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高层建筑剪力墙结构优化设计的思考

来源:  作者:  时间:2015-11-28

【作者】 迟菲,; 

【机构】 沈阳市城乡建筑设计研究院有限公司; 
【摘要】 随着国家经济的发展,高层建筑在中国也迅速增加,高层建筑不仅展现着一个国家一个地区的经济发展状况,还展现了国家在建筑领域的发展,因为只有具备了一定的经济基础,克服了一些技术难题,才有能力建造高层建筑。但在建造建筑时,在结构的优化设计中要如何做到结构设计的合理、安全、高效仍是建筑领域高度重视的问题。在高层建筑中更是如此,只有注重高层建筑的结构优化设计特别是剪力墙结构的优化设计,才能保证高层建筑物的安全。本文对高层建筑剪力墙结构的优化设计进行思考并对其中的一些要点进行分析。 更多还原
【关键词】 高层建筑; 剪力墙; 结构优化设计; 
近年来,随着城市化进程的加快,城市人口迅速增长,城市用地紧缺的问题变得越来越突出,因此建造高层建筑在这样的背景下应运而生。但随着高层建筑的发展,更多的问题也随之被提出,建筑物最重要的是安全,只有在保证安全的情况下才有可能谈其他的方面的问题,而如何保证高层建筑物在地震等自然灾害中不受影响就成了我们关注的安全中的重要一环。因而对于高层建筑剪力墙结构的优化设计也变得越发重要,但要想了解剪力墙结构的优化设计,应首先对优化设计中的要点有所了解。
1高层建筑结构优化设计的要点
结构优化设计在高层建筑的整个实施中有着重要的作用,它包含了高层建筑的各方面,从设计到最后的工程实施。只有在结构优化设计的情况下,才能把握整个建筑物的结构,才能把握整个建筑物的方方面面,让后续的工作有步骤,有条理地进行。
1.1了解不同的结构设计方案的优缺点
在建造高层建筑物时,对于不同结构设计方案的优缺点应有所了解,因而在挑选结构方案时能够根据不同建筑物的需要,选择不同的结构设方案。对于高层建筑物来说,选择好的结构设计方案能节省工程的造价提高工程的质量,但假如选择的结构设计方案与实际建筑的需求不吻合,往往会造成材料的浪费,同时也无法保证建筑物的质量。例如,在高层建筑物的剪力墙结构设计方案中,应用概念设计了解各种设计方案的优缺点,进而选择一个最适合的设计方案。基于高层建筑物中抵抗地震性弱的特点,在选择时应着重把握高层建筑的水平荷载能力,对于高层建筑物来说,高度的增加也就意味着位移的增加,因而高层建筑区别其他的建筑的一个重要特点就是应增加高层建筑物的抗侧刚度,以使建筑物的侧向变形不至于太大,保证建筑在灾害中不会受到威胁。只有了解不同的结构设计方案的优缺点,才能进行合理的选择
1.2保证结构计算无误
结构计算的准确性是优化结构设计的一个重要方面,若计算出现错误,与实际情况不吻合,对施工将造成巨大的危害,延误工程的进行,甚至发生无法挽回的情况。在高层建筑剪力墙结构优化设计时应用计算机软件对各部分进行精确的计算,但在运用软件时应保证数据输入无误,对数据的正确性进行确认,对参数也应很好的进行掌握。
2高层建筑剪力墙结构优化要点的具体运用结合上述中的高层建筑结构优化设计的要点,在剪力墙结构优化要点中对剪力墙结构的设计进行优化,对剪力墙的计算结构进行优化。
2.1高层建筑剪力墙结构设计优化
剪力墙的结构设计中应对剪力墙从两个方向进行布置,而不是单向布置,使得剪力墙结构形成一个空间结构,而要想使剪力墙中有较足的空间,应使两向的所受力的抗侧刚度相似,并且墙应有一定的距离,以此来消减结构的重量,加大空间的利用率。剪力墙的设计应使墙肢的截面不应过于复杂,并且各部分规整,有序。洞口设置应与墙肢刚度相近,若剪力墙的洞口布置不合理时,在墙内的配筋应改成框架结构。在对较长的剪力墙进行结构设计时,剪力墙应进行洞口的设计,将较长的剪力墙分隔成几段,并且保证各段的长度相近,而各段间应用弱连梁这一连接方式进行连接,且应让每段的的长度与截面的长度间的比例在合理的范围内,以此来防止剪力墙因太够脆弱而发生剪切损坏。剪力墙的设计很大程度上要防止建筑物在地震中破坏,所以在对剪力墙进行抗震的设计时,应注意开设的洞口间的墙肢截面的高度与厚度间的比例防止出现比例不合理。在对剪力墙结构进行设计时应掌握剪力墙的特点,了解其设计中的优缺点。剪力墙平面内及平面外的刚度与承载力悬殊,平面内的大于平面外的,因而在设计时应对平面外的弯矩进行有效的把握,使平面外保持稳定。在对墙肢和平面外的建筑面梁进行交接时,应使用方法降低梁的端部弯矩中产生的不利于墙体的影响。在剪力墙进行设置时,应遵循从下到上不间断的设置,这是由于剪力墙设置的不同,其抗侧刚度也不同。在设计中虽容许顺着不同的的高度来改变墙的厚度、混凝土的强度、墙肢,让侧向的高度随着高度的不同降低。但剪力墙的高度不同,无法使其连续,使得在地震时由于高度的刚度产生变化,抗震的效果也就不佳。而在对剪力墙的结构的分析中,不仅要让剪力墙的效果达到最佳状态,还应让建筑剪力墙的高厚比按一定的要求进行设置,对于不同的的抗震等级进行分析,满足不同抗震等级的构造的相关要求。
2.2高层建筑剪力墙结构计算的优化设计
在对高层建筑剪力墙结构进行优化设计时,应根据《规范》的标准来制定各项的设计,但在设计时应对一些不可改变的标准一丝不苟地遵循,对一些可变的因素,应根据实际情况进行合理的变更。在对剪力墙结构计算的优化时,就应遵循《规范》的同时又对实际的情况有所把握,能够对高层建筑剪力墙结构计算进行优化。例如,剪力墙结构计算中对于楼层最小剪力系数值就应控制在标准的范围内。在《规范》中要求计算楼层最大的层间位移时,在地震多发作用中应把重点放在楼间的弯曲变形,将其计算进整个的扭转变形,并由于层间的位移不足,增加竖向的刚度,但在实际中并非如此简单,不应一味地遵循标准却不对实际情况进行分析。而且在计算中也不应为了遵循标准而盲目地将数值接近标准,在计算的一个方面出现问题时只是单纯地对另一方面进行增添或减少以使出现问题的这一方平衡。所以在高层建筑的剪力墙结构计算优化中应在遵循《规范》的同时,注重对实际情况进行分析,而不是为了达到标准而不顾实际。
高层建筑的迅速发展,不仅有利于国家经济的繁荣,也给建筑领域带来了新的机遇和挑战,在建筑领域中,建筑师们一方面要不断地适应人们日益提高的建筑要求,另一方面还要在实践的探索中对建筑的各方面进行优化。在高层建筑剪力墙结构优化设计中应注意一些要点,将注意点带入到实际的设计中,还应对剪力墙的结构优化进行统筹地设计,而不应拆了东墙补西墙,所以在实际的剪力墙结构优化设计中,应注意各项原则的协调,在实践中不断优化高层建筑剪力墙的结构。
论文摘自《科技经济导刊

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