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高层住宅剪力墙结构优化设计

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高层住宅剪力墙结构优化设计
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摘要:本文主要针对高层建筑剪力墙结构的概念设计、对剪力墙应用的优缺点分析、对高层建筑中剪力墙结构的应用分析以及高层建筑剪力墙结构设计优化进行简要分析,仅供参考。

关键词:高层住宅;剪力墙结构;优化设计

中图分类号:TU208 文献标识码: A

一、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卜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,结构性较差。

二、对剪力墙应用的优缺点分析

设计中应用剪力墙将能够有效的提高墙体的结构刚度,由于其整体性较高,所以在耗钢方面也比较低,能够承受侧向较大的形变压力;对于震动的产生具有良好的低于性能。通过对其结构进行合理构造,将能够使其塑性大大增强。由于其整体性能优良,所以在高层建筑、客房当中使用现浇剪力墙结构相对经济性能较高。不仅如此,该方法还有效的提高了室内的清洁度以及外观的美感。

任何设计结构都存在其独有的优点以及缺点,剪力墙结构设计的主要的缺点是整体结构侧向刚度较大,一旦遇到较大的震动,就会导致上部结构施工费用增加。由于剪力墙使用砼墙体,所以建筑的整体重量增加,一旦地震将引起连锁反应,造成危害。墙体内部肢轴压较低,剪力墙无法有效的发挥自身的承载能力。墙体内部使用钢筋数量较少,导致结构在延伸中性能较差。在楼板设计的制约下,剪力墙间距受到限制,整体布局过于紧凑,在公共建筑中没有较为有利的推广价值。

三、对高层建筑中剪力墙结构的应用分析

高层建筑是为了满足现代人生活的重要居住场所,我们在研究中可以把它看成是一种中空的“悬臂梁”,这种结构直接使该建筑在承受自身重量以及载荷的过程中,还需要能够有效的应对外来风力、地震等方面的影响,确保自身的刚度能够承受,避免出现震动或者损坏,确保内部的建筑以及装饰得到良好的保护,为人们的生活提供一个安全的环境。

高层建筑在使用中需要充分的考虑其所承载的水平以及竖直方向的载荷,不仅如此,由于地震因素的影响,综合考虑抗震因素也是非常重要的,所以有效的控制水平载荷与地震因素的联合影响至关重要。建筑物的高度越高,那么其位移量就越大。所以在进行高层建筑设计的时候,需要将承载能力、抗侧刚度等计算在内,对其进行有效控制。如果建筑物的水平侧向力受力较大,那么剪力墙将会发生弯曲。剪力墙能够有效的承载竖直、水平方向上的载荷,其整体性能出色、具有较大的侧向刚度、在水平作用力的影响下产生的位移相对较小,由于没有梁柱等结构所以比较方便使用。但是,如果房间的空间较小,则会导致整体性能下降。如果需要在负一层进行建设,那么可以使用框支剪力墙结构,在进行施工的时候还必须有效的进行转换层的布置。剪力墙是一种能够在竖向、垂直、水平、横向方向上具有较大刚度的结构,所以非常适合建造多高层建筑物。不过,这种结构只能够支撑宾馆、公寓等小型房间的支撑。面对建筑中的大型建筑单位,则需要使用其他的建筑结构进行调整。为了能够达到多种环境适应使用的目的,通过对在矩形平面中运用纵横双向的设计结构、在圆形平面中设计环向设计结构等,将能够有效的提高剪力墙的使用价值以及支撑能力。

四、高层建筑剪力墙结构设计优化

剪力墙结构是高层建筑最普遍使用的一种建筑结构,因为该结构能够有效的提高高层建筑的抗震性能,但是在使用该结构的过程中,要对设计方案进行不断地优化,这样才能将该结构的性能发挥最佳,在进行设计优化的过程中,可以从以下几方面入手:

1、在高层建筑中,剪力墙结构的布置方式比较固定,概括起来只有两种布置方式,一种是沿着主轴的方向;另一种是如果沿着其他方向,切记要双向布置,之所以这样布置主要是因为双向布置能够形成非常恰当的空间结构,尤其是因为剪力墙设计的主要目的是为了提高高层建筑的抗震性能,如果只是单向布置,建筑物两侧的受力就会出现不均衡的现象,其空间性能也不能充分的发挥出来。剪力墙结构与其他结构相比性能比较突出,主要其中在两点,一是抗侧刚度;二是承载力,但是该结构的自身重量却非常大,为了在布置时尽可能的减轻重量,并且时结构性能发挥的更好,在布置时不能要紧密,否则会适得其反。

2、剪力墙结构在设计时,要注意截面尽量不要复杂,而且要保持规则的状态,与此同时,还要保证其竖向刚度要均匀,如果自身的刚度不平均,会影响受力结果,在设计门窗洞口时,一定要注意使其处于上下对齐的状态,并且将其排成一列,这样剪力墙结构中的墙肢以及其他部位都能够十分明确显示出来,而且能够保证应力分布十分规则。在设计时要注意与使用的计算简图相吻合,这样设计出来的结果才能真实可靠。在设计优化过程中,剪力墙结构的洞口十分关键,尤其是在布置经常容易出现错洞现象,但是如果出现这种现象,就需要将设计剪力墙内配筋时要将其设计成框架的形式。

3、如果高层建筑需要设计的剪力墙相对来说比较长,这时就需要将其看作是若干段,但是必须保证每一段的长度都相等,每一段都用弱连梁来连接。在分割的过程中,每段的高度与截面高度要控制在有一定的范围内,两者直接的比值不能超过2,一旦两者之间的比值过高,剪力墙就会出现剪切破坏的现象,这种现象正是由于两者比值过高,而剪力墙产生脆性引起的。在对进行抗震设计时,在洞口的地方如果没有特别要求就不要设计小墙肢,因为这个小墙肢严重影响剪力墙结构整体性能的发挥。

4、在对该结构进行设计时,一定要注意对其进行事先的结构分析,这样才能真实的确定出剪力墙结构的各项指标,通过这些指标就能够确定剪力墙需要设计的具体厚度,在厚度确定之后,还要确定轴压比以及对剪力墙希望参数方面的要求,但是最重要的要求就是高厚比,因为高厚比直接决定了剪力墙设计方案是否符合高层建筑的要求,是否能够将其性能发挥最佳。剪力墙的高厚比必须在允许的范围之内,才能具有最好的效果。其允许高厚比如图1,其中H为层高或剪力墙无支长度的比较值。

当然有些高层建筑对剪力墙的高厚比有着特别的要求,图1中的高厚比并不符合设计的实际要求,这时就需要参考其他文献,保证剪力墙的高厚比符合要求。

5、剪力墙结构最大的特点就是在同一平面内,刚度以及承重力都非常大,但是如果超过这个平面结果则正好相反,所以设计优化的重点就是注意平面之外的弯矩,如果该弯矩能够控制在一定的范围之内,平面外的性能就会大大提高,如果其墙肢与其他平面的梁柱进行连接的情况,这时就需要采取一定的办法尽可能的降低梁端部弯矩对剪力墙结构的外作用力的影响。

结束语

综上所述,本文对剪力墙在高层建筑施工设计中的优化问题进行了简要的探究,合理的应用剪力墙设计结构,将有效的提高高层建筑物的抗侧刚度,同时有效的强化高层建筑物的整体质量及抗震性能,有利于推动建筑行业的蓬勃发展。

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摘要:建筑是我国国民经济发展的支柱行业之一,也是国民经济发展和社会进步的重要指标。而住宅作为目前建筑行业中最受重视和关注的一项,做到个性化设计对于住宅产业的发展而言极为关键,也是实现人们对住宅高层次要求的主要途径。随......
建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
发布时间:2015-07-30
【摘要】进行建筑结构的设计优化过程当中,建筑结构设计十分重要,由于一个合理的结构的设计方案不但能够使得建筑工程到达技术上的要求,还能够降低经济上的消耗。但是,建筑结构设计优化是一个十分复杂且具有比较强的综合性的系统性......
试析结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用
发布时间:2015-08-03
摘要:本文通过建筑结构优化方法在房屋建筑中的重要性、优化技术的应用步骤、房屋建筑结构设计中优化技术以及优化设计技术在房屋建筑结构设计上的应用进行简要分析。 关键词:结构设计;优化技术;房屋结构;设计;应用 中图分类......
浅析高层建筑结构设计问题
发布时间:2022-08-30
摘要:随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化,城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层建筑得以快速发展。人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。关键词:建筑结构结构设计Abstract:Withtherapiddevelopmentofsocietyandecon.........
高层建筑中钢筋结构的设计
发布时间:2022-11-05
摘要:本文结合笔者多年的实践经验,浅谈高层建筑中钢筋结构的设计中应该考虑到的各种因素以及最佳设计方法。 关键词:高层建筑 钢筋结构 设计 制造 随着建筑施工管理的规范化和正规化,高层建筑施工中对于钢筋的选材、质量、加工......
住宅户型设计要点
发布时间:2023-08-12
住宅户型设计要点 今天讲的内容是与上一次讲话内容接着的,上次呢咱们讲的是客户到室内调研的情况是如何的,主要是日本、韩国的基本情况。今天呢我们主要是在上次调研的基础上,提出一些相应的办法,但这并不是说都是一些具体的方案,而......
住宅首层下沉庭院雨水排水设计探讨
发布时间:2023-08-05
摘要:本文主要针对住宅下沉式庭院简介、住宅下沉庭院雨水排水设计方案、住宅首层下沉庭院雨水排水设计方式优缺点、排水设计问题分析以及排水设计方式选择进行简要分析,仅供参考。 关键词:住宅首层;下沉庭院;雨水排水设计 中......
浅析住宅建筑的个性化设计
发布时间:2023-04-09
【摘 要】随着人们审美水平和生活水平的提高,人们对住宅建筑的设计也有了更高的要求。随着城市建设进程的加快,人们不只要求住宅具有安全性及实用性,还要求其具有个性化。为了应对这样的市场需求,建筑设计者们不断的进行着创新,在......
建筑结构设计成本优化分析
发布时间:2023-04-07
摘要:建筑结构设计就是建筑结构设计人员对所要施工的建筑的表达。随着我国社会经济的飞速发展,建筑业也得到了快速发展。在满足安全适用的基础上,美学需求也成为大家追求的亮点。人们往往只注重建筑形式的表达,而忽视了建筑结构设......
新型住宅小区的智能化设计
发布时间:2023-01-10
摘要随着物质生活的丰富,人们对于住宅更多的是追求其功能性和高效便捷性。为了满足人们的需要,智能化住宅小区逐渐走入人们的视线,它提供给人们以更好的生活保障与品质。首先介绍了智能化住宅小区的发展现状,然后对住宅小区的智能化系统组成进行设计。针对人们的需要,其智能化系统主要涉及到安全监防系统、网络建设、智能电网设计、汽车充电桩设计以及绿色化设计五个方面。最后指出智能化住宅小区的是未来住宅小区发展的趋势。.........
刍议建筑结构优化设计探讨
发布时间:2023-03-12
摘要:结构师在保证安全性的前提下,当然应该敢于挑战新的结构形式,使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中,在基本满足建筑师设计意图的基础上,平面布置应尽量规则,对称,尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在......
建筑空间结构的设计与优化
发布时间:2015-09-11
【摘 要】在我国,建筑行业在不断的发展,人们对建筑设计的要求也有了非常显著的提升,同时设计人员还在不断的更新自己的设计理念,在建筑设计中,人们更加重视个性的体现,所以在实际的工作中,建筑设计人员也对空间进行了一定的改进......
探讨建筑结构设计优化工作
发布时间:2023-07-12
【摘 要】随着中国市场经济的发展,建筑行业如雨后春笋般兴起。目前,建筑行业结构优化设计越来越重要。本文根据笔者多年工作经验,探讨了建筑结构设计优化工作中应注意的问题,分析优化建筑结构设计的方法,令建筑物更迎合社会发展的......
简论住宅小区的园林绿化设计
发布时间:2015-07-31
【摘要】近年来,随着我国经济水平的日益提高和居民的居住条件的不断改善,人们的居住环境受到严重的污染,导致生态系统失调和生活环境质量下降,让居民在无形中造成伤害。城市建设中,城市园林绿地对生态环境的改善,不但可以完善投......
住宅供配电设计浅析
发布时间:2015-08-05
摘要 随着我国房地产市场的飞速发展,住宅电气设计也逐步往复杂化、精致化发展。高层建筑符合了人们对居住的环境、信息的获取、娱乐、教育等方面的要求,所以在21实际得以飞速的发展,在建筑设计中,电气设计占有相当重要的位置,一栋......
高层建筑结构特点及设计问题
发布时间:2019-10-27
摘要:在高层建筑的发展日趋激烈的形势下,建筑的质量受到了越来越高的重视。在建筑体系中,结构承担着整个建筑的荷载,所以要对结构设计给予足够的重视。在对高层建筑的结构进行设计的过程中,要全面的考虑各种因素,保证设计的质量,为高层建筑的质量打下坚实的基础,文章对此作出阐述。关键词:建筑结构设计高层建筑引言随着城市化进程加快发展,全国各地的高层建筑不断涌现,建筑质量出现的问题越来越多,也越来越严重。而建筑.........
紧凑型住宅设计研究
发布时间:2023-05-19
摘要:现在的社会生存环境的大面积城市化发展,在这样的背景下,本文从紧凑型住宅设计的概念研究到收纳型家居设计分析与运用。随着现代社会建筑业的发展,我们在生活中因为住宅空间有限的的困扰。城市的变化源于住宅环境的变化与城市......
高层建筑结构设计的要点探析
发布时间:2015-08-03
摘要:高层建筑的结构设计工作是一项涉及诸多因素和问题的综合性技术工作,高层建筑对结构设计的要求非常高,建筑设计师一定要在准确分析计算的前提下,根据结构设计的原则性要求,结合实际的工程条件和地质条件,设计和采用合理的结......
高层建筑结构抗震设计的要点
发布时间:2022-12-12
摘要:作为工程抗震设计的依据,高层建筑抗震分析处于非常重要的地位。本文即对高层建筑抗震设计的理念进行了分析,然后详细阐述了高层建筑结构抗震设计的要点。 关键词:高层建筑;抗震设计;抗震理论;延性设计;抗震防线 中图......
高层建筑结构设计的相关问题
发布时间:2022-10-26
摘要:随着高层建筑的不断发展以及建筑内部的复杂性,给高层建筑结构设计带来更大难度。如何设计出经济合理可靠的高层建筑结构,是设计人员要面对的问题。而掌握高层建筑结构设计要点,正确合理地处理结构设计时所出现的问题,是结构......
营口地区高层住宅项目的沉降计算问题
发布时间:2015-07-30
【摘要】 结合辽宁营口地区场地状况,举例概括高层住宅项目在软弱地基土上设计桩基础的沉降计算问题。先概括计算步骤,再根据实例给出具体计算过程。 【关键词】 高层住宅 软弱地基 桩基础 沉降 一、桩基础沉降计算步骤: 1.确......
建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究
发布时间:2022-08-22
摘要:本文主要针对房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的概念、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的意义、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤以及如何合理优化房屋结构设计进行简要分析。 关键词:建筑结构设计;优化方法;......
住宅外观(外立面)设计
发布时间:2013-12-13
建筑的艺术是空间的艺术,有人说建筑中凝固的音乐。住宅的艺术是由住宅空间和实体这两大基本要素,而建筑的功能和艺术均由两个因素的组合变化而形成。 实际上,住宅的外观就是住宅体现型与立面的表现。住宅的美观问题,不但在房屋外部形......
浅析框剪结构设计中的几个问题
发布时间:2022-10-01
【摘要】 简要分析了框架剪力墙结构设计过程的几个难点。 【关键词】 框架剪力墙 嵌固端 连梁 一、工程简况 本工程为上海市嘉定区的一栋高层商务办公楼,结构高度为53米,地上十二层,地下二层。标准层结构布置图如下: 横向......
试论住宅小区的园林绿化设计
发布时间:2022-09-22
摘 要:随着我国经济的飞速发展,我国城市化进程的节奏也在不断加快,人们在追求物质生活的同时,也希望能够不断地提高和改善自己的精神生活。在思想多元化的时代,人们的生活观念较以往有了很大的改变,人们开始呼吁回归自然,从身边......
我国钢结构住宅产业化发展的问题和对策
发布时间:2014-01-06
[摘要]本文从住宅产业化的定义出发,讨论了我国钢结构住宅产业化 发展 过程中在研发、设计、工程项目管理等领域的诸多问题,并给出解决相关问题的建议,最终得出实现钢结构住宅产业化的途径是建立钢结构住宅产业集团。 [关键词]住宅......
工业建筑结构优化设计的探讨
发布时间:2015-08-03
摘要:随着城市化的不断进步与发展,建筑行业也紧跟繁荣的脚步,工业建筑逐步演变成为了城市建设中的一个十分重要的组成部分,其设计质量的好坏直接关系到整个城市的外在形象,与整个城市发展规划的合理性、可行性及其可持续发展性都......
浅谈异形柱框轻结构住宅的应用
发布时间:2023-02-03
摘要:本文通过对异形柱框轻结构和一般框架结构住宅矩形柱的比较,指出采用轻质填充墙体,选择异形柱框轻结构住宅为一种明智的选择。并简要回顾了此类住宅结构发展的历史,提出此体系结构的科学稳定性和广泛的应用前景。 关键词:异型柱......
解析房屋建筑框架剪力墙结构主体工程的施工技术
发布时间:2016-11-18
1 房屋建筑框架剪力墙结构的内涵 房屋建筑框架剪力墙结构的施工是立足建筑体框架的基础,进行承重优化的一项施工工程。一般的建筑框架由于是一个统一的整体,所以其侧向的刚度相对较小,特别是在高层建筑中,虽然整体的稳定性由框架决定,......
高层建筑转换层结构设计中的问题分析
发布时间:2023-01-08
摘要:在当前的高层建筑设计中,针对转换层结构的内容是至关重要项目,其设计方案和设计水平直接决定整个高层建筑的设计水平。本文主要介绍了高层建筑转换结构在受力方面的主要特点,阐述了关键结构层的存在形式和显著特征,详细分析......
探析住宅小区二次供水电气控制系统的优化设计
发布时间:2015-08-05
摘要:住宅小区的二次供水随着小区的面积增加与生活水平的提高,其供水质量也受到了更多的关注,如果利用传统的高能耗运行模式来满足高质量的供水,就成为了二次供水系统需要更加优化的课题。下面就以四川省泸州市某住宅小区为例,来......
为住宅规划设计挑“刺”
发布时间:2023-01-26
近年来,上海住宅规划设计水平不断提高,设计风格日趋多样化,配套设施不断完善,环境景观日益优美,但与国外先进水平和与市民不断增长的居住要求相比,仍有一定差距。最近,本市规划方面专家卢为民经过实地调研,列举其主要表现,提出要......
住宅景观设计:住宅园林景观不能刻意求“美
发布时间:2023-07-21
公园式布局的景观设计,环抱低密度住宅的大面积水系,重现江南水乡传统风貌,加上新古典主义风格的建筑立面……如果在城市住宅小区内看到这样的景象,你会有什么感觉?专家们的看法是“现在的一些小区景观,好得实在是有点过了”。你也许......
高档住宅区景观设计和施工探讨
发布时间:2013-12-13
随着近年来住宅建设的迅猛发展,涌现了一批高档的、优秀的住宅小区,我国的景观设计行业伴随着楼市应运而生,并有长足的进步。传统意义上的园林决不是今日的景观设计,特别是楼盘的景观设计,景观设计师正在努力而艰辛的追赶国外成熟的......
浅谈房屋建筑结构的优化设计
发布时间:2023-04-07
房屋建筑作为一种商品,人们不仅考虑其质量要求,还要更多关注房屋建筑结构设计对安全性、可靠性和使用舒适度的要求。鉴于此,笔者结合多年实际经验,简要阐述了房屋建筑在设计施工中常遇见的问题和解决方法,并从房屋建筑设计......

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