城市高層建筑設計方向論文范文一：下載地址

　　本文選自國家級期刊《城市建筑》，《城市建筑》雜志是經國家新聞出版總署批準，住建部指導的一本建筑行業核心雜志，本刊由中國建筑學會、黑龍江科學技術出版社聯合創辦。國際刊號 ISSN：1673-0232，國內刊號CN：23-1528/TU。郵發代號14-23。本刊為半月刊。在國內外建筑界影響深遠。

　　摘要：由于目前城市里的中高層住宅日益增加，因此框架一剪力墻結構在中高層建筑中得到了廣泛的應用，其原因是框架一剪力墻結構具有良好的適用性及抗震功能。本文主要針對框架一剪力結構在中高層建筑中的應用進行了深入的研究，并提出了關于優化該結構的建議。望有關人士參考。

　　　關鍵詞：中高層住宅,框架－剪力墻,結構優化

　　　由于時代的快速發展，城市里的中高層住宅越來越多，人們對住宅環境與質量的要求也高于以往。目前，我國城市住宅的建設正處在一個歷史性的發展階段，其發展的方向則是由“基本生存”向“感受生活、體現自我”轉換。與此同時，中高層住宅設計領域也已進入一個活躍期。傳統的住宅體系及住宅生產早已不能滿足社會的需求，因此住宅產業將向規�；�和集約化的方向發展，對住宅結構設計的優化則是發展過程中的重要任務。

　　一、中高層住宅的優越性

　　中高層住宅相對于傳統的多層住宅而言，具有更多的優勢，主要體現在：

　�。ㄒ唬┕澋匦裕褐懈邔幼≌�的集約性使其能夠高效的利用土地，尤其是通過增加住宅層的方式能夠最大程度的實現節約用地。

　　（二）居民環境質量性能：中高層住宅中電梯的使用，不僅僅有效的解決了垂直交通的問題，為居民出入方便創造了條件，還提高了居民居住的舒適度以及居住品質。

　�。ㄈ�）套型設計具有靈活適應性：目前幾乎所有的中高層建筑都采用框架結構、框架一剪力墻結構體系，這種結構能夠有效的提高住宅建筑的穩定性和抗震性能，并且能夠隨住戶的喜歡重新改變布局。

　　二、結構布置

　�。ㄒ唬┘袅�墻布置：通常情況下，在高層剪力墻建筑標準層的單位面積含鋼量中，剪力墻自身所占的鋼量就達到45%-65%，其邊緣結構的含鋼量大約占30%-50%，因此剪力墻在住宅建設中布置的優劣將會對建筑整體結構的經濟指標產生直接的影響。剪力墻的布置需要遵守以下兩個基本原則：

　　1、最大限度的減少剪力墻的數量，尤其應該注意對各墻肢的布置，要慎重考慮怎樣減少邊緣構件。

　　2、在滿足建筑規范所要求的抗側、抗扭剛度的基本條件下盡可能少的布置抗側力構件。

　�。ǘ�）梁板的布置：在進行梁板布置時，必須保證梁的傳力路徑簡單且明確，以避免多重次梁及多次傳力的情況。一般來說，剪力墻中梁的經濟跨度在3-5m之間，如果不是剛度和連接一字形墻的需要，最好不要設置高連梁，因為梁越高所用的混凝土及構件配筋也就越多。住宅建筑的洞口頂部可以設置后澆過梁，再砌梁上填充墻。較厚剪力墻與梁寬的結合不一定非得與墻相同，這樣就能夠在一定程度上減少多余的梁構造配筋與混凝土的用量，并能為其他功能建造節省下空間。

　　三、框架結構的分析方法

　　在框架結構體系中，因為剛性樓蓋將它們連接成一個整體，所以在水平荷載的作用下，它們無法按照自己的力學特征和變形規律進行工作，而是只能在側移一致的條件下協同工作，這樣就到這水平荷載在兩者之間的關系復雜化，無法根據剛度的大小來按比例分配，因此必須根據兩者協同工作的情況來進行分析和計算。

　　對框架和剪力墻的協同的計算方法，主要有手算法及電算法。

　　（一）手算法：該算法主要是在一定的假設基礎上的近似簡化算法的計算方法。它將剪力墻的平面結構看做是等效的彎曲桿件，而將平面的框架結構看作為懸臂剪切梁，在對其進行綜合考慮之后將剪力墻與框架進行協調，再將協調的各個層面的桿件連續化。以此來建立剪力墻與框架之間協同工作的微分方程，方程求解之后便可以得到結構體系中的位移及內力，并獲得各桿的內力。

　�。ǘ�）電算法：電算法一般都用矩陣位移法進行求解，它比手算法更加精確，主要方法是將節點的位移作為最基本的未知量，將結構分散為單元，從而建立單元剛度方程。通過對方程求解可以計算出各桿端部的力量，如：

　　1、假設樓面在自身的平面內為絕對剛性，而忽略平面外部的剛度。這樣一來在水平力的作用下，整個樓面在自身的平面內部作剛體的移動與轉動，各個軸線上的結構將與同一層具有相同的位移參數。

　　2、假設個軸線上的結構在自身平面內部的剛度與外部的剛度相差甚遠，并且大于外面的剛度，那么，整個結構的體現便可以分解成不同方向的平面結構進行計算。

　　四、框剪結構優化的研究

　　目前世界上關于框剪結構的優化問題還沒有形成一個同一的理論體系，根據近年來的各種震害的調查研究，發現對于鋼筋混凝土來說，其震害減少主要由于剪力墻數量的增加。尤其是關于日本地震的各種數據分析表明，當每平方米樓面的剪力墻平均長度少于50mm時，震害的情況嚴重，而多于50mm時，震害的破壞情況就相對輕微。由此可以看出，剪力墻對震害的預防起到了很大的作用。為了降低震害的嚴重程度，日本進一步的對大地震的震害采取的新的雙重指標控制分析：

　　1、將樓層以上的重量除以樓層剪力墻與框架柱截面的面積，這樣可以準確的反映出樓層數、重量以及結構截面的面積等影響因素。

　　2、將剪力墻截面的面積除以樓面的總面積，這樣可以得出剪力墻的厚度等影響因素。

　　當以上兩個計算結果不滿足規定條件時，則會發生嚴重的地震災害，通過這種方式來計算剪力墻的數量與結構，盲目性嚴重，不能很好的達到優化。

　　除此之外，還有許多關于剪力墻結構優化的觀點。如諸葛瑞清在1982年就提出剪力墻的數量最好以其基地的總承受力的65%--80%為最佳。Smith等人則認為最佳的優化方式是將剪力墻的分布做到平均，他們認為剪力墻平均分布能夠使結構進行重新設計和施工。劉大海等認為要優化施工首先應合理的控制抗震墻的數量，應符合相應的原則，如：剪力墻的底部結構所以能承擔的地震彎矩值不能少于總地震彎矩值的50%。

　　以上學者所提出的各種優化方法都相對簡單，只適合與高度小于50m且質量及剛度分布較為均勻的框剪結構。而王全風在《框架－剪力墻高層建筑結構抗震荷載剪力墻數量的優化分析》一文中指出，實際上剪力墻剛度的變化對框架柱的內部力量影響不大，因此把柱斷面當做常量進行處理在理論上來說是可以被允許的，以結構側向位移的最大限制值為約束的條件對最優剛度的特征值進行搜索，便能夠確定最優的剪力墻剛度。

　　通過對以上優化方式的分析，本文認為實際上要做到優化剪力墻并非太難，最重要的還是要在質量上把好關，例如：采用輕質高強度的剪力墻材料、精心做好荷載清理工作、合理的對剪力墻結構進行布置和計算、嚴格的按照計算結果及構造進行配筋工作等都能夠很大程度的優化剪力墻結構。

　　總結：

　　優化剪力墻結構對增強建筑的安全性、為人類居住提供更好更方便的環境具有重要的意義，本文通過對剪力墻結構的分析提出了目前剪力墻結構在應用中存在的問題，并給出相應的解決措施。目前，國內外關于優化剪力墻架構的觀點眾多，怎樣建立一個統一、科學的剪力墻優化體系是建筑業值得關注的問題。

　　參考文獻：

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　　祁峰，男，1978.4，江蘇建湖人，淮安市建筑設計有限公司，工程師，專業方向：結構設計。