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1、城市建筑I結(jié)構(gòu)·抗震IURBANISMANDARCHITECTURESTRUCTURE‘ASEISMATIC淺談高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計分析■王帥【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展以及科技的不斷創(chuàng)新，越來越多的高樓大廈拔地而起，高層建筑對于我們來說已不再陌生。剪力墻結(jié)構(gòu)由于其整體性強(qiáng)、抗側(cè)剛度大、側(cè)向變形小和用鋼量較省等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用。本文主要從剪力墻的結(jié)構(gòu)布置、受力特點(diǎn)和設(shè)計原則等問題進(jìn)行了分析，以優(yōu)化剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計?！娟P(guān)鍵詞】剪力墻布置原則受力特點(diǎn)設(shè)計原則城市的興起離不開建筑，而建筑又是創(chuàng)造美好生活的手段，所以隨著社會的快速發(fā)展，人們
2、對住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來越多，普通的框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)中露出梁、柱的情況，已不能滿足現(xiàn)今人們的生活需求，由此剪力墻結(jié)構(gòu)被更多地運(yùn)用在高層建筑中?，F(xiàn)對高層剪力墻結(jié)構(gòu)的布置原則、受力特點(diǎn)、設(shè)計原則等問題進(jìn)行探討，提出一些意見和建議。一、剪力墻結(jié)構(gòu)的布置原則(1)剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置應(yīng)具有合理的剛度，為了提高建筑物的抗震能力，剪力墻宜進(jìn)行雙向布置，以此來加強(qiáng)房屋在兩個主軸方向上的抗側(cè)剛度，同時應(yīng)盡量避免單向布置。(2)剪力墻的洞口宣進(jìn)行規(guī)則化處理，即剪力墻上的門窗洞口宜上、下層對齊，規(guī)則地成列布置，自下到上宜連續(xù)，若剪力培上下不連續(xù)，很可
3、能造成結(jié)構(gòu)沿高度的剛度突變和應(yīng)力集中現(xiàn)象。(3)剪力墻結(jié)構(gòu)宜將墻肢設(shè)計成延性，即彎曲變形為主的墻肢，也就是剪跨比大于等于2的墻肢。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，當(dāng)剪力墻的設(shè)置相對較長時，宜將剪其分成相對均勻的若干墻段，各墻段的高度和墻段的長度之比不宜小于3，同時各墻段之間宜采取弱連梁的方式連接，以此來避免和減少剪力墻的剪切破壞。(4)規(guī)范中規(guī)定抗震設(shè)計時，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部由短肢剪力墻組成的剪力墻結(jié)構(gòu)，B級高度高層建筑及抗震設(shè)防烈度為9度的A級高層建筑，應(yīng)盡量避免短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計時若因結(jié)構(gòu)的需要，不可避免地在建筑中布置了較多的短肢剪力墻，此時的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求
4、：①PKPM模型文本文件“框架柱傾覆彎矩及0．2VO調(diào)整系數(shù)”中，規(guī)定水平力短肢墻地震傾覆力矩百分比不宜大于50％。②房屋適用的最大高度應(yīng)適當(dāng)?shù)陀谝?guī)范規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度。(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計時要控制剪力墻平面外的彎矩，可沿樓面梁的軸線方向設(shè)置剪力墻、扶壁柱或者在墻內(nèi)設(shè)置暗柱等方式，以此來減少梁端部彎矩對墻體的不利影響。結(jié)構(gòu)平面布置時，不宜將樓面的主梁直接支撐在連梁上。因?yàn)檫B梁本身剪切變形較大，容易出現(xiàn)裂縫，計算模型也不宜通過，所以應(yīng)盡量避免。二、剪力墻類型及受力特點(diǎn)實(shí)際生活中常在剪力墻上開取門窗洞口，以此來滿足建筑的使用要求，然而洞口大小、形狀和位置
5、影響著剪力墻的受力特點(diǎn)和變形狀態(tài)，現(xiàn)就以下幾種情況進(jìn)行分析：。a口a口o口a口a口D口o口D口廣1+一■t—卜}—●+■段++■雎斗■肢+-三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則(1)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范合理布置，例如剪力墻結(jié)構(gòu)剛度不宜過大，應(yīng)以規(guī)范規(guī)定的水平位移限值和舒適度要求為標(biāo)準(zhǔn)，分析計算結(jié)果中的周期比、位移比、層間位移角等結(jié)構(gòu)整體計算指標(biāo)是否滿足規(guī)范要求。如在采用剛性樓板假定下計算的位移比，最大位移與層平均位移的比值(Ratio一(X)，Ratio一(Y))；最大層間位移與平均層間位移的比值(Ratio-Dx。Ratio-Dy)；層間最大位移與層高之比
6、(層間位移角)，即Max—Dx／h，Max—Dy／h；同時還要注意周期比，若不滿足可增加結(jié)構(gòu)周邊剛度降低結(jié)構(gòu)中部的剛度等方法適當(dāng)調(diào)整。1．整體剪力墻當(dāng)剪力培上不開設(shè)洞口或開的洞口非常小，其洞口面積小于的總剪力墻面積的15％時，可以忽略洞口對墻的影響。此時，剪力墻可被看作整體的懸臂桿件，變形曲線以彎曲型為主，用材料力學(xué)中懸臂梁的內(nèi)力和變形基本公式進(jìn)行計算。2．整體小開口剪力墻當(dāng)剪力墻上的門窗洞口布置比較規(guī)律時，雖然其洞口的面積超過墻總面積的15％，但是仍屬于開洞很小的剪力墻。大量工程試驗(yàn)證實(shí)。在水平荷載作用下，開口很小的剪力墻其力學(xué)特性仍然接近于整體剪力墻的
7、受力性能。在沿墻肢方向上，大部分樓層中的墻肢上沒有出現(xiàn)反彎點(diǎn)，變形曲線仍以彎曲變形為主。3．聯(lián)肢剪力墻剪力墻的洞口開的比較大而多，此時截面的整體性已被破壞，這種類型可簡化為墻肢與連梁聯(lián)結(jié)組成的結(jié)構(gòu)體系，連梁對墻肢起到一定的約束作用，整個截面的法向應(yīng)力不再是直線。剪力墻墻肢的線剛度明顯比連梁的線剛度大得多，大多數(shù)的反彎點(diǎn)都出現(xiàn)在連梁中部，故需根據(jù)具體情況采用相應(yīng)方法進(jìn)行分析計算。圖l剪力墻的墻段、墻肢示意圖和長墻肢留結(jié)構(gòu)洞(2)抗震結(jié)構(gòu)體系在分析和計算中要有明確的計算示意圖和合理的地震傳遞途徑，并對結(jié)構(gòu)設(shè)置多道抗震防線。(3)現(xiàn)如今根據(jù)人們的生活需要，很多建
8、筑為了追求美觀和新穎，往往會出現(xiàn)建筑形式及其組成構(gòu)件不規(guī)則的布局，
