某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

1、某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 摘 要通常情況下，高層建筑在設(shè)計(jì)的時(shí)候要優(yōu)化結(jié)構(gòu)，這樣才能符合設(shè)計(jì)規(guī)定，但是因?yàn)楹芏嘣?，其結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，并不能優(yōu)化，這些原因可能是因?yàn)槭┕さ臅r(shí)間長，或者對高層建筑的投資大，也可以能是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不斷發(fā)生變化等，這些因素都會影響結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。本篇文章主要是探討了高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有關(guān)理論，分析在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的弊端，并根據(jù)問題找到最正確的解決方案。 關(guān)鍵詞高層建筑 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 設(shè)計(jì) 問題 解決方案 中圖分類號：U965 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X07-0172-01 城市的商業(yè)化氣息濃厚，在商業(yè)的推動

2、下，經(jīng)濟(jì)有了更加良好的開展形式，而建筑也因此在開展，尤其是高層建筑。城市中的高層建筑可以看作是城市以及商業(yè)的表達(dá)。在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，技術(shù)為結(jié)構(gòu)提供保證，可是對于高層建筑的剪力墻而言，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還有缺乏，也就是說還有開展的空間。 1 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 就目前的開展情況來看，國內(nèi)常用的兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括兩大類，即數(shù)學(xué)規(guī)劃法和力學(xué)準(zhǔn)那么法。但是對結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)踐遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于理論的開展。國內(nèi)的優(yōu)化方法理論還不健全，不能適時(shí)的根據(jù)具體工程工程情況進(jìn)行調(diào)整；于國內(nèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的人才比擬欠缺，對相關(guān)的技術(shù)把握有很多缺乏；由于長時(shí)間的實(shí)踐，很多設(shè)計(jì)單位都有自己的一套理論體系，按部就班地完成

3、設(shè)計(jì)工作，沒有與時(shí)俱進(jìn)；設(shè)計(jì)人員的責(zé)任心不夠，逃避對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，沒有有效發(fā)揮主觀能動性。近十幾年，國內(nèi)在研究把優(yōu)化理論應(yīng)用于工程實(shí)踐方面又有了新的進(jìn)展：強(qiáng)調(diào)綜合處理，使技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與管理相結(jié)合；于對結(jié)構(gòu)的構(gòu)件布局和節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化；考慮事物的模糊性；對常見結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，形成通用程序和計(jì)算圖表，便于推廣。目前針對剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究主要是根據(jù)力學(xué)準(zhǔn)那么化對其進(jìn)行優(yōu)化，例如采用大開間或大柱網(wǎng)方案。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)研究說明：剪力墻破壞時(shí)其強(qiáng)度為設(shè)計(jì)要求的好幾倍，這種小開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系無論承載能力及抗側(cè)剛度均顯得過大，它將導(dǎo)致較大的建筑自重和較大的地震作用。 2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì) 剪力墻又稱

4、作結(jié)構(gòu)墻，剪力墻截面較大，且整幢建筑物的剪力墻之間互相現(xiàn)澆予以連接，整體性好，有很大的抗側(cè)能力，可建造較高的房屋。剪力墻結(jié)構(gòu)主要是用于承當(dāng)橫向水平力的實(shí)體墻體結(jié)構(gòu)。剪力墻體系可以是直接豎立在根底上，也可為了適應(yīng)下部大空間的需要而由框架支承，形成框支剪力墻。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由樓蓋組成的空間盒子及一系列縱向、橫向剪力墻結(jié)構(gòu)體系，承受水平和豎向荷載，各片剪力墻的受力在豎向荷載作用下會比擬簡單，也容易分析，但在水平荷載作用下卻有很大不同。簡化分析方法，認(rèn)為剪力墻平面之外的剛度極小，但其自身豎向平面內(nèi)的剛度卻很大，而在平面外的剛度可以忽略。這樣，可把橫、縱方向的剪力墻分別加以考慮，將空間結(jié)構(gòu)作為平面結(jié)構(gòu)

5、進(jìn)行處理，使剪力墻體系的位移和內(nèi)力計(jì)算在水平荷載作用下得到最大程度的簡化。實(shí)際上，剪力墻結(jié)構(gòu)體系縱、橫兩個(gè)方向各片剪力墻是分別相互連在一起的，各片剪力墻的截面特性應(yīng)計(jì)及縱、橫墻的共同工作，即縱墻的一局部可作為橫墻的有效翼緣，橫墻的一局部也可作為縱墻的有效翼緣。剪力墻的種類，分為整截面剪力墻，整體小開口墻，雙肢墻、多肢墻，壁式框架。 3 剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 3.1 主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度 高層建筑在承受建筑內(nèi)部重量的同時(shí)，還要讓建筑有整體性，最主要的是讓建筑保持穩(wěn)定。然而高層建筑的穩(wěn)定性卻受到某些自然條件的沖擊，當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)、暴雨等天氣的時(shí)候，建筑的結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的沖擊，可是高層建筑還是讓主體有剛度，

6、以免建筑出現(xiàn)移動。通過穩(wěn)定主體的剛度，可以讓建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及使用建筑的人很平安。高層建筑的材料的用量與建筑結(jié)構(gòu)承受的重量是有一定聯(lián)系的。如果建筑承載量大，那么建筑結(jié)構(gòu)的材料更多。而結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力材料數(shù)量也是同樣，并且是呈二次方的比例增加。建筑結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)是否合理取決于主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。因此在在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該計(jì)算抗側(cè)剛度，通過計(jì)算結(jié)果，合理的設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)。 3.2 地震作用 計(jì)算建筑的抗震作用，通常計(jì)算的方法有兩種，一種是振型分解反響譜；而另一種是底部剪力。但是第一種方法用的比擬多，在計(jì)算的時(shí)候，可以用擬靜力的方式，通過這種計(jì)算方式可以保證計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，而且還能計(jì)算出建筑的抗震水平。

7、底部剪力也是在設(shè)計(jì)建筑抗震使用的一種方法，而且將擬靜力的方法簡化。如果建筑的質(zhì)量以及剛度同時(shí)能沿著豎向分布，并且分布的較為均勻的時(shí)候，可以看出這種計(jì)算方式還有可靠性的。盡管這種計(jì)算方式更方便，但是會使誤差增大，甚至是使建筑的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)偏差。但是如果使用了這種計(jì)算方式，那么在分析結(jié)構(gòu)剛度的時(shí)候，不會在經(jīng)過很多的步驟之后才計(jì)算出結(jié)果。 3.3 建筑結(jié)構(gòu)輕型化 現(xiàn)在很多高層建筑都屬于剪力墻結(jié)構(gòu)，而使用的材料也以混凝土為主，但是材料的等級通常比擬低，而且混凝土具有較大的自重，這會使材料在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，以及施工中都會出現(xiàn)不利因素，因此在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該控制建筑的重量。當(dāng)建筑的結(jié)構(gòu)輕型化之后，使用的材

8、料就減少，而且建筑的截面也會縮短，通過這種方法可以讓建筑有較高的抗震性，當(dāng)建筑的抗震性改變之后，建筑在地震中受到的影響也小。建筑的樓蓋形式也要保證是正規(guī)的，首先要有一個(gè)測量建筑樓蓋的尺寸，以及截面面積，其次是測量建筑的重量，控制好建筑發(fā)生位移的地點(diǎn)以及程度。在選擇建筑的材料的時(shí)候，要選擇那些質(zhì)量輕，但是具有很高強(qiáng)度的材料，控制建筑墻體的重量，使其重量較輕，同時(shí)減少建筑的重量。使用的傳統(tǒng)材料要么具有輕度，要么具有高強(qiáng)度，兩者不能并存，可以在技術(shù)開展之后，出現(xiàn)了很多的材料，而且材料的運(yùn)用也得到改善，使其不僅重量較輕，還能有很高的強(qiáng)度。可是這種材料在國外使用的較多，而我國的高層建筑根本還是使用鋼筋混

9、凝土結(jié)構(gòu)，新型的材料只能在輕骨料高層建筑中使用。 4 結(jié)束語 綜上所述，我國有關(guān)高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然取得了突破性的進(jìn)展，但仍然還有很多缺乏。這不僅需要技術(shù)的轉(zhuǎn)變，還需要設(shè)計(jì)人員的用心和細(xì)心。在進(jìn)行前期設(shè)計(jì)時(shí)，就把建筑的實(shí)用性、平安性等性能考慮充分。關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)不能僅僅停留在理論上的開展，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)多注意理論和實(shí)踐的結(jié)合，優(yōu)化剪力墻布置和對建筑材料的選用。對此，作為國家政府，應(yīng)該加大資金投入，組織相關(guān)建筑專家進(jìn)行詳細(xì)研究，并出臺相關(guān)法律政策作為支撐。作為設(shè)計(jì)人員，勇于創(chuàng)新，努力提升自身的專業(yè)技術(shù)修養(yǎng)，不但要能做出設(shè)計(jì)，更要做好設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) 【1】 謝向鵬，李獻(xiàn)軍，高菊芳.試析高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)J.中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021：5758. 【2】 門進(jìn)杰，李慧娟