浅谈剪力墙结构设计
浅谈剪力墙结构中端柱的设计计算

向荷 载 的 主 体 。
一
础 上 , 指 出 采用 墙 、 柱 等 效 处 理 模 型所 存 在 的 问题 . 说 明
力墙 的 抗 震 等 级 。
了其在实际 的结 构设计中所存 在的不合理之处 ,在此 基础
上 , 提 供 了 两 种 等 效 处 理 方 法 对 带 端 柱 的 剪 力 墙 进 行 结 构
、
现有方法存在 的主要 问题
对 于 带 端 柱 的剪 力墙 ,结 构设 i 1人 员 为 了能 够
浅谈剪力墙结构中的连梁设计

浅谈剪力墙结构中的连梁设计本文介绍了连梁(两端与剪力墙在平面内相连的梁)的定义、受力机理,给出了连梁的设计建议,及连梁抗剪、配筋等超限的解决措施,供设计人员参考。
标签:连梁;剪力墙结构;延性在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢,在墙肢平面内相连的梁称之为连梁。
连梁一般具有如下特点:跨度短、截面高,而与连梁相连的剪力墙刚度又很大等。
一般在风荷载和地震水平力作用下,连梁的内力常常很大。
在进行位移计算时,连梁刚度一般不折减,但在内力计算,如配筋计算中,一般对连梁进行刚度折减。
连梁是与剪力墙连为一体,使两端剪力墙连为一体受力的构件。
一般情况下,连梁可根据跨高比(ln/hb)分为深连梁(ln/hb≤1.5)、强连梁(1.5<ln/hb≤2.5)、连梁(2.5<ln/hb≤5)和弱连梁(ln/hb≥5),ln为连梁净跨,hb 为连梁高度。
连梁截面高度一般不宜小于400mm,当截面小于400mm高时,应判定为弱连梁[2]。
一、连梁的受力机理剪力墙连梁是主要的抗震耗能构件。
连梁与框架梁一样,既承受由楼面传来的竖向荷载与风荷载或地震作用的水平荷载,但与框架梁不同的是,竖向荷载对连梁的破坏形态仅起次要作用,当剪力墙在风、地震等水平荷载作用下,墙肢产生侧移、发生弯曲变形时,连梁由于受到两端墙肢的约束而产生相应的弯矩及剪力,反过来连梁对两端的墙肢的约束作用减小了墙肢的内力和变形。
剪力墙弯曲变形越大,在连梁内产生的内力就越大。
在高层建筑中,一般中间楼层的层间位移角较大,这些楼层的连梁内力一般比较大。
而连梁的刚度越大,则受到的约束作用就越强,产生的约束弯矩及剪力也越大。
在地震荷载反复作用下,连梁两端会产生斜裂缝,产生塑性铰,使结构刚度减弱,变形增大,从而吸收大量的地震能量。
连梁两端的塑性铰还会继续传递弯矩和剪力,对墙肢还有一定的约束效果,使剪力墙能够维持够多的刚度和强度。
在这个过程中,连梁起到了耗能效果,降低了墙肢的内力,减慢了墙肢的屈服,使得结构具有良好的抗震性能。
浅谈剪力墙结构设计的几个问题

剪 力 墙 上 开 有 一 列 或 多 列 洞 口 , 由 一 系
作用 的水平剪 力和弯矩外 ,还承担着 墙的竖 向压 力 3 . 2剪力墙结构 的厚度和配筋 剪 力墙布置必 须均匀合 理 ,使整个 建筑 物 的质心和 刚心趋于重合 ,且 x ,Y两 向的刚
活 ,其造 价 比多层框架房 屋经 济,被广 泛采 用 。设计 师绝 不能照抄 照搬 ,更不要盲 从于 电算程序 结果 ,做到 实事求 是,设计 出更经 济 、合理、适用 的建筑 结构 。
当底层 剪力墙 需要大 空间时 ,可 以采用
框 架结构 支撑上 部墙体 。地 震区 ,不能够采 用 纯粹 的框 支剪力墙 结构 ,考虑水平和 竖 向 作 用 下 进 行结 构 整 体分 析 进行 墙 的 设计 计 算 ,算得 内力后 按偏压或偏 拉进行 正截 面承 载 力和斜 截面受 剪承载 力进 行验算 ,采用有 限元法借 助于计算机进行计算 。
竖向最小配筋 率包括边缘 构件 中的钢 筋,钢 筋 间距 ≤3 0 0 r L m。 谨防竖筋过多使墙体的抗弯 强度 大于抗剪 强度 ,不利 于抗震 。短肢 墙在 抗震设 防烈度 为八度 区不宜使用 。 3 . 3剪力墙结构 的超长 较 长的墙体 留设结构洞 ,洞用轻质 墙体 填充 ,可有效地减小剪力墙结构 的刚度 。
浅谈采用SATWE结果优化设计剪力墙结构

F o rNo 9 T we lo . o rNo 1 . l o F o rNo 8 T we No 1 . o r . Rax = tl 18 2 .8 1 Ray = tl 1 8 93 .6
薄弱层地震 剪力放 大系数 =1 0 . 0
一
ST A WE的计算结果的几项主要 内容进行分析判断 ,
并据此对初步结构方案进一步优化, 提高工作效率和
设 计 的合理 性 。
2 工程实例
垒1 工程概况 ,
该高层住宅位于乌鲁木齐市市委党校院内, 平面 尺寸为 6 .I 长) 1.m( )主楼共 1 层 , 08n( × 2 宽 , 9 0 顶层 局部楼( ) 电 梯间突出屋面 , A级高度高层建筑。主 为
衷2
此项规定 。本建筑的此项计算结果仪在 Y向考虑偶 然偏心地震 力作用下时 R T — a i Y和 R ToD o ai Y最大 — 值为 1 8说明结构平面抗侧力构件布置基本合理。 ., 1
225 混凝 土构件 配 筋 简图 . .
混凝土构件配筋简图是反映梁 、 、 柱 墙配筋信息
应优化措施 , 而达 到结构设计的科学性和合理性的 目的。 从
关 键 词 结构设计
电算结果 合理
1 前 言
当前 , 随着我国经济和社会的快速发展 , 高层建 筑的应用越加广泛。 这些高层建筑大多采用钢筋混凝
221墙柱 轴压 比简 图 ..
该计算简 图是 S T A WE后处理 中的一项 图形输 出文件 , 主要反映各竖 向构件在重力荷载代表值作用
是剪 力 墙截 面 。因 为加 大 离 刚心 较 远 的剪 力墙 厚 度
浅谈混凝土剪力墙结构设计

浅谈混凝土剪力墙结构设计摘要:剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式,是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构,被广泛运用于现代高层建筑。
相对于框架结构,剪力墙结构既可以保证结构安全可靠性,又可以使室内空间合理、墙面平整,所以高层建筑结构中越来越多地采用剪力墙结构,剪力墙的受力、变形特征,类似于框剪结构,但比框剪结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,则传基础荷载更均匀、合理。
这样的结构形式能使建筑取得较好的经济效果和建筑功能效果。
以此,笔者结合实际和国家规范条文对剪力墙结构做出以下讨论。
关键词:高层建筑;剪力墙;概念设计;结构设计;计算原则;墙体配筋abstract: the shear wall structure as the main structure form in tall buildings, is adapted to the architectural requirements and the formation of the special shear wall structure, is widely used in modern high-rise building. relative to the frame structure, the shear wall structure can guarantee the safety of the structure reliability, and can make indoor space reasonable, metope level off, so high building structure used more and more in the shear wall structure, shear wall, the stress of the deformationcharacteristics, similar to the box shear structure, but cut structure stiffness than box distribution, internal force distribution more reasonable, structure of the deformation coordination of vertical displacement to the differences, also cut than box small structure is based load more even, the reasonable. this structure form can make building get better economic effect and the building function effect. this, combined with the actual and the national standard provisions on the shear wall structure make the following discussion. keywords: high building; shear wall; the conceptual design; structure design; calculation principle; wall reinforcement1 剪力墙结构的优缺点剪力墙结构刚度大,整体性好,用钢量较省。
钢板剪力墙结构设计_浅谈结构设计中剪力墙的设计与分析

钢板剪力墙结构设计_浅谈结构设计中剪力墙的设计与分析摘要:高层的增多让剪力墙的应用更加繁复,所以我们作为结构设计者更要清晰准确的掌控好剪力墙的使用,达到设计的建筑的使用性,安全性都能最优化,来保护人民的生命财产安全,在灾难面前不受损失。
关键词:剪力墙;设计;基本概念剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。
一、剪力墙的尺寸 1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。
2.剪力墙结构中,墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力,弯矩,剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。
在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。
壁式框架:当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端带有刚域的变截面杆件,在内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
浅谈框架-剪力墙结构设计

浅谈框架-剪力墙结构设计发表时间:2013-01-06T14:48:32.357Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年11月供稿作者:朱治[导读] 工程设计人员对剪力墙结构的受力、变形特性的掌握和理解就显得非常重要。
浙江创想建筑设计有限公司朱治摘要:框架-剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间的优点,比较容易满足建筑物的使用要求,而且框架-剪力墙结构体系有较高的承载力,较好的延性和整体性,并且有很强的吸收地震力的能力,从而大大减小了结构本身的侧移,因此在实际工程中得到广泛的应用。
关键词:框架-剪力墙;结构设计;地震影响城市高层建筑的结构设计大多采用框架-剪力墙结构体系,这种体系由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两部分组成,框架的梁柱为刚接,框架与剪力墙可为刚接,也可为铰接。
1 框架-剪力墙结构的受力特性框架结构的变形特性具有剪切型的特点,位移越往上增大越慢,呈内收形开口曲线,其变形曲线为剪切型,在纯框架结构中,所有框架的变形曲线都是类似的。
剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特征,位移越往上增大越快,呈外弯形开口曲线。
在平面内有很大的抗弯曲刚度,在一般剪力墙结构中,所有抗侧力构件剪力墙的侧移曲线都是类似的。
而在框架-剪力墙结构中,框架和剪力墙之间通过平面内刚度无限大的楼盖连接在一起共同抵抗水平力,以至于它们不能单独按各自的弯曲变形或剪切变形而自由变形,它们在同一楼层的位移必须相等(在不考虑扭转的情况下)。
因此,框-剪结构水平位移特征处于框架和剪力墙之间,为反S形曲线,是弯剪型。
因此,在框-剪结构中,剪力墙在下部楼层变形小,承担了近80%以上的水平剪力,而在上部楼层,框架变形小,可以协助剪力墙工作,抵挡剪力墙的外拉变形,从而承受很大的水平剪力。
所以,框-剪结构是框架和剪力墙两种结构水平变形的有机协调,从而达到减少结构变形,增强结构侧向刚度,提高结构抗震能力的目的,在结构设计中具有很强的适用性。
框-剪结构中框架、剪力墙的受力特性可以用结构刚度特性值λ,即框架刚度与剪力墙刚度的比值来表达。
浅谈高层住宅剪力墙结构的平面结构设计

浅谈高层住 宅剪 力墙 结构 的平面结构设计
概述 :
钢 筋混 凝 土剪 力 墙结 构 是 当前 高层 住宅 最 常用 的结 构体 系 , 以一 系列 剪
二、 剪力墙 布置 。
( 1 ) 剪 力墙 的布 置 , 应 让 建 筑 有 良好 的空 间 工作 性 能 。 剪力 墙 结 构 布 置
度太长 , 会形成低 宽剪力墙 , 容 易产 生 受 剪 破 坏 , 剪 力 墙 为 脆 性 。长 度 很 大的剪力墙 , 刚度 很 大 将 使 结 构 的周 期 缩 短 , 地 震 力 作 用 加 大 。当 同 一 轴 线的连续剪力墙过长 时 , 可通过开设洞 口, 将长墙 分成长度较 小 、 较 均 匀 的整体小开洞墙 、 联肢墙 、 整体墙 。 墙 肢 的长 度 不 宜 大 于 8 米。 避 免 出现 独
力墙 纵 横 相交 , 即作 为 承重 墙 又作 为分 隔 墙 。竖 向构 件 ( 剪力 墙 ) 和 水平 构 件 应 注重双向 、 分散 、 对称和沿建筑物周边等规律进行设计 , 以减少结构扭转
( 框架梁 、 连梁 ) 可以做到与建筑内、 外墙 同等厚度 和宽度 , 室内无露梁露柱 , 体型简洁 , 便于室内布置, 空间利用率高。 剪力墙结构整体性好 , 侧 向刚度高 , 水平荷载作用下侧移小 , 能够有效抵抗水平应力。但是剪力墙 的间距有一定 限制, 平 面 布置 受 约束 , 同 时剪力 墙 结构 自重相 对 大 , 灵 活性 不 高 。 在 高 层 建筑 混 凝 土结 构 的设 计 中 , 必 须 注 重其 规 则 性 , 尽 量避 免 选 用 不
规则的建筑结构体系, 以保障建筑的安全性、 稳定性与抗震性。 高层建筑混凝 度 接 近 。 土结构应符合以下基本要求 : (1) 必须具有较强的承载能力与变形能力 ; ( 2 ) 剪力 墙 布 置 应 注 重 双 向 、 分散 、 对 称 和 沿 建 筑 物 周 边 等规 律 进 行 设 ( 2) 避免 因内部结构或构件的破坏 , 而导致建筑结构整体的风荷载 、 重 计 , 使其刚度中心与质心趋于接近, 减少结构扭转效应出现。剪力墙结构应 尽量拉通对直 , 门窗洞 口上下各层对齐 , 应受力 明确 、 传力直接 , 以增加抗震 力 荷载 、 抗震 等 作用 能 力丧 失 ; ( 3) 对 于 结构 中较 为薄 弱 的部分 , 应 采取 有 效 的加 固措施 。可 能 出现 的 能力。 剪力墙结构截面一般以“ L , 、 T 、 十” 形状为主 , 避免一字形墙 。 根据墙肢 截 面 高厚 比例 , 高层 建 筑剪 力 墙 结构 尽 量 布置 一 般 剪力 墙 , 尽 量 避 免 布 置短 薄 弱 的部 位 , 应 该采 取 有效 措施 给 予加 强 。 肢 剪 力 墙 。 现代 住 宅 建 筑 平 面 布 置 的特 点 , 往 往 形 成 剪 力 墙 的 布 置 横 向较 在 高层 建 筑混 凝 土结 构 的平 面 布置 中 , 必 须满 足 以下 要 求 :
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浅谈剪力墙结构设计
【摘要】结合实际工程,从结构体系、性能化设计等方面对高层住宅错层剪力墙结构进行了分析,并采用SATWE和ETABSV9.2.0对其分别进行结构计算,从而评价其抗震性能,同时对错层处墙体、楼板采取一系列加强措施。
结果表明,采用合理的性能化设计,对重要墙体采取详细分析,结构的抗震性能满足规范要求。
【关键词】:错层剪力墙结构;高层住宅;性能化设计;弹性时程分析
【abstract 】: combined with the practical project, from the structure system, performance-based design of high-rise residential wrong layer shear wall structure is analyzed, and the ETABSV9.2.0 SATWE and the structure calculation, respectively, and the seismic performance evaluation, and at the same time right and wrong in the wall, floor of took a series of measures. The results show that the reasonable performance-based design, with important wall body take detailed analysis, structure seismic performance meet the requirements of specification.
【keywords 】: wrong layer shear wall structure; High-rise residential;performance-based design; Elastic time history analysis
1工程概况
本项目为陕西省西安市曲江某住宅小区,地上26层,地上层高均为3m,总高度为78.47m,地下3层,地下3层均为核六级甲类二等人员掩蔽所。
本工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别为II类,抗震设防类别为丙类(标准设防类),属于建筑抗震有利地段,基本风压为0.65kN/m2,设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,基础采用梁筏基础。
住宅地上每隔9m一个平层,客厅层高4.5m,卧室层高3m,上下层之间用室内楼梯相连,标准层局部具体剖面图见图1。
2计算思路
(1)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002(以下简称《高规》)第10.1.1条,本工程属于复杂高层建筑结构,按中华人民共和国建设部《关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》》建质【2006】220号文件,本工程应进行超限论证,本工程属于扭转不规则、平面不规则和竖向不规则。
(2)根据《复杂高层建筑结构设计》选取性能化指标C,即小震下满足性能水准1a的要求,中震下满足性能水准2的要求。
性能水准1a指结构满足弹性设计要求,包括全部构件的抗震承载力和层间位移均满足线性规范的要求。
性
能水准2指结构的薄弱部位或重要部位的抗震承载力满足弹性设计要求。
整个结构按非线性分析计算,允许有些选定的部位接近屈服(如部分而不是全部受拉钢筋屈服),但不应发生剪切等脆性破坏;各构件的细部抗震构造至少要满足中等延性的要求。
(3)按照“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,本工程进行了多遇地震下结构计算,按CQC法进行验算;中震作用下结构的薄弱部位或重要部位构件不屈服,按中震进行了计算,加速度取多遇地震下的2.75倍,同时进行了弹性动力时程分析补充计算,取CQC法与弹性动力时程分析法计算的较大值按包络图进行设计。
根据《高规》第10.4.4条规定,对错层处剪力墙抗震等级提高一级,按一级考虑,墙体钢筋配筋率按0.6%考虑,为加强楼板的刚度,所有层楼板均按双层双向配筋。
(4)计算软件:根据《高规》第5.1.12条,复杂结构应采用两种不同的结构软件。
本工程采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的软件SATWE和北京金土木软件公司的ETABSV9.2.0两个软件进行数据分析,并经判断合理后,取两个计算软件的包络图进行配筋设计。
3多遇地震下结构计算
(1)按振型分解法CQC进行多遇地震下结构计算,计算模型:按《高规》10.4.2条,错开的楼层应各自参加结构整体计算,不应归并为一层计算,每个9m高范围内(即平层之间)按4个楼层输入,即按3m,4.5m,6m,9m进行输入计算。
(2)计算参数:本工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别为II类,设计分组为第一组,普通剪力墙抗震等级为二级,错层处墙体抗震等级为一级,周期折减系数为0.98,特征周期Tg=0.35s,连梁刚度折减系数取0.55,中梁刚度放大系数取1.8,梁扭矩折减系数取0.4,计算振型数取18,本工程为不规则性结构,考虑偶然偏心和双向地震作用(按两者的较大值进行配筋)。
(3)计算结果:第1振型周期为1.6159s,平动因数为1.00;第2振型周期为1.4844s,平动因数为1.00;第3振型周期为1.0073s,平动因数为0.02;第一扭转周期与第一平动周期的比值为1.0073/1.6159=0.623<0.9,满足规范要求。
X方向地震力作用下的楼层最大位移为1/1782.,Y方向地震力作用下的楼层最大位移为1/2304,由于没有明显的层,计算机计算结果显示的最大位移与平均位移的比值与实际不符,所以选了几个有代表性的点,查出每个点的位移,绘出代表点位移的变化。
本层与上一层的承载力之比最小为0.94>0.80,满足规范要求,由于PKPM中的层与实际有出入,所以按ETABSV9.2.0进行计算,并将两个层中本是一片混凝土的墙进行编号合并,计算出层刚比满足规范要求。
4中震地震下结构计算
结构计算中按中震不屈服做结构设计,在SATWE输入多遇地震影响因数最大值0.12×2.75=0.33,并将剪力墙和框架的抗震等级定位四级,其余参数同CQC法的取法,按总刚法进行计算,查看在中震下错层墙是否破坏,部分墙体不会出现剪切破坏,经计算错层处墙体在中震下完好,没有屈服,其余一般部位墙体也未出现剪切破坏。
5弹性动力时程分析
选用3组地震波,选取RH2TG035、TH2TG035、TH4TG035分别进行计算,需满足每条时程曲线计算所得结构底部地震剪力不应小于CQC法计算底部地震剪力的65%,多条时程曲线的底部地震剪力平均值不应小于CQC法计算底部地震剪力的80%。
时程分析所用地震加速度的最大值取110cm/s2。
将多条时程曲线的各层地震剪力平均值与CQC法的各层地震剪力比值(不应小于1.0),将此数值乘到CQC法计算的各层墙、梁配筋中,按此结果配最终施工图的配筋。
6构造措施
对错层处剪力墙墙厚加厚,从下至上都按约束边缘构件考虑;所有楼层板厚加大,均按双层双向配筋,每个方向单层钢筋的配筋率不小于0.3%;加强与错层墙相连的连梁的配筋,减小连梁的跨度、增大连梁的截面;根据中震屈服计算结果对错层处剪力墙进行配筋,错层墙墙体配筋均按0.6%考虑;错层处剪力墙均按抗震等级为一级考虑。
7结果评定
通过采用计算措施和构造措施,错层住宅剪力墙各阶段的设计性能指标均能满足国家现行规范的要求。
(1)多遇地震作用下,结构的设计各项指标均符合国家规范的要求,并采用时程分析进行多遇地震下的补充计算,同此采用ETABS程序进行了论证。
(2)中震作用下,错层处剪力墙满足:SE(中震作用下地震作用效应组合)<Ry(结构构件承载力特征值),次要构件及耗能构件可能出现轻微抗弯屈服,没有出现剪切屈服的控制要求。
8结语
对于高层住宅错层剪力墙结构,首先应确定适合的性能化设计目标,为满足性能化目标在各阶段的要求,采取合理的计算程序对结构进行详细的分析,包括整体弹性分析、弹性动力时程分析和重要构件的中震不屈服分析,这些分析的结果又用于控制结构的设计和指导结构的进一步设计,同时采取合理的抗震构造措施,使整个结构满足规范的要求。
【参考文献】:
【1】JGJ3—2002高层建筑混凝土结构设计规程[S].2008年版.北京:中国建筑工业出版社,2002.
【2】GB50011—2001建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
【3】徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.。