浅析剪力墙结构设计中的计算要点
高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析

高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析前言现如今,随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断加快,使得我国建筑工程取得不断发展。
在城市中,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化。
在建筑结构中,框支剪力墙结构是当前应用较为广泛的结构形式。
基于此,下文对其要点进行探析一、框支剪力墙的类型框支剪力墙类型有很多种,下面就其分类进行简析:1)整截面墙。
整截面墙是不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。
其受力特点为整体悬臂墙,弯矩图既不突变也无反弯点。
其变形特点为弯曲型变形。
2)整体小开口墙。
整体小开口墙为开洞面积大于15%但仍较小的墙。
其受力特点为弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。
其变形特点为以弯曲型为主3)双肢墙及多肢墙。
双肢墙及多肢墙为开洞较大、洞口成列布置的墙。
其受力特点为与整体小开口墙相似。
其变形特点为以弯曲型为主。
4)壁式框支。
壁式框支为开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙。
其受力特点为弯矩图在楼层处有突变,在大多数楼层中都出现反弯点。
其变形特点为以剪切型为主。
二、转换层在建筑工程中的应用目前,建筑为了满足多方面的需要,一般具有多种功能,对其综合用途也提出了更高的要求。
从建筑的使用功能来看,通常在中上层设计小开间,而在下层部位设置大开间。
但从结构的布置角度来看,二者的情况却恰好相反,为了使建筑实现相应的功能,在布置方面就必须采用与常规相反的形式。
因此,强度较弱的框架柱往往布置在下层,上层则布置刚度较大的剪力墙。
这样一来,就必须要设置相应的转换机构来对两种不同的结构进行衔接,同时传递两者之间的内力,这就是转换层应发挥的的作用。
在上部剪力墙转换为下部建筑框架的过程中,转换层发挥了重要的作用,它可以为建筑物的底部创造出较大的内部自由空间。
在高层建筑中,转换层的位置决定着建筑的抗震能力,其位置宜低不宜高。
大量的工程实践证明,当转换层位置较高时,容易使框支剪力墙结构上下内力的传递路线发生突变,随之会产生较大的刚度变化。
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析

高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
剪力墙结构设计注意要点

剪力墙结构设计注意要点关键信息项:1、剪力墙的布置原则2、剪力墙的厚度要求3、剪力墙的配筋设计4、连梁的设计要点5、边缘构件的设计规定6、剪力墙结构的抗震性能要求1、剪力墙的布置原则11 剪力墙应沿建筑物的主要轴线方向布置,以形成有效的抗侧力体系。
111 剪力墙的布置应均匀、对称,避免出现局部薄弱部位。
112 剪力墙的间距应符合规范要求,以保证结构的整体稳定性和抗扭性能。
113 对于较长的剪力墙,宜设置洞口将其分成若干墙段,墙段之间宜采用弱连梁连接。
2、剪力墙的厚度要求21 剪力墙的厚度应根据其所在部位、抗震等级、房屋高度等因素确定。
211 一般情况下,底部加强部位的剪力墙厚度不应小于 200mm。
212 非底部加强部位的剪力墙厚度不应小于 160mm。
213 剪力墙的厚度还应满足稳定性和构造要求。
3、剪力墙的配筋设计31 剪力墙的竖向和水平分布钢筋应根据计算结果和规范要求进行配置。
311 竖向分布钢筋通常布置在剪力墙的两侧,其间距不应大于300mm。
312 水平分布钢筋应布置在竖向分布钢筋的外侧,其间距不应大于300mm。
313 剪力墙的边缘构件应按照规范要求配置箍筋和纵筋。
4、连梁的设计要点41 连梁的跨高比应合理控制,以保证其具有良好的耗能能力。
411 连梁的截面尺寸应满足剪压比要求,避免发生脆性破坏。
412 连梁的配筋应根据其受力特点进行计算和配置,同时应考虑强剪弱弯的设计原则。
413 对于跨高比较小的连梁,可采用交叉斜筋、对角暗撑等加强措施。
5、边缘构件的设计规定51 边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件,其设置范围和配筋要求应符合规范。
511 约束边缘构件的范围应根据抗震等级和墙肢轴压比确定。
512 构造边缘构件的配筋应满足最小配筋率要求。
6、剪力墙结构的抗震性能要求61 剪力墙结构应具有足够的承载能力、变形能力和耗能能力。
611 在地震作用下,剪力墙结构应满足层间位移角等变形要求。
剪力墙钢筋计算规则

剪力墙钢筋计算规则剪力墙是多层多柱体结构建筑中常用的承重构造之一,它通过抵抗水平地震力和风力来保证建筑的稳定性和安全性。
钢筋在剪力墙中起到承受和分散剪力的作用,因此在剪力墙的设计中需要进行钢筋计算。
下面将介绍剪力墙钢筋计算的一般规则。
1.确定设计剪力力度在进行剪力墙钢筋计算之前,首先需要确定设计剪力力度。
根据结构设计规范的要求,通过结构分析计算得到的剪力力度为设计剪力力度。
2.确定截面尺寸在根据设计剪力力度确定截面尺寸时,需根据实际情况选择截面的尺寸和形状。
一般情况下,剪力墙的截面形状为长方形或矩形。
确定截面尺寸时需考虑构造形式、施工工艺、承载力要求等因素。
3.计算开裂状态下的钢筋面积根据结构设计规范的要求,在已确定截面尺寸的基础上,计算在开裂状态下所需要的钢筋面积。
根据截面尺寸和设计剪力力度,可以采用公式计算出钢筋的总面积。
4.确定最大间距在确定钢筋总面积后,需要进一步确定钢筋的最大间距。
一般情况下,剪力墙的钢筋最大间距应符合结构设计规范的要求。
根据规范的要求和实际情况,确定钢筋的最大间距。
5.计算纵向配筋在已确定钢筋最大间距的基础上,根据钢筋的直径和间距,计算纵向配筋的数量和位置。
应根据结构设计规范的要求,按比例分配钢筋,在截面中布置纵向配筋。
6.计算横向配筋在计算纵向配筋后,还需要进行横向配筋计算。
横向配筋一般采用箍筋或钢筋混凝土搭接筋。
按照结构设计规范的要求,计算箍筋或搭接筋的数量、直径、间距等参数。
7.检查抗剪承载力钢筋配筋的计算完成后,还需对剪力墙的抗剪承载力进行检查。
根据结构设计规范的要求,校核剪力墙的承载力是否满足设计要求。
8.优化调整钢筋配置在初步完成剪力墙钢筋计算后,可以根据实际情况和设计要求对钢筋配置进行优化调整。
通过优化调整,可以提高结构的经济性和施工性。
以上是剪力墙钢筋计算的一般规则。
在实际设计中,还需根据具体的结构形式、工程要求等因素进行详细计算。
同时,还应遵循结构设计规范和相关技术标准,确保剪力墙的安全可靠性。
浅析剪力墙在荷载作用下的计算

浅析剪力墙在荷载作用下的计算一、剪力墙结构的概述建筑物的内外墙体采用实体钢筋混凝土结构体系,这种就称为剪力墙结构体系,承受建筑物垂直和水平方向的所有荷载。
剪力墙结构体系的墙体都是钢筋混凝土构成的,而楼面是刚性楼盖构成,因此这种结构体系在平面有很强大的抗侧刚度,故属于刚性结构体系。
剪力墙结构体系将建筑分成很多个独立的空间,这样建筑平面布置不灵活,不仅受到限制,而且造价高。
所以一般应用与较高的抗震地区住宅建筑。
其结构体系的特点是根据建筑平面的布局进行设置钢筋混凝土的墙体,有效改善空间使用情况和户型的美观改善。
二、剪力墙的分类为满足使用要求,剪力墙常开有门窗洞口。
理论分析和试验研究表明,剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。
洞口是否存在,洞口的大小、形状及位置的不同都将影响剪力墙的受力性能。
剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙(多肢墙)和壁式框架等几种类型。
2.1整体剪力墙无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口,但洞口的面积不超过墙体面积的15%,且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时,可以忽略洞口对墙体的影响,这种墙体称为整体剪力墙。
2.2小开口整体剪力墙当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时,在水平荷载作用下,这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律,变成了相当于在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力,当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时,其截面变形仍接近于整体截面剪力墙,这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。
2.3联肢剪力墙当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时,由于洞口较大,剪力墙截面的整体性已被破坏,剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。
这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。
开有一列洞口的联肢墙称为双肢墙,当开有多列洞口时称之为多肢墙。
2.4壁式框架当剪力墙的洞口尺寸较大,墙肢宽度较小,连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时,剪力墙的受力性能已接近于框架,这种剪力墙称为壁式框架。
剪力墙配筋率计算公式(两篇)

引言概述:剪力墙是在现代建筑中常用的结构形式之一,其作用是抵抗水平地震荷载,确保建筑物的安全性。
剪力墙的设计过程中,配筋率的确定是至关重要的一步。
本文将继续讨论剪力墙配筋率的计算公式,着重分析与剪力墙设计相关的计算公式。
正文内容:大点1: 剪力墙配筋率的概念和影响因素小点1.1: 配筋率的定义:剪力墙配筋率是指在剪力墙截面中配置的纵向受力筋的面积与截面净面积之比。
它是评估剪力墙抗震性能的重要参数之一。
小点1.2: 影响配筋率的因素:剪力墙的高度、宽度、荷载类型、构件材料和建筑设计等因素都会对配筋率产生影响。
在设计过程中,根据结构特点和使用要求,合理选择配筋率是必要的。
大点2: 剪力墙配筋率的计算公式小点2.1: 基本公式:剪力墙配筋率的计算公式通常由国家标准或相关规范提供。
常见的基本公式包括配筋率等于受拉钢筋面积除以剪力墙截面净面积,或配筋率等于纵向钢筋面积除以剪力墙截面计算用正应力。
小点2.2: 补充公式:在实际设计中,还存在一些补充公式来修正基本公式的缺陷。
例如,考虑剪切变形对剪力墙配筋率的影响,可以采用调整系数来修正计算公式。
小点2.3: 实例演算:通过给出一个具体的剪力墙设计案例,详细展示如何利用计算公式计算剪力墙的配筋率,并解释计算过程中的关键步骤和参数选择的依据。
大点3: 剪力墙配筋率计算公式的应用小点3.1: 安全性评估:剪力墙配筋率的计算公式在结构设计过程中被广泛应用于评估其安全性。
根据不同的设计要求和标准,可以根据计算公式来确定剪力墙配筋率是否满足要求。
小点3.2: 避免过度配筋:采用合理的配筋率可以避免剪力墙的过度配筋,降低建筑物的成本,并提高施工效率。
合理设计剪力墙配筋率可以在满足抗震性能要求的同时,兼顾经济和实际施工。
大点4: 剪力墙配筋率计算公式的优化小点4.1: 经验公式改进:根据实际工程的经验数据和试验研究结果,可以对现有的计算公式进行改进和优化,提高其准确性和适用性。
建筑结构设计中剪力墙结构设计要点
建筑结构设计中剪力墙结构设计要点摘要:作为常见的建筑形式,剪力墙结构因自身良好的抗风性能和抗震性能在建筑工程当中得到了广泛的运用,为了充分发挥出剪力墙结构的优点,必须高度重视结构设计问题。
设计人员首先应该针对剪力墙结构进行充分分析,结合工程需求提出优化措施,考虑到影响剪力墙结构的要素众多,必须综合考量,结合工程实践完成设计方案调整,发挥剪力墙结构的应有之用,文章将以此作为切入点进行深入分析。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用分析0引言通过与传统墙体结构的比较,剪力墙结构在承载能力和抗震性能方面表现优良,保证了结构的稳定性,同时也营造了更加安全的居住环境。
剪力墙结构设计包含的内容多样,设计过程中需要根据工程实践分析结构设计当中的常见问题,结合工程经验,通过优化设计保证剪力墙结构性能的发挥。
设计人员是影响建设效果的关键所在,为此设计之前就应该针对其应用流程进行全面掌握,同时明确重点难点问题,以优化措施发挥最大的潜力墙结构优势。
1. 剪力墙的使用原则1.1 剪力墙结构设计原则要保证建筑墙体的安全性,必须在剪力墙结构以及结构形式的基础之上进行分析,找出针对性的解决方案,刚接形式的结构设计能够满足楼面横截面积小的情况,具有减少墙肢平面外弯矩的效果,能够提高整体的承重能力。
横向和纵向结构分化设计当中,需要从整体角度进行考量。
剪力墙在高层建筑当中的作用尤为突出,作为一个竖向构件,在建筑中充当着抵抗策略的角色,同时也承受着竖向负重以及横切面的负重,如果采用剪力墙组成受力墙面结构,剪力墙墙体就能够承担所有负重,对整个建筑工程影响很大。
为了发挥出剪力墙设计的最优作用,首先应该合理认识剪力墙的作用,布置方式采用沿中心轴方向双向布置,如果建筑抗震要求高,可以采用双向剪力墙设计方法;墙体的形状同样也会对剪力墙的使用设计产生一定的影响。
在设计过程中应保持受力均匀,保持受力对称,保证剪力墙中心和墙的结构中心相近,使剪力墙的效果最大化。
剪力墙结构设计计算要点和实例
5.1 概述 一、概述 1、利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构,称为剪力墙结构体系。 墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 2、剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制,一般为 3~8m。因而剪力墙结构适用 于要求小房间的住宅、旅馆等建筑,此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料, 如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法,施工速度很快。 3、剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高,墙厚在高度方向可以逐步减少,但要注意
M=q/2H2(均布荷载) ;V=qH M=q/3H2 (倒三角形) ;V=qH/2 M:墙体底部弯矩;V:墙体底部剪力。
3、计算位移: (1)考虑洞口对截面面积及刚度的削弱: 其中: 等效截面面积, :截面毛面积。 (2)等效截面惯性矩:即取有洞和无洞截面惯性矩沿竖向的加权 平均值。 有洞口处墙截面惯性矩的计算:
避免突然减少很多。剪力墙厚度不应小于楼层高度的 1/25 及 160mm。 4、现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平力作用下侧向变形 很小。墙体截面面积大,承载力要求也比较容易满足,剪力墙的抗震性能也较好。 因此,它适宜于建造高层建筑,在 10~50 层范围内都适用,目前我国 10~30 层的高层公寓式住宅大多采用这种体系。 5、剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的,主要是剪力墙间距太小,平面布 置不灵活,不适应于建造公共建筑,结构自重较大。 6、为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度,剪力墙的间距要尽可能做 大些,如做成 6m 左右。 7、剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口,这时应尽量使洞口上下 对齐、布置规则,洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。 8、因为地震对建筑物的作用方向是任意的,因此,在建筑物的从纵横两个方向 都应布置剪力墙,且各榀剪力墙应尽量拉通对直。 9、在竖向,剪力墙应伸至基础,直至地下室底板,避免在竖向出现结构刚度突 变。但有时,这一点往往与建筑要求相矛盾。例如在沿街布置的高层建筑中,一 般要求在建筑物的底层或底部若干层布置商店,这就要求在建筑物底部取消部分 隔墙以形成大空间,这时也可将部分剪力墙落地、部分剪力墙在底部改为框架, 即成为框支剪力墙结构,也称为底部大空间剪力墙结构。 10、当把墙的底层做成框架柱时,称为框支剪力墙,底层柱的刚度小,形成上下 刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大的内力和塑性变形,致使结构破坏。 因此,在地震区不允许单独采用这种框支剪力墙结构。
浅析高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点
浅析高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点作者:水金锋来源:《城市建设理论研究》2013年第12期摘要:由于剪力墙结构具有很多的优点,在如今高层住宅建筑中得到了广泛地应用。
因此有必要对剪力墙结构的设计方法及要点进行分析,使高层住宅剪力墙结构设计更加安全、经济、合理。
本文围绕高层住宅剪力墙结构的设计方法及要点进行了简要阐述,仅供同行参考。
关键词:高层住宅;剪力墙结构;抗震设计中图分类号:TU241.8 文献标识码:A 文章编号:1 结构基本设计参数、信息的确定根据当地基本抗震设防烈度以及建筑高度等确定抗震等级。
需要说明的是,高层住宅建筑一般为丙类建筑,是不需要调整设防烈度的,但如果为甲、乙类建筑,应按照《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)来调整设防烈度。
根据地质勘察设计报告及《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)和《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010),明确该工程场地的设计地震分组、地震加速度、特征周期、场地土类别以及地面粗糙度。
设计地震分组随着建筑高度增大,风荷载控制越趋于明显,因此设计计算时,基本风压的正确输入非常重要,当对风荷载比较敏感的高层住宅建筑,承载力设计时应按50年一遇的基本风压的1.1倍采用,位移计算时应按50年一遇的基本风压采用。
2着重概念设计,从整体把握结构体系的规则性概念设计在方案设计阶段就要深入进行,结构体系应有明确的地震作用传递途径,要有多道抗震防线。
结构最大适用高度、最大高宽比要控制在允许范围内,保证剪力墙弯曲破坏为主,避免脆性的剪切破坏,使结构具有足够的延性。
墙段总高与墙肢高度之比应大于2,当墙肢超过8m时须开设洞口,各墙段间设置弱连梁,避免局部长剪力墙;墙体布置要双向布置,避免采用一字墙;墙体开洞要均匀对齐,避免错洞布置。
当角部设飘窗时,应对端墙及角部楼板采取有效加强措施。
要合理布置抗侧力构件体系,无论平面还是立面要尽量简单对称,质量分布均匀,建筑布置宜规则,对于不规则布置宜及时修正。
浅析高层建筑剪力墙结构设计
磊塑姐。
浅析高层建筑剪力墙结构设计周勇(北京中华建规划设计研究院有限公司珠海分公司,广东珠海519015)隋要】随着我国经济的飞速发展,人民生活质量的不断提高,城市中的高层建筑如雨后春笋搬|姑-她而起,在设计中如何保证高层建筑结构的经济、安全、合理极为重要。
文章对高层建筑结构的剪力墙设计进行了几方面的分析研究,以供结构设计人员参考。
凸徽]剪力墙结构;高厚比;边缘构件1剪力墙的定义及概念设计1.1剪力墙的定义建筑结构中的墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担水平风荷载或地震作用,此墙称之为剪力墙,又叫抗震墙。
高层建筑结构剪力墙墙体材料大部分采用钢筋混凝土,多层建筑抗震墙亦可采用砌体砖墙。
根据剪力墙墙肢高厚比(墙肢截面高度与厚度之比)可分为:短肢剪力墙(高厚比5喝)、—般剪力墙(高厚比>8)。
根据剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式,将剪力墙可分为:整体墙、小开口整体墙、连肢墙、框支剪力墙、壁式框架、开有不规则洞口的剪力墙等o12剪力墙结构的概念设计剪力墙结构是利用建筑物剪力墙作为竖向承载构件,并用它抵抗水平力的一种结构体系。
因其侧向刚度大,整体性、抗震性能好,故适用的建筑物高度较大(最高可达300m)。
由于高层建筑剪力墙间距一般较小,其缺点为平面布置不灵活。
高层建筑剪力墙结构应遵循以下原则:1)剪力墙结构中全部竖向力和水平力都由剪力墙承受,所以—般应沿建筑物的主要轴线双向布置。
特别是在抗震结构中,应避免仅单向有墙的结构布置形式,并宜使两个方向抗侧刚度接近,且建筑物应具有较好的抗扭刚度,使得A级高度建筑物的T丌,≤Q9,B级高度建筑物的Ⅵ1≤0.8502)剪力墙的门窗洞口宜上下各层对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁,使受力明确,计算简单。
在抗震结构中,应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合管同墙。
叠合箭同墙的特点是洞口错开距离很小,甚至叠合,不仅墙肢不规则,而目还在洞口之间形成薄弱部位,对抗震尤为不利。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅析剪力墙结构设计中的计算要点
摘要:本文介绍了剪力墙结构设布置要求和计算要点,并结合作者实践经验,提出了一些剪力墙结构的设计要点。
关键词:剪力墙结构设计
1 剪力墙结构设计的计算要点
1.1 计算的一般要求
(1)在剪力墙的计算中,所选的分析模型应能较准确地反映结构中各构件的实际受力情况,以及符合三维空间的分析软件对整体进行分析,并对计算的结果进行分析判断。
(2)在进行剪力墙的抗震计算时,计算单向地震时应考虑偶然偏心的影响。
对于B级高度的建筑,宜考虑平扭耦联计算结构中的扭转效应,对于多塔楼的结构振型数不宜小于塔楼数目的9倍,在计算振型数时,应当使振型的参与质量至少占总质量的90%。
同时应采用弹性时程分析法进行补充计算,必要时宜采用弹塑性时程分析法补充计算。
(3)在进行带转换层建筑的计算时,应采用有限元方法对转换结构进行局部补充计算,并按应力进行配筋设计校核。
当上部剪力墙与转换梁不对中时,必须手算上部竖向荷载作用对转换梁产生的扭矩,该扭矩引起的剪力非常大,整体计算一般是没有计算梁扭矩的功能。
1.2 计算中内力的调整
(1)在抗震设计时,为实现强剪弱弯的设计原则,剪力设计值应由实配受弯钢筋反算得到。
(2)有转换层的高层结构,建筑的框支柱承受的地震剪力不同,应按照规范的要求取不同的标准值;转换层结构中的薄弱层地震剪力应当乘以1.15的增大系数,并应符合楼层的最小地震剪重比的要求。
(3)落地剪力墙的其他部位的弯矩调整,应当按照不同的截面组合计算的弯矩值,乘以相应的增大系数;同时,底部的加强部位应进行剪力的调整,按照各个截面的剪力计算值,再乘以相应的增大系数。
2 剪力墙结构的设计要点
高层建筑最主要的受力构件包括剪力墙、框架柱、梁和楼板。
剪力墙在建筑中承担着整个结构的竖向荷载和绝大部分水平荷载。
当高层建筑的受力主体结构
全部由平面剪力墙构件组成时,即形成所谓的剪力墙体系。
剪力墙建筑结构的设计应从以下几个方面考虑:
2.1 剪力墙合理定位
剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置;对于抗震设计的剪力墙结
构应特别避免仅单向有墙的结构布置形式。
(1)对一般的矩形、L形、T形等平面则沿着两条轴线的方向进行布置。
(2)对于部分j角形平面、Y形平面则可以沿其三个轴线方向布置。
(3)对正多边形,圆形及弧形平面可沿径向及环向布置。
总之剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则,尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合,从而减少扭矩。
而内外剪力墙应尽量拉通、对直。
剪力墙肢截面宜简单、规则。
剪力墙的抗侧力刚度不宜过大。
为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力,增大剪力墙可利用空间,剪力墙的间距不宜太密,使结构具有适宜的侧向刚度。
判断结构侧向刚度与剪力墙数量的适应程度,可以选用经验公式T=(0.05—0.06)n,其中n为结构层数。
公式计算出来的T1值与搭模计算的周期T2相比较,TI>T2 则表示剪力墙偏多,可适当减少剪力墙数或开些适合的大洞来减小墙的刚度,反之则需要增加剪力墙数量。
2.2 剪力墙厚度确定
《高层建筑混凝土结构技术规程》中对剪力墙的截面尺寸具体规定如文献f“:按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1∕16,且不应小于200mm,其他部位不应小于层高或剪力墙的l∕20,且不应小于160mm;按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1∕20,且不应小于160mm,其它部位不应小于层高或剪力墙的1∕25,且不应小于180mm。
”
2.3 剪力墙中大墙肢处理
剪力墙的结构必须具备延展性,对于呈细高状的剪力墙(高宽比大于2)很容易被设计成弯曲破坏的延性剪力墙,这样一来可以避免受到脆性的剪切破坏。
在墙长度较长的情况下,为满足每墙段的高宽比均大于2,可以通过开洞的方式分割长墙为小而均匀的独立墙段。
除此以外,在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小,可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。
而对于剪力墙结构中,存在较少的长度大于8m的大墙肢,在理论计算中楼层的剪力大部分由这些大墙肢来承受。
在发生地震特别是超烈度等强烈震动时,最容易受到破坏的便是这些大墙肢。
小墙肢因没有足够的配筋,使整个墙面结构会受到全面破坏结构。
为避免这种不利
现象的发生,对于超过8m的墙肢长度,可以采取以下两种处理方法:①开施工洞:开施工洞即在施工时墙上留洞,完工时砌填填充墙,把长墙肢分成短墙肢。
②开计算洞:是指在进行结构计算时设有洞,开始施工时仍为混凝土墙。
但通过这样的计算方式,可以加强其它小墙肢的配筋能力,主要适用于地下室外墙等不易实施开洞的项目。
2.4 约束边缘构件箍筋的设置
约束边缘构件分为“阴影部分”和“非阴影部分”,对于“阴影部分”规范中对竖向钢筋和箍筋或拉筋的配置都有较明确的要求,设计中易于理解和执行。
但对于“非阴影部分”仅规定其箍筋配箍特征值为“阴影部分”配箍特征值的一半,但箍筋或托筋沿竖向的间距及竖向钢筋应如何配置并未做出具体规定,因此,目前在1=程设计中做法比较混乱。
而竖向钢筋可在箍筋交叉点处按剪力墙竖向分布筋直径设置。
同时还应注意,为了充分发挥约束边缘构件的作用,在剪力墙边缘构件范围内箍筋的长短边之比不宜大于3,相邻两个箍筋之间宜相互搭接l,3箍筋长边的长度。
2.5 剪力墙墙身钢筋的分布及构造要求
《高规》中规定一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率,在一、二、三级抗震下设计时不应低于0.25%,而对于四级抗震设汁和非抗震设计时则不应低于
0.20070。
2.6 剪力墙连梁超筋的处理
剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。
连梁的超筋,实质是剪力不满足剪压比要求。
连梁易超筋的部位,一般剪力墙结构中,在总高度的1/3 左右的楼层;平面中当墙段较长时,多在其中部的连梁;剪力墙连梁对剪切变形十分敏感,当剪力墙连梁不满足连梁的尺寸要求时,《高规》7.2.25条给出了如下处理方法:
(1)减小连梁的截面高度。
(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅。
(3)当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,
可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋计算。
当第l、2 种措施不能解决问题时,可采用第3种措施来处理,即假定连梁在大震下破坏,不再约束墙肢。
3 结语
合理的进行剪力墙的设计,能够最大程度发挥剪力墙的优点,使限制因素的作用减小,提高剪力墙的应用效率。
参考文献:
[1]胥震.浅谈高层住宅剪力墙结构设计[J].四川建材,2013,01:29-30.
[2]刘远超.框剪结构中剪力墙的设计[J].中华民居(下旬刊),2013,03:45-46.
[3]黄镇,余海.钢板混凝土剪力墙研究概述[J].山西建筑,2013,14:50-51.。