一定要严格满足这些要求。在进行剪力墙设计的时候，墙高和墙宽是要注意的首要问题，在进行设计的时候经常会出现强面非常大，在厚度上却是非常小，这样在受力方面是存在着一些问题的，同时在进行设计的时候，一定要对建筑中的区分好剪力墙和柱的作用，在肢长和厚度之间是存在一定比值的，当比值小于三的时候就要进行柱的设计，当比值大于三的时候才能进行剪力墙的设计。剪力墙在设计的时候，不仅仅要承担水平面的受力，同时要承受竖向的压力。剪力墙作为一个平面的构件，在弯矩和剪力的综合作用下是要承受很大的作用力的，而且在水平力的作用下，使得剪力墙的强度一定要满足要求，同时要具有一定的延性。剪力墙在使用的时候是要承受一个平面内最大的刚度和承载力的，这样就使得平面外的刚度和承载力相对是较小的。同时在剪力墙和平面外的梁相连接的时候，一定会造成墙肢在平面外出现弯矩的情况，这样就一定要采取相应的措施来进行防范，保证剪力墙在平面也可以是非常安全的。剪力墙在进行设计的时候，要进行设计方面的计算，在竖向和水平力的作用下，要对结构进行整体的分析，保证设计出来的墙体在受力的时候也可以保证能够承受荷载。剪力墙在进行计算的时候，还要对宽度和剪力墙之间的距离进行充分的分析，这样才能更好的确保建筑物的使用效果。 2 剪力墙的特点分类 在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计，这要是因为剪力墙在使用的时候表
浅谈高层建筑结构设计_0
浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来，城市化进程加速，城市人口激增，社会经济蓬勃发展，高层建筑在城市中越来越多。如今，城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计；高层建筑；控制参数；载荷；抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言，高层是向空中发展，容积率一定的情况下，建造高层建筑可以节省规划用地面积，提高城市绿化率，还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度，独立的高层建筑单体而言，基础埋深比较容易确定，但现今住宅多为数十栋高层建筑群，地下车库相互连接，这时，既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房，如电梯、管道井等，这样就会增加建筑物的造价，增加公共面积；从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低，与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足。但剪力墙结构体系平面布置不灵活，结构自重往
2020西南大学《高层建筑结构设计》网络作业标准答案
2020西南大《高层建筑结构设计》作业 单项选择题 1、高层剪力墙结构的剪力墙布置，下列哪项符合规定？ .剪力墙宜双向布置，宜拉通对直，每个独立墙段的总高度与长度之比不应小于2，墙肢截面高度与厚度之比不于3； .剪力墙应双向布置，宜拉通对直，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3，墙肢截面高度与厚度之比不于2。 .剪力墙应双向或多向布置，宜打通对直，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2，墙肢截面高度与厚度不宜小于3； .剪力墙应双向布置，宜拉通对直，每个独立墙段的总高度与长度之比不应小于3，墙肢截面高度与厚度之比不于2； 2、在计算剪力墙的内力与位移时，为何不能随意将全部翼缘作为有效翼缘来计算？ .翼缘内应力非均匀分布，远离腹板的翼缘内应力线性衰减参考答案 .留有余地 .翼缘内应力非均匀分布，远离腹板的翼缘内应力变小 .翼缘内应力非均匀分布，远离腹板的翼缘内应力为零 3、任何结构都为一个空间结构，但是对于框架、剪力墙、框架---剪力墙结构而言，大多数可以简化为( )结构算大为简化。 .立体 .平面 .空间 .简支 4、用D值法分析多层多跨框架在水平荷载作用下的内力时，对除底层柱底外的其余各层梁、柱节点的转角所作应为下列何项所述？
.所有各层梁、柱节点的转角均为0 .同一柱上、下节点转角不相等，且同层各柱的上节点转角或下节点转角分别也不相等 .同一柱上、下节点转角相等，且同层各柱上、下节点转角也相等 .同一柱上、下节点转角不相等，但同层各柱的上节点转角或下节点转角分别相等5、框架梁、柱节点区域的箍筋配置_____。 .不能小于梁端加密区的箍筋配置 .不能小于柱端加密区的箍筋位置 .不能大于梁端加密区的箍筋配置 .不能大于柱端加密区箍筋配置 6、下述_____不正确。 . A. 反弯点法适用于高层建筑结构的内力计算 .分层计算法适用于计算竖向荷载作用下的杆件内力 .D值法适用于高层建筑结构在水平荷载作用下的内力计算 .反弯点法对多层多跨、梁柱线刚度比大于3 的结构内力计算比较精确 7、 下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是（） .刚度、承载力、质量分布均匀、无突变 .抗扭刚度低 .质量分布不均匀 .结构有较多错层 8、梁支座截面的最不利内力不包括：（） . B. 最大正弯矩
浅谈钢结构在某高层建筑结构设计中的实际应用
浅谈钢结构在某高层建筑结构设计中的实际应用 摘要：在高层建筑结构设计中，钢结构设计是一项复杂且艰巨的工作，科学、合理应用钢结构，可优化和完善高层建筑结构，提高建筑的整体质量。本文结合高层建筑的实际情况，对钢结构在高层建筑结构设计中的应用进行分析与探讨，以推动城市高层建筑的发展。 关键词：高层建筑；结构设计；钢结构；应用 随着社会经济的迅速发展，高层建筑日益驱多，其在城市发展过程中发挥着重要的作用，是城市发展的缩影。由于高层建筑自重大，结构构件的截面尺寸也相应较大，在高层建筑结构设计中，钢结构的应用越来越广泛。钢结构设计是高层建筑整体结构设计中不可忽视的重要环节，关系到高层建筑整体的施工质量，因此需给予高度重视。本文着重阐述某高层建筑结构设计中钢结构的应用情况。 1 工程概况及结构选型 某高层建筑工程共43层，其中地上40层，地下3层，总建筑面积13万m2，建筑物总高度167m。抗震设防烈度为6度。 高层建筑钢结构的类型，按材料区分有全钢结构、钢-混凝土组合结构和钢-混凝土混合结构3种类型，根据工程条件和特点，结合建筑使用功能、荷载情况、材料供应等因素，本工程采用了钢-混凝土组合结构，其结构型式如下：地下3层至地上3层均采用框架-筒体结构，第4层为梁式转换层，层高3.5m，梁截面尺寸最大为1200mm×3500mm，板厚190mm，5层以上采用剪力墙-核芯筒结构。基础方案为预应力管桩，采用型钢混凝土柱，±0.000楼面采用钢筋混凝土楼板及型钢混凝土梁。 2 钢结构的设计 根据结构受力情况，型钢混凝土梁柱中的型钢均采用Q345B级钢材。高强度螺栓采用10.9级扭剪型高强螺栓，表面喷砂处理，摩擦面抗滑移动系数取0.45。 采用实腹式┼字形为型钢混凝土柱中型钢的截面形式，型钢混凝土柱中的型钢含钢率控制在5%左右，而型钢混凝土梁中的型钢则采用H型钢，采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列程序中多、高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行整体计算，并根据计算结果合理调整梁柱截面钢筋及钢骨大小。本工程若采用钢筋混凝土柱，则底层柱的截面需要1600mm×1600mm，而采用钢骨混凝土柱，底层柱的截面仅需要1100mm×1100mm。 钢板的厚度均不小于6mm，一般为翼缘厚度≥20mm，腹板厚度≥16mm；由于在轧制过程中，较厚的钢板存在各向异性，常在焊缝附近形成约束，焊接时易引致层状撕裂，很难保证焊接质量，因此当钢板厚度大于36mm时，必须按《厚
高层结构设计填空题参考答案(不完整版)
1.λ是反映_综合框架和综合剪力墙之间刚度比值的一个无量纲参数。 2.在其他条件不变的情况下，随着连梁转换刚度的增加，剪力墙整体系数α将___增大。 3.我国《抗震规范》的抗震设计原则是小震不坏，__中震不坏______，大震不倒。 4.底部剪力法适用于高度不超过40m，以剪切变形为主且____质量和刚度____沿高度分 布比较均匀的结构。 5.对现浇楼盖框架结构，考虑到_楼梯作为梁有效翼缘_______对梁截面惯性矩I的影响， 中框架梁可取I=2I0，边框架梁可取I=1.5I0(I0为形截面梁的惯性矩)。 6．对于高度50m以上或高宽比H／B大于4的框架结构，进行侧移近似计算时，除考虑梁和柱的弯曲变形外，还应该考虑_____柱轴向投影__________变形的影响。7．抗震设计时，规则建筑的平面布置应保证平面局部突出部分的尺寸较小，_______质量与刚度____平面分布基本均匀对称。 8．整体墙是指没有洞口或___开洞面积较小__的剪力墙。 9．在高层建筑的一个结构单元内，应尽量减小结构的侧移刚度中心与水平荷载合力中心间的偏心，以降低_____结构扭转_____对房屋受力的不利影响。 10．为保证抗震等级为一、二级的剪力墙墙肢塑性铰区不过早发生剪切破坏，应使墙肢截面的受剪承载力大于其___受弯_____承载力。 11．在结构顶部附加水平地震作用ΔF n的主要原因是考虑______主体结构顶层附加水平地震作用__________对结构地震反应的影响。 12．现浇钢筋混凝土结构的抗震等级是根据设防烈度、建筑类别、场地类别、结构类型和__房屋高度______________确定的。 13．筏式基础有_____梁板式_和平板式两种类型。 14.多层框架在水平荷载作用下的近似内力计算方法—D值法，实际上是对反弯点法中__ 抗侧刚度_______和___反弯点位置___进行了修正。 15.在水平荷载作用下结构的水平位移曲线大致有三种型式：__弯曲型____、___剪切型__和_弯剪型_________。 16.我国《抗震规范》规定的计算水平地震的方法有三种。即___振型分析反应谱法__、__底部剪力法______和____时程分析法____。 17.在框架结构的抗震设计中，框架梁的受压区计算高度x与梁截面的有效高度h0的比值x/h0，对于一级框架梁要满足___趋于0.25____，二、三级框架梁要满足____《=0.35___，四级框架梁则_______无规定___。 18.框架结构在强烈地震作用下，首先发生屈服并产生较大弹塑性位移的楼层称为结构____薄弱层____。 19.壁式框架柱侧移刚度D值的计算，与普通框架柱不同之处是需要考虑___刚域______和剪切变形的影响。 20.框筒结构的柱子轴向力，愈接近筒角愈大，这种现象叫__剪力滞后_____。 21.多层框架结构柱下条形基础梁的___高度______一般宜为柱距的81~41。 22.在地震区，当建筑物平面复杂、不对称并且各部分刚度、质量相差悬殊时，为减小震害可以设置______防震___缝。 23．钢筋混凝土结构承载力抗震调整系数γRE的数值__《1。 24．变形缝中的_______沉降_______缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开。 25．若综合框架总剪力V f<0.2V0，则V f应取0.2V0及1.5V f，max二者中的较___小________者。
浅谈高层建筑中剪力墙结构设计
浅谈高层建筑中剪力墙结构设计 发表时间：2018-10-30T14:47:39.380Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第15期作者：吴英 [导读] 高层建筑数量的不断增加更加充分利用土地资源，在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别。 摘要：在对高层建筑开展结构设计工作的时候，首先需要对高层建筑的基本框架进行设计，针对建筑的结构设计需求，设计人员会尽量选择框架剪力墙这种常规性的建筑结构，在设计框架剪力墙这种建筑结构的时候，设计人员需要根据建筑其他部分的结构设计要求，来完善这一环节的设计工作，本文概述了剪力墙的定义及特点，介绍了剪力墙结构设计的基本要求，重点对高层建筑中剪力墙结构设计的具体运用进行了探讨，以供参考。 关键词：高层建筑；剪力墙结构设计；运用 高层建筑数量的不断增加更加充分利用土地资源，在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。而剪力墙作为高层建筑中主要的受力及抗震构件，其设计合理与否对结构的安全及经济性有着重要影响。 1 剪力墙的定义 剪力墙是实际建筑工程中经常使用的结构墙、抗风墙和结构墙。剪力墙是可有效承受风或地震等导致的相关荷载，保障建筑物安全性和刚度的墙体，剪力墙优点在于良好的抗震性和刚度。剪力墙结构设计中，墙体的长度和高度应相对较大，而宽度则相对较小并采用钢筋混凝体整体浇筑方法。建筑设计方和施工方为满足人们对居住住房和办公楼的安全稳定性要求，已在建筑设计和施工过程中广泛的使用剪力墙，以提高和优化其整体建筑物的建筑施工质量和结构。目前，许多建筑企业已采用剪力墙取代传统建筑施工中使用的梁柱。剪力墙结构的受力情况与梁柱相当，但是剪力墙结构其稳定性更好，同时降低墙体的承受能力，保证建筑物整体的质量和安全性。 2 剪力墙结构的特点 从结构的角度来说，剪力墙的承载力很强，并且对多角度的负荷量都能够很好的承受，可以承受住高层建筑结构中的竖向和水平两方面的负荷量；其次，剪力墙在受力上与建筑物的楼板可以形成共同的受力体系，使得建筑物的实用空间的高度和宽度都有所提升[2]。第三，剪力墙及连梁在承受强烈的外力作用发生破坏时，可以有效抵消掉一部分外力作用产生的能量，为建筑物的安全系数提供有效保障。 3 剪力墙结构设计的基本要求 3.1调整楼层剪力系数 在对剪力墙进行设计时需要尽量将构件布置降到最低，采用最佳办法就是布置大开间剪力结构，从而使侧向结构可以满足高层建筑需求。此外，要保障楼层间的剪力系数是最小的，但不可高于设计标准，高层建筑整体承受的地震力与剪力墙承受的地震力之间的比不宜过大，这样才会确保结构自身的重量，从而将地震带来的破坏地降到最低，节约建筑成本。 3.2调整楼层间位移与层高 在计算楼层间的位移时，若是高层建筑建设在一个地震多发的地区，需要对楼层的标准值进行合理计算，这样可以把结构弯曲变形保留下来，在基于弯曲变形为核心的高层建筑中需要计入扭转变形。在对高层建筑进行建设时最需要考虑的问题就是楼层间的扭转变形与剪力变形。因此，对于高层建筑而言，不可以只通过对楼层间的位移进行计算来确认竖向构件的刚度，它需要将发生扭转变形的几率降到最低。 3.3调整剪力墙结构 若是剪力墙结构的连续跨高的比太小的话，就会造成建筑剪力与弯矩过大的情况出现。依据有关标准需要，施工跨度是不可以低于标准跨度的，若是高出在对建筑的连续墙进行建设时时无法保障其效果的，合理的选取跨度比可以有效的避开弯矩或是剪力过量的情况发生。在对剪力墙结构进行设计时务必要参照建筑的整体情况，对建筑结构进行全面考虑可以有效减少建筑成本。 4 高层建筑中剪力墙结构设计的具体运用 4.1 平面布置 剪力墙设计的平面布置可以灵活，但是有几个要注意的地方：①平衡、对称。建筑强设计结构有长有短。遇到较长的剪力墙时，不要全部当成一个整体，选择开洞口的方式，将墙面分成等长均匀的几段。交错不齐的剪力墙洞口会带来很多隐患，易出现刚度突变，应力集中。所以洞口宜对称布置，使得结构平面上刚度均匀，减小尽量剪力墙出现应力集中的情况。②在进行抗震设计的时候，尽量减少一字型的短肢剪力墙的布置，双向的或者多向的更能保障安全。多向或双向的设计可以形成一定的空间工作结构。剪力墙不仅需要在结构平面主轴方向双向布置，而且还应该尽量使得各主轴方向剪力墙的侧向刚度相近。③剪力墙结构与其他的结构一样，在特殊情况下也会出现刚度突变的情况。为了避免不必要的损失，在竖直方向上要从下往上的布置。④在同一个平面上的剪力墙结构质量中心和刚度中心不宜偏心过大，偏心过大时易发生扭转变形，从而发生扭转变形破坏。应沿着建筑物的全高均匀布置，侧向刚度沿着高度从下至上连续均匀，剪力墙开洞时，洞口上下对齐。⑤平面形状凹凸较大的时候，尽可能在凸出部分的端部附近布置剪力墙。当遇到建筑物周边、电梯间、楼梯间等部位时，均匀的布置剪力墙。⑥剪力墙不宜过长，超过8m 的剪力墙最好设置跨高比较大的连梁将其均匀分为若干段，使得各个墙段的高度与长度之比大于3。 4.2 墙肢截面厚度 剪力墙的厚度变化呈现阶段性的规律。阶段性即均匀平衡，连续不折断。阶段变化应严格控制在一定范围内，才能使结构不发生变形。剪力墙的材料是混凝土，在混凝土的强度等级发生变化楼层时，此楼层要避免进行剪力墙的厚度变化。高层建筑在底部的剪力墙一般厚度大，当剪力墙的厚度超过400mm 时，如果仅采用双排配筋，会形成中部大面积的素混凝土，使得剪力墙的截面应力不均匀，所以厚度超过400mm 的剪力墙，需要配置三排或四排钢筋。 4.3 剪力墙结构连梁 剪力墙结构中连梁是作为连接剪力墙平面内的梁，它不仅能够连接墙肢，还能够有效的约束墙肢。在设计连梁的时候，因连梁的刚度很大，普通配筋的、跨高比小的连梁很难成为延性构件，所以对连梁进行区分，按不同的形式分别设计。①跨高比大于5 的连梁，此类连