剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文精選(九篇)

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第1篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

在進(jìn)行建筑剪力墻機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要充分考慮到設(shè)計(jì)是否符合規(guī)范要求，是否滿足實(shí)際運(yùn)行的情況，在進(jìn)行計(jì)算以后，把一些沒有必要的多余量刪除，計(jì)算一定要精準(zhǔn)，多余量只能說明計(jì)算仍然缺少控制能力，在確保計(jì)算準(zhǔn)確的情況下，有些甚至不需要看計(jì)算書或是建筑方案，這樣就可以省去一些不必要的步驟，比如說剪力墻的結(jié)構(gòu)剛度不能夠過大，應(yīng)該是以規(guī)定要求的樓層最小剪力系數(shù)為目標(biāo)，這樣可以使計(jì)算結(jié)果接近規(guī)范限值。在布置剪力墻的時候，我們應(yīng)該將它布置成雙向的，而不僅僅是單向設(shè)置，以此來形成空間的結(jié)構(gòu)；尤其是對于那些抗震設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)，更應(yīng)該避免僅單向布置剪力墻。而將剪力墻布置成雙向結(jié)構(gòu)來形成的空間結(jié)構(gòu)，我們可以利用這個優(yōu)點(diǎn)來做些其他的設(shè)計(jì)，而且剪力墻自身對負(fù)重的能力較高，我們可以減少對材料的投資，并且減少材料本身對自然環(huán)境的污染。我們不僅達(dá)到了對剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)目的，還減少了環(huán)境的污染，這樣就符合我們原本意愿。我們這樣還可以對規(guī)范的要求更加理解，做到靈活使用，讓我們的設(shè)計(jì)更加完美。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1對于剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其應(yīng)沿著主軸方向雙向或多向布置。不同方向的剪力墻宜聯(lián)結(jié)在一起，應(yīng)盡量拉通、對直成為工形、T形、L型等有翼緣的墻，形成一定空間結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)計(jì)時，為了使其具有有較好的空間性能，不能單向設(shè)置剪力墻。應(yīng)使兩個受力方向的抗側(cè)剛度相近，剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。為了能充分利用剪力墻結(jié)構(gòu)的能力，在設(shè)計(jì)時必須減輕墻體結(jié)構(gòu)的自量、加大空間面積、提高剪力墻的承載力和抗側(cè)剛度等。除此之外，剪力墻的布置不能太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度。若側(cè)向剛度過大，不僅加大自重，還會使地震力增大。

2.2剪力墻墻段設(shè)計(jì)要求是墻體規(guī)則、豎向剛度均勻，門窗孔洞整齊，要有明確的剪力墻肢和連梁，它們之間的應(yīng)力應(yīng)該分布均勻，要符合目前常用的計(jì)算簡圖，避免一些剛度差異過大引起的問題。

2.3如果剪力墻較長，應(yīng)先將其平均分成多個墻體，開挖孔洞，各剪力墻之間的連接部分采用弱連梁連接的方法。但值得注意的是，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時，應(yīng)盡量避免開挖孔洞，并且在兩個孔洞之間形成墻體肢截面高度與厚度比小于四的小墻肢。當(dāng)墻厚大于小墻肢截面的四分之一時，需按框架柱設(shè)計(jì)要求對箍筋進(jìn)行全高加密。

2.4當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)平面內(nèi)的剛度和承重力較大，而平面外剛度和承載力相對較小。為了保證剪力墻平面外的穩(wěn)定性，就應(yīng)控制剪力墻平面外的彎矩。

2.5剪力墻的設(shè)置能夠影響到結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度的大小，為避免剛度發(fā)生改變，應(yīng)自下而上連續(xù)布置。但是值得注意的是，若剪力墻沿高度不連續(xù)，會對導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度沿高度而發(fā)生突然變化。

3、剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

3.1注重轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新時期高層建筑越來越多，使用功能也是逐漸的多樣化，對于一些多功能的高層建筑來說，上下兩部分的使用功能是不一樣，因此就要考慮到轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的時候，要充分的考慮到大空間的剪力墻轉(zhuǎn)換難度大，調(diào)整上下之間的剛度使之達(dá)到相互接近值，由于轉(zhuǎn)換層本身的剛度和質(zhì)量不應(yīng)該大，可以通過在水平力的作用下，精確的分析轉(zhuǎn)換層位移角是否均勻，通過仔細(xì)的分析可能存在的問題，研究具體結(jié)構(gòu)的內(nèi)分配問題，才能保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性。

3.2優(yōu)化連梁設(shè)計(jì)

對于連梁非抗震及抗震設(shè)計(jì)，高跨比大于和小于2.5這兩種情況，規(guī)范在截面受剪承載力以及配筋這兩個方面都有明確的要求。塑性調(diào)幅可以采取以下兩種方法：①將連梁的剛度在內(nèi)力計(jì)算之前進(jìn)行折減。②將連梁的彎矩與剪力的組合值在內(nèi)力計(jì)算之后再乘上一個折減系數(shù)。不管是采用哪種方法，應(yīng)該確保經(jīng)過調(diào)整后連梁的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值不得小于使用階段實(shí)際值，也不得低于設(shè)防烈度低一度的地震組合所得的彎矩設(shè)計(jì)值。防止在正常使用狀況下或者較小地震作用下產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全。另外，還必須要重視連梁的鉸接處理。

3.3底部加強(qiáng)部位的設(shè)計(jì)優(yōu)化

一般在進(jìn)行高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，最底部分的高度可以獲取嵌固部位以上，墻肢總高度的十分之一和底部兩層的較大值；底部帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，其剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度可取框支層加上框支層以上二層的高度及落地抗震墻肢總高度的十分之一二者的較大值。當(dāng)將地下室頂板視作嵌固部位，在地震作用下的屈服部位將發(fā)生在地上樓層，同時將影響到地下一層，此時地下一層的抗震等級不能降低，加強(qiáng)部位的范圍應(yīng)向下延伸到地下一層，并應(yīng)按規(guī)范要求在地下一層設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。

4、結(jié)束語

第2篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

Key words: tall building；structure design；control parameter

摘要：隨著我國高層建筑技術(shù)的迅速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為城市空間中不可缺少的元素，成為城市的一道亮麗風(fēng)景。如何設(shè)計(jì)出舒適、安全同時又符合人們精神生活要求，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的建筑現(xiàn)已成為設(shè)計(jì)師們要首先解決的問題。本現(xiàn)就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行一些探討，希望能對我們以后的工作產(chǎn)生幫助，使設(shè)計(jì)水準(zhǔn)更上一層樓。 關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制參數(shù)

中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號：2095-2104（2012）

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 當(dāng)前，我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多以追求建筑形象的新、奇、特為目標(biāo)，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我。而這樣的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外，造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑結(jié)構(gòu)尺度的認(rèn)真仔細(xì)推敲。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品。其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的尺度，二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有很多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的。

2高層建筑結(jié)構(gòu)體系簡介

目前，高層建筑基本上都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等，其中在高層住宅建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)使用較多。

2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通常采用平面布置形式，由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用，剪力墻應(yīng)雙向或多向布置。由于該結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成，其剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好，常用于 40 層以下的高層住宅建筑等。該結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于6，其高度應(yīng)考慮抗震要求。

2.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系。其中剪力墻承受絕大部分水平荷載，框架承受豎向荷載，兩者共同受力，合理分工。剪力墻應(yīng)均勻布置在建筑物的周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大等部位。由于該結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，剪力墻為輔助，因此，該結(jié)構(gòu)體系適用于 25 層以下的建筑，最高不宜大于 30 層。

3高層建筑各部位設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1梁柱受力主筋位置的設(shè)計(jì) 在以下兩種情況下，框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置發(fā)生矛盾：（1）框架梁的截面寬度等于框架柱的邊長。（2）框架梁的一邊和框架柱重合。

3.1.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁”，首先保證框架受力主筋的位置。 3.1.2解決方法：（1）框架梁主筋在框架柱內(nèi)側(cè)通過。（2）為保證框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱側(cè)四角增加4根鋼筋作為架立鋼筋。

3.2墻梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)

在框架、剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架梁或者次梁直接擱置在核心筒體暗梁或過梁上，如果框架梁的截面和暗梁和過梁的截面高度相等，就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或過梁主筋位置互相矛盾。

3.2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則。根據(jù)固定端框架梁的彎距形式，框架梁在支座位置上鐵受拉，下鐵受壓；墻體暗梁或過梁受扭，盡量保證暗梁或連梁箍筋的完整性。

3.2.2解決方法：（1）過梁下鐵設(shè)置不超過六根主筋分為兩排布置，框架梁下鐵布置在過梁下鐵第一排和第二排鋼筋之間且框架梁的接頭位置全部位于支座附近，接頭按照50%的比例錯開。（2）框架梁上鐵直接擱置在過梁上鐵上，保證框架梁主筋的錨固長度滿足規(guī)范要求。根據(jù)GB50204-2000規(guī)范中規(guī)定，過梁的箍筋尺寸取負(fù)誤差，框架梁箍筋的尺寸取正誤差，從而保證過梁和框架梁保護(hù)層厚度。（3）將過梁或暗梁截面降低或減小5cm，框架梁上鐵直接錨固在過梁上，保證框架梁及樓板鋼筋的保護(hù)層的厚度。 3.3主梁論文秘籍網(wǎng)

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和次梁節(jié)點(diǎn)注意的問題 在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，主梁和次梁的節(jié)點(diǎn)非常重要，主次梁鋼筋的設(shè)計(jì)位置就成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)常規(guī)做法，次梁上鐵鋼筋在主梁鋼筋之上，板筋在次梁主筋之上，如果主次梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)不合理，就會造成板筋或次梁上鐵鋼筋保護(hù)層厚度過小，不利于結(jié)構(gòu)的抗震。 3.4高層建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)

高層建筑的防火設(shè)計(jì)，必須遵循“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，針對高層建筑發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn)，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制參數(shù)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各控制參數(shù)的選取直接影響結(jié)構(gòu)的安全性、合理性等。因此。合理的選取各控制參數(shù)，有助于提高結(jié)構(gòu)整體控制的效率，也有助于使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、經(jīng)濟(jì)合理。

4.1 軸壓比：限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，以保證結(jié)構(gòu)的延性要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時可以通過增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度的辦法調(diào)整。

4.2 剪重比：限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全。當(dāng)偏小且與規(guī)范限值相差較大時，可通過增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。 4.3 剛重比：規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計(jì)。當(dāng)不滿足規(guī)范下限要求時，可以通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。

4.4 層間位移角：限制結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。

4.5 層間位移比：限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，可以改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距達(dá)到規(guī)范要求。

4.6 周期比：限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

4.7 剛度比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時，可以適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度以滿足要求。

5以框架為例概述設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇

5.1框架計(jì)算簡圖的處理

5.1.1無地下室的框架結(jié)構(gòu)

為了加強(qiáng)底層的整體性，可以在 0.00m附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。由于基礎(chǔ)連系梁的設(shè)計(jì)僅為構(gòu)造設(shè)計(jì)，無法平衡底部柱腳的彎矩，更不能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部分，底層計(jì)算高度 H 顯然不能取用基礎(chǔ)連系梁頂面到一層樓蓋頂面的高度。正確的設(shè)計(jì)是：柱的 H 值取用基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度，也就是把基礎(chǔ)連系梁以下的部分看作底層，而把實(shí)際建筑的底層作為第二層計(jì)算，層高取用連系梁頂層至一層樓面的高度。當(dāng)采用這樣確定計(jì)算簡圖時，應(yīng)注意底層柱的配筋應(yīng)取用基礎(chǔ)連系梁頂面和基礎(chǔ)頂面中較大內(nèi)力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。 5.1.2帶有地下室的框架結(jié)構(gòu)

關(guān)鍵是合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置。而《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》都沒有明確提出具置，需要我們根據(jù)工程的實(shí)際情況來分析。采用箱型基礎(chǔ)或者能夠滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的地下室結(jié)構(gòu)時，可以將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置。在利用 PKPM進(jìn)行設(shè)計(jì)時，樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實(shí)際層數(shù)，底層的實(shí)際層高就是層高H。這樣設(shè)計(jì)的地震作用和實(shí)際情況較為接近，但是豎向荷載的計(jì)算僅計(jì)算到底層的柱底處。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)是采用的筏板基礎(chǔ)，嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。在利用電算時，總層數(shù)應(yīng)為實(shí)際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。如當(dāng)建筑地上 6 層時，地下 2 層時，總層數(shù)取 8層。按此確定的計(jì)算簡圖經(jīng)整體計(jì)算后，地震作用相對保守，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較安全。

5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的選取

5.2.1 地震力的振型組合數(shù) 地震力的振型組合數(shù)，對高層建筑，當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時，至少應(yīng)取 3，當(dāng)振型系數(shù)多于 3 時，宜取 3 的倍數(shù)，但不應(yīng)多于房屋的層數(shù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》指出，合適的振型個數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的 90%所需的振型數(shù)。SATWE 已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。此外，由于耦合計(jì)算的地震剪力通常小于非耦合計(jì)算，僅結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時才采用耦合計(jì)算，但在必要時應(yīng)補(bǔ)充非耦合計(jì)算。 5.2.2 框架結(jié)構(gòu)活荷載的最不利布置、組合

當(dāng)活荷載較大時，是否進(jìn)行活荷載的最不利布置、組合對計(jì)算結(jié)果的影響非常大。使程序給定的梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)，也不一定能反映出工程實(shí)際應(yīng)力分布的情況，有可能造成結(jié)構(gòu)不安全或保守。應(yīng)注意的是 PKPM中無法區(qū)分荷載規(guī)范，因此很難實(shí)現(xiàn)“荷載規(guī)范”區(qū)分荷載種類和樓面荷載折減系數(shù)的要求，程序中不區(qū)分不同的樓面活荷載類型，一般均按樓面活荷載類型考慮并取相應(yīng)的折減系數(shù)，PKPM計(jì)算程序?qū)敲婊詈奢d的折減是不全面的，使用 PKPM計(jì)算時，應(yīng)考慮區(qū)分不同構(gòu)件進(jìn)行分步計(jì)算，并在荷載輸入時將樓面活荷載折減。風(fēng)荷載體型系數(shù)的選取應(yīng)注意，當(dāng)多個建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)；一般可將單獨(dú)建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗(yàn)資料確定；必要時宜通過風(fēng)洞試驗(yàn)得出。

6結(jié)束語

第3篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：高層住宅，短肢剪力墻，異形柱

 

隨著人們對住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結(jié)構(gòu)的露梁露柱、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對建筑空間的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎(chǔ)上，吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式，即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“異形柱框架結(jié)構(gòu)”型式。這兩種新的結(jié)構(gòu)由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，受到了建筑師的肯定，更得到了住戶與房開商的歡迎.。

1.短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度的5-8倍剪力墻結(jié)構(gòu)，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。

這種結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)是：

①結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾；

②墻的數(shù)量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調(diào)整剛度中心的位置；

③能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡單；

④連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽；

⑤根據(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度的需要，利用中心剪力墻，形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件，較易滿足剛度和強(qiáng)度要求。

對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，因其是剪力墻大開口而成，所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同，可采用三維桿-系簿壁柱空間分析方法或空間桿-墻組元分析方法，其中空間桿墻組元分析方法計(jì)算模型更符合實(shí)際情況，精度較高。免費(fèi)論文。雖然三維桿系-簿壁柱空間分析程序使用較早、應(yīng)用較廣，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應(yīng)該用空間桿-墻組元程序進(jìn)行校核。

在進(jìn)行以上分析后，按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》進(jìn)行截面與構(gòu)造設(shè)計(jì)，相對于異形柱結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的理論與實(shí)踐較為成熟，但這種結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中仍然有需要引起重視的方面。

（1）由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相對于普通剪力墻結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度相對較小，設(shè)計(jì)時宜布置適當(dāng)數(shù)量的長墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒，以避免設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的變形，同時也形成兩道抗震設(shè)防；

（2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率；

（3）高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部外圍小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力，由一些模型試驗(yàn)反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量，加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應(yīng)在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢；

（4）各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近，必要時用長肢墻來調(diào)整剛度中心；

2.異形柱結(jié)構(gòu)

異形柱結(jié)構(gòu)是指柱肢的截面高度與柱肢寬度的比值在2-4，相對于正方形與矩形柱而言是異形的柱子。它包括異形柱框架和異形柱框架剪力墻，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：

①由于截面的這種特殊性，使得墻肢平面內(nèi)外兩個方向剛度對比相差較大，導(dǎo)致各向剛度不一致，其各向承載能力也有較大差異；

②對于長柱（H/h>4）可以不考慮剪切變形的影響，控制軸壓比較小時，受力明確，變形能力較好。而對短柱（H/h<4），剪切變形占有相當(dāng)比例，構(gòu)件變形能力下降。異形柱通常在短柱范圍，且屬薄壁構(gòu)件，即使發(fā)生延性的彎曲形破壞，也因截面曲率M/EI或εcu/χ（εcu為砼的極限壓應(yīng)變，χ為截面受壓區(qū)高度）較小，使彎曲變形性能有限，延性較差；

③異形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范圍之外，受力時要靠各柱肢交點(diǎn)處核心砼協(xié)調(diào)變形和內(nèi)力，這種變形協(xié)調(diào)使各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，而該剪應(yīng)力的存在，使柱肢易先出現(xiàn)裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態(tài)，它使得異形柱較普通截面柱變形能力低，脆性破壞明顯；

目前，異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還沒有統(tǒng)一的國家規(guī)范，在進(jìn)行異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，除滿足高規(guī)中對結(jié)構(gòu)布置要求外，還應(yīng)注意以下幾個方面的問題：

（1）異形框架的計(jì)算；

由于其截面的特殊性，在柱截面對稱軸內(nèi)受水平力作用時，彈性分析計(jì)算其翹曲應(yīng)力很小，此時如同承受水平力的偏壓構(gòu)件，仍可按平截面假定分析，按砼設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算，特別是在框——剪，框——筒結(jié)構(gòu)中，對6度及其以下烈度區(qū)的Ⅰ、Ⅱ類場地，框架柱只承擔(dān)水平風(fēng)載的一小部分，如按一般偏壓柱計(jì)算，誤差較小。此時異形柱可用等剛度等面積代換成矩形柱后由程序進(jìn)行整體分析。而在水平力較大，且水平力作用在非主軸方向，則翹曲應(yīng)力不容忽視，按平截面假定誤差較大，則應(yīng)對異形柱框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，決定內(nèi)力和配筋位置及大小。在進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和配筋計(jì)算時，宜選用帶有異形柱計(jì)算功能的計(jì)算軟件。現(xiàn)在有一些軟件沒有異形柱截面形式，如要用它進(jìn)行計(jì)算，要先進(jìn)行等剛度等面積換算成矩形柱，進(jìn)行整體分析，得到雙向內(nèi)力后再進(jìn)行異形柱的截面設(shè)計(jì)，其工作量相當(dāng)大，且截面設(shè)計(jì)的可靠性不高。

（2）異形柱的受力性能及其軸壓比控制；

異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，在受力狀態(tài)下，各肢產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力。免費(fèi)論文。由于剪應(yīng)力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，導(dǎo)致異形柱脆性明顯，使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。作為異形柱延性的保證措施，必須嚴(yán)格控制軸壓比，同時避免高長比小于4（短柱）。免費(fèi)論文?？刂浦孛孑S壓比的目的，在于要求柱應(yīng)具有足夠大的截面尺寸，以防止出現(xiàn)小偏壓破壞，提高柱的變形能力，滿足抗震要求。短柱在壓剪作用下往往發(fā)生脆性的剪切破壞，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)短柱。對框架結(jié)構(gòu)，框-剪結(jié)構(gòu)，柱的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響砼柱延性的一個關(guān)鍵指標(biāo)。由試驗(yàn)結(jié)構(gòu)分析，柱的側(cè)移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。在高軸壓比情況下，增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的控制對柱的延性影響至關(guān)重要，特別是異形柱結(jié)構(gòu)剪力中心與截面形心不重合，剪應(yīng)力使砼柱肢先于普通矩形壓剪構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生腹剪破壞，加上異形柱多屬短柱，這些導(dǎo)致異形柱脆性明顯，使異形柱的延性普遍低于矩形柱，因而對異形柱的軸壓比要嚴(yán)格控制。其軸壓比按砼設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求減少0.05，但其適用高度較低，一般為35 m.當(dāng)高層建筑的高度進(jìn)一步加大時，其水平力的影響會愈來愈顯著，對結(jié)構(gòu)的延性要求也愈高。

（3）配筋構(gòu)造；

在正確的結(jié)構(gòu)選型及計(jì)算后，截面內(nèi)鋼筋的構(gòu)造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點(diǎn)，柱肢端部會出現(xiàn)較大應(yīng)力，加上梁作用于柱肢上應(yīng)力的不均勻，一般越靠肢端應(yīng)力越大，對柱肢形成偏心壓力，進(jìn)一步加大肢端壓應(yīng)力。因而在異形柱配筋時，應(yīng)在肢端設(shè)暗柱，暗柱的外排鋼筋由計(jì)算而定。離端部厚度范圍內(nèi)設(shè)2Ф14的構(gòu)造縱筋，箍筋同柱，這樣可限制柱肢的砼裂縫的開展，提高異形柱局部抗壓抗剪強(qiáng)度及變形能力。柱上的箍筋不僅能抗剪，也可約束砼變形，增大其延性。異形柱由于不易形成多肢復(fù)合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直徑和加密間距來實(shí)現(xiàn)。相同配箍率下，箍筋直徑大，其延性指標(biāo)好，因而箍筋且用Ф8、Ф10，其間距可比普通柱箍筋間距小。

總之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)與異形柱框架結(jié)構(gòu)有著較大的市場需求，在設(shè)計(jì)施工中根據(jù)其受力的特點(diǎn)，充分了解其破壞的各種機(jī)理，選用合理的結(jié)構(gòu)形式，正確掌握計(jì)算機(jī)分析方法和截面配筋，其結(jié)構(gòu)才能有可靠的安全保證

第4篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分析

Abstract: with the development of economy, building business is important, the main carriers of economic development, this paper mainly to the building floor shear wall structure design some analysis and study, so as to better to complete the building structural design, and assure the construction safety and quality.

Keywords: shear wall; Structure design; analysis

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

我國城市化建設(shè)不斷擴(kuò)大，住房需求急驟增大，單位建設(shè)用地日益緊張，土地是不可再生資源，高層建筑便有很大的發(fā)展空間，對高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入探討和研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性，又可以使室內(nèi)空間合理、墻面平整，所以高層建筑結(jié)構(gòu)中越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的受力、變形特征，類似于框剪結(jié)構(gòu)，但比框剪結(jié)構(gòu)的剛度分配、內(nèi)力分配更合理，結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)導(dǎo)致的豎向位移差別，也比框剪結(jié)構(gòu)小，則傳基礎(chǔ)荷載更均勻、合理。

一、剪力墻的種類

隨著人們對住宅,特別是高層住宅平面與空間的要求越來越高,原來普通框架結(jié)構(gòu)的露梁露柱、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對建筑空間的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎(chǔ)上,吸收了框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新的住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式,即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“異形柱框架結(jié)構(gòu)”型式。

剪力墻根據(jù)墻肢的高厚比分為一般剪力墻和短肢剪力墻。

剪力墻按受力特性的不同主要可分為：①整體剪力墻。②小開口整體剪力墻。③雙肢墻（多肢墻）。④壁式框架。

二、剪力墻布置應(yīng)注意的問題

1.剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜分別聯(lián)結(jié)在一起，應(yīng)盡量拉通、對直，以具有較好的空間工作性能；抗震設(shè)計(jì)時，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，宜使兩個方向側(cè)向剛度接近，兩個方向的自振周期宜相近。剪力墻平面布置應(yīng)盡可能做到規(guī)則，避免過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

2.縱、橫向剪力墻宜組成L形、T形和匚形等形式，以使縱墻（橫墻）可以作為橫墻（縱墻）的翼緣，從而提高其剛度、承載力和抗扭能力；樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置，以增強(qiáng)其空間剛度和整體性。

3.剪力墻的側(cè)向剛度及承載力均較大，為充分利用剪力墻的能力，減輕結(jié)構(gòu)自重，增大結(jié)構(gòu)的可利用空間，剪力墻不宜布置得太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度；若側(cè)向剛度過大，不僅加大自重，還會使地震力增大，對結(jié)構(gòu)受力不利。

4.剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變；允許沿高度改變墻厚和混凝土強(qiáng)度等級，或減少部分墻肢，使側(cè)向剛度沿高度逐漸減小。剪力墻沿高度不連續(xù)，

將造成結(jié)構(gòu)沿高度剛度突變，對結(jié)構(gòu)抗震不利。

5.細(xì)高的剪力墻（高寬比大于2）容易設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻，從而可避免發(fā)生脆性的剪切破壞。因此，當(dāng)剪力墻的長度很長時，為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求，可通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小、較均勻的若干獨(dú)立墻段，每個獨(dú)立墻段可以是整截面墻，也可以是聯(lián)肢墻，墻段之間宜采用弱連梁連接（如樓板或跨高比大于6的連梁），因弱連梁對墻肢內(nèi)力的影響可以忽略，則可近似認(rèn)為分成了若干獨(dú)立墻段。此外，當(dāng)墻段長度較小時，受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，而且墻體的配筋又能充分地發(fā)揮作用，因此墻段的長度不宜大于8m。

6.剪力墻洞口的布置，會極大地影響剪力墻的力學(xué)性能。為此規(guī)定剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置，能形成明確的墻肢和連梁，應(yīng)力分布比較規(guī)則，又與當(dāng)前普遍應(yīng)用的計(jì)算簡圖較為符合，設(shè)計(jì)結(jié)果安全可靠。錯洞剪力墻和疊合錯洞墻都是不規(guī)則開洞的剪力墻，其應(yīng)力分布比較復(fù)雜，容易造成剪力墻的薄弱部位，常規(guī)計(jì)算無法獲得其實(shí)際應(yīng)力，構(gòu)造比較復(fù)雜，因此宜避免使用錯洞墻和疊合錯洞墻

三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1、 剪力墻中大墻肢處理

剪力墻的結(jié)構(gòu)必須具備延展性，對于呈細(xì)高狀的剪力墻(高寬比大于2)很容易被設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻，這樣一來可以避免受到脆性的剪切破壞。 在墻長度較長的情況下， 為滿足每墻段的高寬比均大于2， 可以通過開洞的方式分割長墻為小而均勻的獨(dú)立墻段。除此以外， 在墻段長度較小時其受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小， 可以充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。 而對于剪力墻結(jié)構(gòu)中， 存在較少的長度大于 8m 的大墻肢，在理論計(jì)算中樓層的剪力大部分由這些大墻肢來承受。 在發(fā)生地震特別是超烈度等強(qiáng)烈震動時， 最容易受到破壞的便是這些大墻肢。 小墻肢因沒有足夠的配筋，使整個墻面結(jié)構(gòu)會受到全面破壞。為避免這種不利現(xiàn)象的發(fā)生， 對于超過 8m 的墻肢長度，可以采取以下兩種處理方法：①開施工洞：開施工洞即在施工時墻內(nèi)留洞，完工時砌填填充墻， 把長墻肢分成短墻肢。②開計(jì)算洞： 是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時設(shè)有洞， 施工時仍為混凝土墻。但通過這樣的計(jì)算方式， 可以加強(qiáng)其它小墻肢的配筋能力。這種方式主要適用于地下室外墻等不易實(shí)施開洞的剪力墻。

2、剪力墻連梁超筋的處理

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中連梁超筋是一種常見現(xiàn)象。連梁的超筋。實(shí)質(zhì)是剪力不滿足剪壓比要求。連粱易超筋的部位，一般剪力墻結(jié)構(gòu)中，在總高度的l／3左右的樓層；平面中當(dāng)墻段較長時，多在其中部的連梁；某墻段中墻肢截面高度大小懸殊不均勻時，在墻肢處連粱易超筋。剪力墻連梁對剪切變形十分敏感，當(dāng)剪力墻連梁不滿足連梁的尺寸要求時，《高規(guī)》7225條給出了如下處理方法：①減小

連梁的截面高度。②抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性調(diào)幅。③當(dāng)連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時，可考慮在大震作用下該連梁不參與工作。當(dāng)?shù)趌、2種措施不能解決問題時，可采用第3種措施來處理，即假定連梁在大震下破壞，不再約束墻肢。另外，可在易超筋的部位，連梁按鉸接處理進(jìn)行整體計(jì)算，但應(yīng)注意結(jié)構(gòu)層間位移比尚需滿足規(guī)范要求。

3、 配筋設(shè)計(jì)

墻體的配筋率，目前規(guī)定在一、二、 三級抗震等級的剪力墻中， 豎向和水平分布筋的最小配筋率均不應(yīng)小于 0.25％；部分框支剪力墻底部加強(qiáng)部位的配筋率不應(yīng)小于0.3％ ； 這配筋率比其在 80 年代前的配筋率： 0.07—0.1％ 要大多了，和國外的配筋率 0.1—0.25％ 的高者基本接軌， 這在高層或者較長的剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)該是合理的， 但對于低矮、 短小的剪力墻值得探討。墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞， 同時起抵抗溫度應(yīng)力防止砼出現(xiàn)裂縫， 設(shè)計(jì)中當(dāng)建筑物較高較長或框剪結(jié)構(gòu)時配筋宜適當(dāng)增加， 特別在連梁部位或溫度、 剛度變化等敏感部位宜適當(dāng)增加。但對于矮、 短的房屋， 其水平筋的配筋率是否適當(dāng)減小值得探討。 墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用， 目前在一些多層剪力墻中計(jì)算結(jié)果多為構(gòu)造配筋；但配筋時所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件中的鋼筋，筆者認(rèn)為豎向最小配筋率， 應(yīng)該包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋， 墻肢的豎向配筋原則也應(yīng)該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區(qū)并保證鋼筋間距不大于300mm，也應(yīng)該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，對抗震不利。

4、住宅樓底層框架柱網(wǎng)的設(shè)置

底層應(yīng)為全框架，至少應(yīng)是框架形式，即在內(nèi)柱縱、橫軸線的內(nèi)、外墻中均設(shè)柱或構(gòu)造柱，且縱橫兩向均應(yīng)形成框架形式。底部框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)不宜過大，一般控制在7．5m左右，并且框架梁上懸墻數(shù)目不應(yīng)超過一道。首先從使用功能上，底框結(jié)構(gòu)大多為住樓，該跨度對應(yīng)上部可分割為兩開間(4．2m+3．3m或4．5m+3．3m)，(大于4．2m，已為大開間，其面積比受到規(guī)范限制)，而且可以控制框架梁上僅有一道懸墻。同時考慮底部框架梁橫斷面高度取值應(yīng)控制在1／5一l／8梁跨，如果柱網(wǎng)過大，會使梁斷面及配筋出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，而上部懸墻數(shù)目增多，更會加重這種現(xiàn)象?？刂浦W(wǎng)尺寸，給出規(guī)定限值，限制框架梁上的懸墻數(shù)目，對底層框架剪力墻結(jié)構(gòu)來說非常重要。

結(jié)語

因此 ,剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞 ,也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)剪弱彎的原則 ,同時要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服 ,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。所以要注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題，加大新技術(shù)的研究，這樣建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就會更加安全、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

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【2】高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程．JGJ3—2002．

【3】方鄂華．高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)【M】．北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2004．

第5篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：房屋建筑；鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)措施

Abstract: according to the author in recent years practice, the housing the advantages of the reinforced concrete frame mainly reflects in: flexible space space, it is light weight, saving material, etc. The article to the housing construction steel reinforced concrete frame structure characteristics, the scope of application, this paper expounds the design principle, the combination of case and discuss the specific construction measures.

Keywords: housing construction; Reinforced concrete; Frame structure; Measures designed

中圖分類號：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

0. 概 述

框架結(jié)構(gòu)又統(tǒng)稱為構(gòu)架式結(jié)構(gòu)。目前，房屋的框架按跨數(shù)分有單跨、多跨；按層數(shù)可以分有單層、多層；按立面構(gòu)成可以分有對稱、不對稱；按所用材料分有鋼框架、混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是鋼筋混凝土框架，它包括現(xiàn)澆整體式、裝配式、裝配整體式等。其中這里面的裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好，其余的適合房屋建筑使用。

1. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)筆者近年來實(shí)踐來看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：空間分隔靈活，它自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土框架時，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。

2. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍

根據(jù)現(xiàn)在建筑的使用性質(zhì)來看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廣泛用于住宅、學(xué)校、辦公樓等地方，也有根據(jù)需要對混凝土梁或板施加預(yù)應(yīng)力，以適用于較大的跨度；框架鋼結(jié)構(gòu)常用于大跨度的公共建筑、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場、商場、體育館等。但總體來說，現(xiàn)在施工框架結(jié)構(gòu)種類比較多，在選擇起來應(yīng)靈活多變。

3.房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則一般地，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定的原則，這樣方能確保房屋的建筑質(zhì)量。

3.1遵循有抗震性能的原則。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對框架結(jié)構(gòu)來說有足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠?。房屋建筑結(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計(jì)算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。

3.2遵循經(jīng)濟(jì)性原則。 在房屋建筑結(jié)構(gòu)體系中，在保障節(jié)約資金的情況下確保工程質(zhì)量是關(guān)鍵。根據(jù)筆者工作實(shí)踐，通過對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、大開間剪力墻結(jié)構(gòu)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費(fèi)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費(fèi)相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出4.9%。

4. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個復(fù)雜多變的過程，筆者在此建議在設(shè)計(jì)中要注意以下幾方面：

4.1抗震設(shè)計(jì)問題。房屋在抗震設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，一般不要采用單跨框架。如果不可避免的話，建議可設(shè)計(jì)為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，多層建筑也可僅在單跨方向設(shè)置剪力墻。但是，后者框架結(jié)構(gòu)部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)選用，而剪力墻部分的抗震等級應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)選用。

4.2框架結(jié)構(gòu)選擇。在目前的小高層結(jié)構(gòu)體系里比較適合采用框架結(jié)構(gòu)，筆者建議首先盡可能將過于狹長的結(jié)構(gòu)用伸縮縫脫開。如果建筑專業(yè)不允許，可通過加大端部開間的抗側(cè)剛度達(dá)到限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的目的。具體可將邊框架的角柱斷面增大，加大框架梁的高度，如條件允許，中間增加框架住，既增加框架的跨數(shù)。這些方法可以顯著增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

5.房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

根據(jù)筆者實(shí)踐，結(jié)合案例來簡單闡述下這方面的措施。某小區(qū)工程為6-8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，按8度抗震設(shè)防，場地土類別為Ⅲ類，各建筑單體設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為70年，建筑安全等級為2級，建筑抗震類別為丙類。根據(jù)有關(guān)要求，柱混凝土強(qiáng)度等級:一～三層為C25,三層以上為C20;樓面為C20,屋面板、為C25密實(shí)性混凝土。

5.1計(jì)算分析。根據(jù)工程建筑要求，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要考慮建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性三個基本指標(biāo)。我們一般采用彈性設(shè)計(jì)方法，即在正常使用情況下，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于彈性受力狀態(tài)中，結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，這一點(diǎn)施工人員要做好這方面的計(jì)算分析。

5.2防雷主要措施。我們可以采取該工程住宅屋面采用φ12鍍鋅圓做避雷帶，組成不大于20m×20m的網(wǎng)格。所有突出屋面的金屬構(gòu)件均應(yīng)與避雷帶可靠焊接。

這其中引下線利用柱內(nèi)的兩根直徑大于φ16的對角主筋通長焊接作為避雷引下線，上端與避雷帶連接，下端與地梁兩根主筋焊接。

5.3梁、柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。我們在房屋設(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)時，通常出現(xiàn)多根梁交叉在一起的現(xiàn)象，主次梁的負(fù)彎矩鋼筋多層也會疊加在一起，這樣會對梁截面截面造成較大的影響。這也是房屋在建時它的成本很難控制的一方面。在此，筆者建議可采取降低次梁底面的標(biāo)高和降低主梁底面標(biāo)高的有關(guān)措施來加以控制。

5.4變形的分析。一旦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了過度變形，就會產(chǎn)生對之相對應(yīng)的裂縫。一般來說，結(jié)構(gòu)的過度變形是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足或者剛度不足的標(biāo)志，它并沒有直接反映出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的質(zhì)量和荷載等，結(jié)構(gòu)變形是鑒定房屋安全的重要內(nèi)容。所以在進(jìn)行房屋安全鑒定時，需要對房屋的綜合情況進(jìn)行考慮。

參考文獻(xiàn)

[1]韓秀女. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因[J]. 民營科技, 2010,(12)

[2] 張楠;朱興財(cái);;鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工中的問題分析[J];民營科技;2010年02期

第6篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)特點(diǎn)；高層建筑結(jié)構(gòu)；方法

Abstract: High-rise building development in China can be said to be very rapidly, its height increasing, and the type and function of building is more and more complex trend. Structure of the system is also more diversified. This paper analyses of issues that is related to the design of high-rise building structure, and each structure analysis method from the characteristics of high-rise building structure design,

Keywords: design features of high-rise building structure; method;

中圖分類號: TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

引言

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個長期且復(fù)雜的工作，設(shè)計(jì)過程中只要存在一丁點(diǎn)的錯誤，都可能對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1荷載大

高層建筑高度高，層數(shù)多，由結(jié)構(gòu)自重、墻體重量、樓面、屋面活荷載及生活所需的基本設(shè)備等引起的豎向荷載大，豎向軸力與房屋高度成線性正比關(guān)系；由風(fēng)荷載和地震作用引起的內(nèi)力主要是彎矩和剪力，在結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生的彎矩與結(jié)構(gòu)高度的二次方成正比，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)處的側(cè)向位移與高度的四次方成正比；水平作用對高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形及建筑物的工程造價的影響占主導(dǎo)地位。即高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向荷載所引起的內(nèi)力遠(yuǎn)大于低層建筑中豎向荷載可引起的內(nèi)力，水平作用(荷載)成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時的主要控制荷載。

1.2側(cè)移大

高層建筑結(jié)構(gòu)的頂層側(cè)移比低層建筑的大很多。而過大的側(cè)移使人不舒服，使電梯運(yùn)行困難，影響人們的正常工作和生活；側(cè)移過大會使建筑開裂，甚至脫落，影響建筑物的美觀、隔音等，脫落物造成人身安全事故；使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)附加變形和附加內(nèi)力，使結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的會引起房屋破壞或倒塌。在實(shí)際工程中應(yīng)避免過大側(cè)移，需加強(qiáng)抗側(cè)剛度。

2高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析

2.1結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度以為，增加了B級高度，處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

2.2 短肢剪力墻的設(shè)置問題

在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。

2.3結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼耍Y(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動。

2.4嵌固端的設(shè)置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

2.5地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。

在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。

地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

2.6高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。

2.7高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。

3各類結(jié)構(gòu)體系采用的分析方法

3.1簡體結(jié)構(gòu)

簡體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對計(jì)算模型處理手法的不同可分類為：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法。

等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化，以便用連續(xù)函數(shù)描述其內(nèi)力；另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應(yīng)用分析彈性薄板的各種有效方法。具體應(yīng)用有連續(xù)化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。

等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件，以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)的方法來分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架予結(jié)構(gòu)法等。具體應(yīng)用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結(jié)構(gòu)法。

3.2框架——剪力墻體系

框架——剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)建筑 建筑論文條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同?？蚣堋袅Φ挠?jì)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。

3.3 剪力墻體系

剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是平面有限單元法，此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用，但因其自由度較多，計(jì)算資源耗費(fèi)較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支剪力墻轉(zhuǎn)換層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。

4結(jié)語

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。

參考文獻(xiàn)

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[2] 覃力. 高層建筑設(shè)計(jì)的一種傾向. 高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會，2002

第7篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵字：高層建筑；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；對策探討

Abstract: This paper first describes the characteristics of high-level design of building structures, and then extended to high-rise building design principles, with emphasis on the high-rise building structure analysis and countermeasures.Key words: high-rise buildings; building structure design; countermeasures

中圖分類號：TU973文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）04-0020-02

高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程,任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。那么，首先讓我們了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有什么特點(diǎn)呢？

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求和投資造價的高低等。它的主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：

1.1水平力設(shè)計(jì)

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

1.2抗震設(shè)計(jì)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如有涉及到有抗震設(shè)防的，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

1.3軸向變形設(shè)計(jì)

采用框架體系和框架――剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

2.1選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖

結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計(jì)算簡圖選用不當(dāng)則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。

2.2選擇合適的基礎(chǔ)方案

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計(jì)時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，對一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。

2.3選擇合理結(jié)構(gòu)方案

一個合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總而言之，必須對工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。

應(yīng)符合下列要求：

1）應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和變形能力；

2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力；

3）對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取有效措施予以加強(qiáng)。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析及對策探討

3.1結(jié)構(gòu)的超高問題分析及對策

在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度以為，增加了B級高度，處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

3.2嵌固端的設(shè)置問題分析及對策

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

3.3框支梁支放在剪力墻上的設(shè)計(jì)問題分析及對策

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對框支梁和框支柱的截面及配筋都有詳盡規(guī)定，但對框支梁支放在混凝土剪力墻上時卻未作任何規(guī)定或建議。事實(shí)上，當(dāng)框支梁支放在混凝土剪力墻上時，相當(dāng)于施加給剪力墻一個大的集中荷載，這個集中荷載包括豎向和水平向、集中壓力和推拉力以及集中彎矩和扭矩。盡管剪力墻沿墻長度方向具有較強(qiáng)的承載能力，但垂直于剪力墻支放的框支大梁所傳荷載的作用方向正是剪力墻的弱軸方向。因此，當(dāng)框支梁直接支放在混凝土剪力墻上時，建議按以下方面考慮剪力墻的設(shè)計(jì)：

1）按底部加強(qiáng)部位無翼墻的要求，參照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》有關(guān)對框支柱截面高度的限制，以及框支梁鋼筋水平段的錨固要求等初步確定剪力墻的厚度；

2）在不小于框支梁寬度范圍內(nèi)的剪力墻中按框支柱要求設(shè)置暗柱，進(jìn)行構(gòu)造計(jì)算和配筋；

3）針對框支梁所傳集中荷載進(jìn)行局部抗力驗(yàn)算。

3.4結(jié)構(gòu)調(diào)整問題分析及對策

目前在高層建筑的建筑平面形式中橢圓形建筑平面很受建設(shè)方的青睞。這種建筑形式現(xiàn)代感極強(qiáng)。但是這種建筑形式又有一個很大的弱點(diǎn)――結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)很大。為了減小或消除這一不利影響，我們首先要選擇一種合理的結(jié)構(gòu)形式，其次是在選定的結(jié)構(gòu)形式上采取進(jìn)一步改善結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響的技術(shù)措施。

3.5扭轉(zhuǎn)問題分析及對策

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn),即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一, 在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞, 應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局,盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下, 高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻,減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動,應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下,由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制,高層建筑不可能全部采用簡面形式,當(dāng)需要采用不規(guī)則L 形、T 形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時,應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi), 同時,在結(jié)構(gòu)平面布置時,應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的振動周期問題包含兩方面: ①合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期；②控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。

四、結(jié)語

近年來，高層建筑發(fā)展十分迅速，建筑造型新穎獨(dú)特，建筑物的高度與規(guī)模不斷增加。隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，滿足高層建筑的形式、材料、力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜且多元化。實(shí)踐表明在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工過程中，設(shè)計(jì)、技術(shù)人員只有概念清晰，措施得當(dāng)，才能不斷地完善和發(fā)展高層建筑。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚文銳．李達(dá)能.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題之探究[J].廣東科技，2007（6）：150-151.

[2]趙西安．現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．北京：科學(xué)出版社，2004.

第8篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：SATWE；參數(shù)選取

正文：

SATWE是應(yīng)現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的要求，專門為高層結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)而開發(fā)的基于殼元理論的三維組合結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，其核心是解決剪力墻和樓板的模型化問題，盡可能地減小其模型化誤差，提高分析精度，使分析結(jié)果能夠更好地反映出高層結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀態(tài)。其參數(shù)選取是在使用PKPM設(shè)計(jì)軟件對多層和高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中所必需涉及的關(guān)鍵工作，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性尤為重要。以下就2010版pkpm結(jié)構(gòu)軟件中SATWE部分設(shè)計(jì)參數(shù)選取作初步探討。

由于篇幅有限，本文僅針對設(shè)計(jì)中容易出錯的設(shè)計(jì)參數(shù)做初步探討。

一、總信息

1水平力與整體坐標(biāo)角參數(shù)意義：為地震力作用方向或者風(fēng)荷載作用方向與結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)的夾角，逆時針為正。

由、于事先很難估算結(jié)構(gòu)的最不利地震作用方向，所以一般先取0度?！犊挂?guī)》5.1.1-2“有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角大于15度時，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用”。如果SATWE計(jì)算后在計(jì)算書WZQ.OUT輸出的“地震作用最大的方向”絕對值大于15度，應(yīng)將該角度輸入重新計(jì)算。但是要注意兩點(diǎn)：（1）、改變此參數(shù)時，地震作用和風(fēng)荷載的方向?qū)⑼瑫r改變。如果只要改變地震作用方向，不改變風(fēng)荷載的方向，則此處參數(shù)不要改變，只在“地震信息”中輸入附加地震作用方向即可。（2）、改變此參數(shù)時，圖形會跟著旋轉(zhuǎn)。

2、裙房層數(shù)意義：作為帶裙房的塔樓結(jié)構(gòu)剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)高度的判斷依據(jù)?！犊挂?guī)》6.1.10條文說明：有裙房時，加強(qiáng)部位的高度也可以延伸至裙房以上一層，應(yīng)從結(jié)構(gòu)最底層起算（包括地下室）。裙房層數(shù)僅用作底部哩哩啦啦加強(qiáng)區(qū)高度的判斷。規(guī)范針對裙房的其他相關(guān)規(guī)定，程序并未考慮，需要設(shè)計(jì)者自行完成。

3、轉(zhuǎn)換層所在層號填寫了此參數(shù)，程序即判斷該結(jié)構(gòu)為帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。為程序決定底部加強(qiáng)部位及轉(zhuǎn)換層上下剛度比的計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整提供信息。對于水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件和轉(zhuǎn)換柱，還需在“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”中對構(gòu)件屬性進(jìn)行指定。對于僅有個別結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)，可只在“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”中對構(gòu)件屬性進(jìn)行指定，不需填寫“轉(zhuǎn)換層所在層號”，程序?qū)H執(zhí)行對于轉(zhuǎn)換構(gòu)件的設(shè)計(jì)規(guī)定。應(yīng)按PMCAD樓層組裝中的自然層號填寫。如有地下室，應(yīng)從地下室起算。對于高位轉(zhuǎn)換的判斷，轉(zhuǎn)換層位置以嵌固端起算。4、嵌固端所在層號規(guī)范中涉及到嵌固端的條文：《抗規(guī)》6.1.3-3規(guī)定了地下室作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時應(yīng)滿足的要求；6.1.10規(guī)定剪力墻底部加強(qiáng)部位的確定與嵌固端有關(guān)；6.1.14提出了地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時的相關(guān)計(jì)算要求；《高規(guī)》3.5.2-2規(guī)定了結(jié)構(gòu)底部嵌固層的剛度比不宜小于1.5。參數(shù)選?。海?）當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛榍豆滩课粫r，層號為“地下室層數(shù)+1”。此時，應(yīng)注意：如果修改了地下室層數(shù)，應(yīng)確認(rèn)嵌固端所在層號是否需要相應(yīng)修改。（2）如果在基礎(chǔ)頂嵌固時，嵌固端所在層號為1。

5、對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定一般僅在計(jì)算位移比和周期比時選擇，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和配筋計(jì)算時不選擇。SATWE對于地下室樓層總是強(qiáng)制采用剛性樓板假定。

6、強(qiáng)制剛性樓板假定時保留彈性板面外剛度主要針對板柱結(jié)構(gòu)體系。在“強(qiáng)制采用剛性樓板假定”的條件下，是無法考慮板面外剛度，從而影響到柱內(nèi)力的計(jì)算。此時，就需要選擇本參數(shù)，彈性板面外剛度仍按實(shí)際情況考慮。

7、結(jié)構(gòu)體系與舊版相比，增加了“部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)”、“單層鋼結(jié)構(gòu)廠房”、“多層鋼結(jié)構(gòu)廠房”、“鋼框架結(jié)構(gòu)”；取消了“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”。值得注意的是，新版讀入舊版數(shù)據(jù)時，“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”自動轉(zhuǎn)換為“剪力墻結(jié)構(gòu)”；“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”自動轉(zhuǎn)換為“部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)”。注意：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的地震傾覆力矩。如果框架部分承受的地震傾覆力矩≤結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10%，按剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；如果框架部分承受的地震傾覆力矩＞結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10%，按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二、風(fēng)荷載信息

1、X、Y向結(jié)構(gòu)的基本周期程序初始給出的是根據(jù)規(guī)范里的簡化公式計(jì)算出來的，一般與實(shí)際情況有些差別，所以通常的做法是：SATWE計(jì)算完成后，查看實(shí)際基本周期，然后回填，重新計(jì)算。

2、承載力設(shè)計(jì)時風(fēng)荷載效應(yīng)放大系數(shù)新規(guī)范修改條文，詳見《高規(guī)》4.2.2條及其條文說明確定

3、設(shè)縫多塔背風(fēng)面體型系數(shù)此參數(shù)在設(shè)計(jì)中容易被忽視。以變形縫為界定義多塔時，程序在計(jì)算各塔的風(fēng)荷載時，對設(shè)縫處仍作為迎風(fēng)面，計(jì)算風(fēng)荷載偏大。采用此系數(shù)可以對設(shè)縫處遮擋面的風(fēng)荷載進(jìn)行扣減。遮擋面（設(shè)縫處的背風(fēng)面）的指定：在“多塔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充定義”中進(jìn)行指定。

三、地震信息

1、砼框架抗震等級、剪力墻抗震等級、鋼框架抗震等級砼框架抗震等級、剪力墻抗震等級：多層按《抗規(guī)》表6.1.2確定，高層按《高規(guī)》3.9節(jié)確定。注意：（1）、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架的抗震等級，要根據(jù)框架承擔(dān)的地震傾覆力矩的比例來確定，詳見《高規(guī)》8.1.3條；（2）部分框架剪力墻結(jié)構(gòu)：當(dāng)轉(zhuǎn)換層在3層及3層以上時，框支柱、底部加強(qiáng)部位的抗震等級宜提高一級，已為特一級時可不提高。詳見《高規(guī)》10.2.6條。鋼框架抗震等級：按《抗規(guī)》8.1.3條確定。

2、考慮偶然偏心考慮偶然偏心：《高規(guī)》4.3.3條及條文說明，“計(jì)算單向地震作用時應(yīng)考慮偶然偏心的影響”，“當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時，可不考慮偶然偏心的影響，但應(yīng)與單向地震作用考慮偶然偏心的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，取不利的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)”

3、考慮雙向地震作用《高規(guī)》4.3.2-2條和《抗規(guī)》5.1.1-3條：“質(zhì)量與剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響”。實(shí)際工作中，一般當(dāng)位移比大于1.2時，考慮雙向地震作用。

4、斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向附加地震數(shù)、相應(yīng)角度如果SATWE計(jì)算輸出結(jié)果里的“地震作用最大的方向”絕對值大于15度，而且不要改變風(fēng)荷載的方向，那么需要在此處輸入該角度來計(jì)算地震作用。四、活荷信息

1、柱、墻、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時活荷載《荷載規(guī)》4.1.2條，梁、柱、墻、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，可對樓面活荷載進(jìn)行折減。梁折減：在PMCAD中進(jìn)行；柱、墻、基礎(chǔ)折減：在SATWE中進(jìn)行。注意：此折減僅用于SATWE設(shè)計(jì)結(jié)果的輸出。而SATWE傳遞到JCCAD的內(nèi)力是沒有折減的。

2、梁活荷不利布置最高層號《高規(guī)》5.1.8條：高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)樓面活荷載大于4kN/m2時，應(yīng)考慮樓面活荷載不利布置引起的結(jié)果內(nèi)力的增大。

3、考慮結(jié)構(gòu)使用年限的活荷載調(diào)整系數(shù)《高規(guī)》5.6.1條，γL為考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的樓面活荷載調(diào)整系數(shù)，設(shè)計(jì)使用年限為50年時取1.0，設(shè)計(jì)使用年限為100年時取1.1。

五、調(diào)整信息

1、梁活荷載內(nèi)力放大系數(shù)《高規(guī)》5.1.8條：高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)樓面活荷載大于4kN/m2時，應(yīng)考慮樓面活荷載不利布置引起的結(jié)果內(nèi)力的增大；當(dāng)整體計(jì)算中未考慮樓面活荷載不利布置時，應(yīng)適當(dāng)增大樓面梁的計(jì)算彎矩。《高規(guī)》5.1.8條條文說明：放大系數(shù)可取1.1~1.3，正負(fù)彎矩同時放大。如果“活荷信息”里已經(jīng)考慮了樓面活荷載不利布置，此處應(yīng)填1。2、薄弱層地震內(nèi)力放大系數(shù)《高規(guī)》3.5.8條：1.25；《抗規(guī)》3.4.4-2條，不小于1.15。

3、梁剛度放大系數(shù)按2010規(guī)范取值根據(jù)《砼規(guī)》5.2.4，自動計(jì)算每根梁的樓板的有效翼緣寬度，按照T型截面與梁截面的剛度比例，確定每根梁的剛度系數(shù)。

4、按抗震規(guī)范第5.2.5條調(diào)整各樓層地震力《抗規(guī)》表5.2.5規(guī)定,抗震驗(yàn)算時,結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震的剪重比不應(yīng)小于給出的最小地震剪力系數(shù)。程序給出了一個控制開關(guān),由設(shè)計(jì)人員決定是否由程序自動進(jìn)行調(diào)整。若選擇由程序自動進(jìn)行調(diào)整,則程序?qū)Y(jié)構(gòu)的每一層分別判斷,若某一層的剪重比小于規(guī)范要求。則相應(yīng)放大該層的地震作用效應(yīng)。注意：本項(xiàng)調(diào)整只對剪重比和內(nèi)力有影響，而對周期和位移沒有影響。

5、指定薄弱層個數(shù)及相應(yīng)薄弱層層號程序自動按剛度比判斷薄弱層并對薄弱層進(jìn)行地震內(nèi)力放大，但對豎向構(gòu)件不連續(xù)、承載力突變的樓層，不能自動判斷為薄弱層，需要設(shè)計(jì)者在此指定。

6、0.2V0調(diào)整《抗規(guī)》6.2.13-1條、《高規(guī)》8.1.4條和9.1.11規(guī)定，側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)，任一層框架部分的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和按框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。程序?qū)蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)，將依據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行0.2Q0調(diào)整，設(shè)計(jì)人員可以指定調(diào)整樓層的范圍。如果需要人為控制調(diào)整系數(shù)，可以在SATWE文件SATINPUT.OUT中給出。

以上對2010版pkpm結(jié)構(gòu)軟件中SATWE部分設(shè)計(jì)參數(shù)選取作初步探討。論文中的不正確的地方，也請廣大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者不吝賜教。

參考資料：

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009--2001(2006年版)

第9篇：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：高層住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化

中圖分類號：TU973 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-9166（2011）023(C)-0303-02

高層住宅的發(fā)展和推廣是解決城市發(fā)展帶來的各種城市壓力、人口壓力、交通壓力、居住壓力等問題的必然途徑，高層住宅的發(fā)展和推廣可以有效的解決城市中心區(qū)域人口密度過大所引起住房問題，也為日后城市發(fā)展中，滿足日益增長的人口住房需要提供了解決途徑。高層住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，論文重點(diǎn)探討了高層住宅結(jié)構(gòu)體系的合理性分析及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

一、高層住宅結(jié)構(gòu)體系及住宅發(fā)展趨勢

（一）在高度較大的高層建筑中，應(yīng)用較多的是框架―筒體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)及多筒結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系。

1、框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu)，并同時承受水平荷載，適用于多層或高度不大的高層建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置要注意對稱均勻和傳力途徑直接。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置采用主次梁的作法為主，逐步向扁梁或無蓋梁發(fā)展?？蚣苤强蚣芙Y(jié)構(gòu)的主要豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件，以受壓應(yīng)力為主。框架體系的整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移和穩(wěn)定主要靠框架結(jié)構(gòu)自身，其結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，側(cè)向位移大，因此一般適用于10―12層50m高度以下的建筑。當(dāng)建筑層數(shù)較多時，框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移很大，不宜選用純框架結(jié)構(gòu)體系。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制，一般為3―8米。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑。剪力墻一般采用鋼筋混凝土材料，可分為全部為現(xiàn)澆的剪力墻，全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻，內(nèi)墻為現(xiàn)澆、外墻為預(yù)制墻板的剪力墻?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在水平力作用下側(cè)向變形很小。墻體面積大，承載力要求也比較容易滿足，抗震性能也較好。

3、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系?？蚣塄D剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架和剪力墻結(jié)合在一起而形成的結(jié)構(gòu)形式。它既有框架結(jié)構(gòu)平面布局靈活、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又有較好的承受水平荷載的能力，是高層建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將能使框架、剪力墻兩種不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同工作共同發(fā)揮作用。

（二）住宅發(fā)展趨勢

住宅發(fā)展趨勢有以下幾個方面：1、結(jié)構(gòu)體系自重的輕型化。結(jié)構(gòu)體系中越來越重視采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料以減輕結(jié)構(gòu)自重。2、結(jié)構(gòu)體系的巨型化。建筑高度的不斷提高和建筑使用功能上對特大空間的要求，促使巨型結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生。3、柱網(wǎng)、開間擴(kuò)大化。近幾年，高層框架內(nèi)柱網(wǎng)尺寸及高層剪力墻的開間尺寸有漸趨擴(kuò)大之勢。4、高層建筑結(jié)構(gòu)體系中設(shè)置轉(zhuǎn)換層。近年來國內(nèi)外流行集辦公、居住、商貿(mào)、娛樂為一體的高層綜合體。為實(shí)現(xiàn)這種功能的綜合化，結(jié)構(gòu)選型往往是根據(jù)各部分建筑功能要求選擇各自適宜的結(jié)構(gòu)體系及合理的柱網(wǎng)尺寸，然后通過轉(zhuǎn)換層的特殊處理將它們聯(lián)系，組合在同一棟高層建筑中。

二、高層住宅建筑結(jié)構(gòu)體系整體優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，以調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。這樣做，是非常直接的，也是非常有效的。增加寬度可以直接增大抵抗力臂，從而減小抗傾覆力。從材料力學(xué)的基本知識可以知道，同樣面積、抗傾覆力同結(jié)構(gòu)寬度的關(guān)系不同形狀，可以獲得不同的其幾何特征。例如：相等面積的條件下，工字形截面的截面慣性矩要大于矩形截面，而矩形截面又要大于圓形截面。根據(jù)這個原理，不難理解加大寬度以后，整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度得到很大提高。在其他條件不變的前提下，側(cè)移將按寬度增加的三次方的比例減小。當(dāng)然，必須考慮“剪力滯后”的不利影響，結(jié)構(gòu)體系中豎向構(gòu)件的水平連接應(yīng)具有足夠的剛性，才能真正達(dá)到上述效果。

（二）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分體系時，應(yīng)使其構(gòu)件以最有效的方式相互作用。例如，采用具有有效受力狀態(tài)的弦桿和斜桿的析架體系；在鋼筋混凝土抗震墻內(nèi)配置交叉鋼筋，以增強(qiáng)其抗剪能力；調(diào)整構(gòu)件剛度，使框架的剛度比達(dá)到最優(yōu)以取得良好的受力效果。

（三）增大最有效承受荷載構(gòu)件的面積，充分發(fā)揮材料的自身強(qiáng)度，是結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該時刻考慮的問題以及應(yīng)該具有的基本結(jié)構(gòu)概念。例如，增大較低樓層框架柱和框架梁的截面高度或受壓翼緣面積，就能夠直接增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，有效減小側(cè)向位移，從而改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

（四）水平作用的傳遞主要是依靠樓板，并且目前幾乎所有的結(jié)構(gòu)分析理論所采用的基本假定都是樓板水平剛度無限大。故此，每一層樓蓋應(yīng)該具有足夠的剛度和連續(xù)性，以起到水平隔板的作用，使各抵抗外力的構(gòu)件能夠協(xié)同工作成為整體，而非各自獨(dú)立。

（五）選擇合理的倒塌機(jī)制。結(jié)構(gòu)之所以稱之為結(jié)構(gòu)，是因?yàn)樗梢苑€(wěn)定地承受外荷載作用。高層建筑同多層建筑一樣，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的塑性鉸以后，整個結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)，喪失承載能力。例如框架結(jié)構(gòu)中，塑性鉸應(yīng)先出現(xiàn)在框架梁端，而不是出現(xiàn)在柱端；抗震墻結(jié)構(gòu)和框架抗震墻結(jié)構(gòu)中，塑性鉸應(yīng)先出現(xiàn)在連梁兩端而不是出現(xiàn)在剪力墻或者框架柱端。

（六）設(shè)置多道設(shè)防體系。目前，世界工程抗震的主要思想基本上是一致的小震不壞，中震可修，大震不倒。由于地震作用具有不確定性，防止在罕遇烈度時建筑物發(fā)生倒塌，多道抗震防線概念對于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是有效的，從而可以保障人民生命的安全。原則上講，應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或者負(fù)擔(dān)重力荷載很少的豎向支承構(gòu)件，或者選擇軸壓比較小的抗震墻、實(shí)腹筒體之類的構(gòu)件作為第一道防線，不宜選用軸壓比很大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件，可以利用贅余桿件來增加多抗震防線。

三、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

上述主要是針對結(jié)構(gòu)整體合理性的計(jì)算和調(diào)整，這一步則主要進(jìn)行結(jié)構(gòu)單個構(gòu)件內(nèi)力和配筋計(jì)算，包括梁，柱，剪力墻軸壓比計(jì)算，構(gòu)件截面優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

（一）軟件對混凝土梁計(jì)算顯示超筋信息有四種情況。當(dāng)梁的彎矩設(shè)計(jì)值M大于梁的極限承載彎矩Mu時，提示超筋。在四級抗震及非抗震時混凝土截面受壓區(qū)相對高度ξ＞ξb，二、三級抗震時ξ＞0.35（計(jì)算時取AS=0.3AS），一級抗震ξ＞0.25（計(jì)算時取As=0.5AS），提示超筋。當(dāng)大于《抗震規(guī)范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5%時，提示超筋。混凝土梁斜截面計(jì)算結(jié)果不滿足最小截面的要求時，則提示超筋。

（二）剪力墻超筋的情況。剪力墻暗柱超筋。軟件中設(shè)定的暗柱最大配筋率是4%，而各規(guī)范以邊緣構(gòu)件方式給出了剪力墻主筋的配筋面積，沒有最大配筋率。所以當(dāng)程序給出剪力墻超筋的警告信息時，可以酌情考慮；當(dāng)剪力墻水平筋超筋時則說明該結(jié)構(gòu)抗剪承載力不夠，應(yīng)予以調(diào)整；當(dāng)剪力墻連梁超筋時，通常表明其在水平地震力作用下抗剪承載力不夠。規(guī)范中允許在地震作用下對剪力墻連梁的剛度進(jìn)行折減，折減后的剪力墻連梁在都會出現(xiàn)塑性變形，即開裂。但在進(jìn)行剪力墻連梁設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮其配筋是否滿彈性變形時承載力的要求。

（三）柱的軸壓比計(jì)算。軟件在計(jì)算考慮地震作用下柱的軸壓比時，采用的是地震作用組合下的的柱軸力設(shè)計(jì)值；軟件在不考慮地震作用下柱的軸壓比時，采取的是非地震作用組合下的柱軸力設(shè)計(jì)值。因此對于同一個工程，考慮地震力和不考慮地震力時柱的軸壓比計(jì)算結(jié)果會不一樣。

（四）剪力墻的軸壓比計(jì)算。為了保證結(jié)構(gòu)在地震力作用下的延性，新的《高規(guī)》和《抗震規(guī)范》對剪力墻的軸壓比均作了限制。需要指出的是，軟件是按單向計(jì)算短肢剪力墻的軸壓比時，與《高規(guī)》中規(guī)定按雙向計(jì)算短肢剪力墻的軸壓比有所不同。

（五）構(gòu)件截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。上述得出初始設(shè)置的構(gòu)件截面和形狀合理，但還應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使構(gòu)件在滿足受力要求的前提下節(jié)省材料。需要注意的是，在進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)時，要考慮到構(gòu)件截面的減小將對結(jié)構(gòu)的周期、位移、地震力等一系列參數(shù)產(chǎn)生影響，降低結(jié)構(gòu)的整體安全性，不可盲目地減小構(gòu)件的截面尺寸。

作者單位：安徽省靈璧縣房產(chǎn)管理局

參考文獻(xiàn)：

[1]徐培福主編.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.