论短肢剪力墙结构设计
对短肢剪力墙结构设计

对短肢剪力墙结构设计的探讨摘要:带有短肢剪力墙的建筑结构在我国部分地区,特别是抗震设防等级不大的地区较为流行,因为该类建筑室内没有柱子,空间布局比较方便,又可以减轻结构自重,应用逐渐广泛。
本文对短肢剪力墙结构设计进行了探讨,以供参考。
关键词:短肢剪力墙;结构;设计短肢剪力墙过多的剪力墙结构能够满足人们对住宅空间美观与灵活分隔的要求。
同时,又可以进一步减轻结构自重,因此这种结构型式越来越多地应用于高层特别是小高层住宅建筑。
但是由于这种新的结构抗震性能较差,地震区应用经验不多,为此《高层建筑混凝土结构技术规程》在明确高层建筑采用短肢剪力墙的前提下,对短肢剪力墙的适用范围作了限制,并提出了一系列加强措施。
1、工程实例某地区的住宅小区考虑到开发商建筑结构的要求,排除一些公共建筑,其它多层住宅设计主要使用了短肢剪力墙结构形式。
对建筑结构进行布置时,应当充分考虑到建筑平面情况及其运用功能,把横向一般剪力墙设置在房屋端部,这样可以对结构的扭转效应及横向侧加以控制;把纵向一般剪力墙设置在房屋中部,对结构的纵向侧移加以控制。
从而形成短肢剪力墙、一般剪力墙、剪力墙筒体三者同时抵抗水平力的剪力墙结构。
通过最后的试验检测,纵横两方向短肢墙第一振型底部地震倾覆力矩百分比都在50%以下,与建筑标准相符合。
2、短肢剪力墙的定义在人们对住宅环境要求不断提高的过程中,对于多层住宅平面与空间的要求也更为严格。
早期常规框架结构的露柱露梁、剪力墙结构会给建筑空间带来不利影响,限制了其内部空间结构大小,这显然满足不了用户当前的实际需要。
因而, 在设计者和建筑者们长期的研究探索中,其把剪力墙当成基础,对框架的优势不断积累改进后创建了全新的结构模式,即“短肢剪力墙一简体(或一般剪力墙)”结构体系。
2 . 1 短肢剪力墙高厚比的标准在短肢剪力墙设计过程中需要对高厚比加以严格控制, 其具体控制方法包括:(1)把短肢剪力墙、常规剪力墙互相区分开来。
短肢剪力墙结构设计

短肢剪力墙的结构设计摘要:近年来,建筑事业以突飞猛进之势高速发展,建筑工程中对短肢剪力墙的应用也越来越广泛,为了满足建筑工程中空间结构和平面布局的高要求,短肢剪力墙结构设计开始广泛应用于建筑中。
短肢剪力墙在结构设计方面最大的优点是可以通过调整墙体的位置,使现代建筑获得更大空间和灵活性,同时减轻结构自重,降低造价因此,合理的进行短肢剪力墙结构设计是目前讨论的重点问题。
关键词:短肢剪力,结构设计,布置,特点一、短肢剪力墙结构的概念与设计1. 短肢剪力墙结构的概念根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)中所描述的,短肢剪力墙较多时,形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵水平力的剪力墙结构,称为短肢剪力墙结构。
这是结构的概念。
对于“短肢剪力墙较多”的理解,专家给予的解释为:短肢剪力墙所承担的第一振型底部地震倾覆力矩>4o%的结构总底部地震倾覆力矩,同时简体和一般剪力墙所承担的第一振型府部地露倾覆力矩不宜小于结构总地震倾覆力矩的50%。
因此我们可以理解为:短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩为40%~50%的结构总底部地震倾覆力矩的结构为短肢剪力墙结构,50%时结构布置不合理,应调整结构布置。
2. 短肢剪力墙结构的设计通过大量的实验研究表明,短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节包括建筑物角点处的墙肢、底部外围的小墙肢,以及连梁等构件。
当结构发生扭转时,建筑物外边缘和角点处的墙肢会首先开裂;在地震作用下,对于层数较高的短肢剪力墙结构将主要发生弯曲变形,底部外围的小墙肢将遭严重破坏,特别是一字形小墙肢遭破坏最严重。
因此,在设计中,对这些薄弱环节,不仅要通过计算保证其抗震能力,更应当加强概念设计和抗震构造措施。
(一)在短肢剪力墙结构布置上,墙肢平面上分布要力求均匀,使建筑物的刚度中心和质心尽量接近,以减小扭转效应。
通常将一般剪力墙布置在建筑物四角和楼电梯间,短肢墙双向均匀对称布置。
(二)为提高建筑物外边缘和角点处的墙肢的抗震能力,应适当增加相应位置墙肢厚度,加强墙肢端部的暗柱配筋量,严格控制墙肢截面的轴压比,以提高墙肢的延性和承载力。
建筑短肢剪力墙结构设计

浅谈建筑短肢剪力墙结构设计摘要:短肢剪力墙结构作为一种新的住宅结构形式,是在原有剪力墙的基础上吸取框架结构的优点,有利于住宅建筑布置,又可进一步减轻结构自重。
探讨短肢剪力墙结构的定义与特点优势及其设计要点。
关键词:短肢剪力墙;结构设计一.建筑短肢剪力墙结构的定义及特点短肢剪力墙是指墙的肢长与墙的厚度比为5/8的一种剪力墙结构,其有以下特点。
(一)满足建筑功能的需要墙肢与填充墙等厚,连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内,避免框架结构中梁柱突出墙面的问题。
墙体采用轻质材料,符合墙体改革的方向。
虽然短肢墙构件增加了施工难度,但扩大了使用面积。
(二)满足结构设计的需要与常用的框架—抗震墙体系相比,框架—抗震墙体系具有受力明确、计算简单等优点,但其柱子截面大、梁柱外露,影响美观和使用,在平面复杂多变的情况下结构布置体系难趋合理,结构分析计算困难。
而短肢剪力墙体系,墙肢和梁可隐蔽,结构布置灵活,墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定,数量可多可少,肢长可长可短,还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。
与常用的剪力墙体系相比,短肢剪力墙体系具有如下优点:充分利用墙肢的承载能力,避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。
减轻结构自重、降低主体结构和基础造价。
结构自振周期相对加大,弥补剪力墙体系抗侧刚度大,从而地震反应加大的缺点。
主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态,从而保证墙体具有足够的延性;同时大多数连梁的跨高比大于2.5,保证整体刚度的同时降低连梁的自身刚度,避免连梁的剪切破坏,使连梁也具有足够的延性。
以此来弥补剪力墙体系延性的不足。
二.建筑短肢剪力墙结构体系的布置原则(一)平面布置短肢剪力墙一般用在10层~25层之间,按“高规”分类属a级高度高层建筑。
平面布置应遵守的一般要求:宜使结构平面形状简单、规则’冈0度和承载力均匀;宜选用风荷载作用较小的平面形状;平面长度不应过长,突出部分不应过大;不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。
短肢剪力墙、短肢剪力墙结构及其设计要点

短肢剪力墙、短肢剪力墙结构及其设计要点1、短肢剪力墙的定义高规7.1.8规定,短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
以下几种情况不属于短肢剪力墙: 1)厚度大于300mm的墙,各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4时,属于一般剪力墙。
2)若剪力墙中,即使有几肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8,但有一肢截面高度与厚度之比大于8,该截面与属于一般剪力墙。
3)高规7.1.8条文提到,对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙,不宜按单独墙肢判断其是否属于短肢剪力墙。
《北京细则》5.5.5条规定,当短肢剪力墙与较强的连梁(连梁净跨与连梁高度之比不大于2.5,且连梁高度至少大于400mm)相连,或与翼墙(翼墙长度应该不小于短肢墙厚度4倍)相连,可不作为短肢剪力墙。
2、短肢剪力墙较多的剪力墙结构具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。
如果不符合上述范围时,不属于“短肢剪力墙较多的剪力墙结构,这时仍可按一般剪力墙结构进行设计,但其短肢剪力墙仍应提高一级等级后满足本措施对短肢剪力墙轴压比的限值及其他构造措施。
(刘铮《建筑结构快速入门》P72) 但李国胜《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》P187提到,在剪力墙结构中,只有少量不符合墙肢截面高度与厚度之比大于8的墙肢,不属于短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,这些少量小墙肢抗震等级不需提高一级。
2011版高规对02版规程进行了修改,不论是否短肢剪力墙较多,所有短肢剪力墙都要满足7.2.2条规定。
但短肢剪力墙的抗震等级不再提高(条文说明)。
同时说明一下,《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)补充规定》对短肢剪力墙的抗震性能及其优缺点则有不同的看法,第3.2.4条则定量化界定“具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指短肢剪力墙的截面面积占剪力墙总面积的50%以上。
浅析短肢剪力墙结构设计

浅析短肢剪力墙结构设计摘要:短肢剪力墙结构体系在原有剪力墙结构体系的基础上,吸收了框架结构体系的优点,具有较强的实用性。
本文主要从短肢剪力墙结构的布置原则和特点、短肢剪力墙结构的判定、短肢剪力墙结构设计应注意的问题及短肢剪力墙结构的构造要求进行阐述。
关键词:短肢剪力墙;设计;分析1前言短肢剪力墙结构是剪力墙结构中的一种,多用于高层及小高层住宅建筑。
短肢剪力墙结构的大多数墙肢相对较短,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。
近年来,随着人们对住宅空间及舒适度的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、影响房间美观;普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们的需求。
从结构方面,比较一下普通剪力墙结构和框架结构的优缺点,普通剪力墙结构结构整体刚度大,安全,但是自重大,地震力大。
建筑布置不灵活;框架结构布置灵活,但是结构刚度小;而短肢剪力墙结构就是结合两者的优点,克服了各自的缺点,使建筑房间功能布置偏于灵活,容易获得大的建筑空间,受到了建筑师的肯定。
另外,从经济方面,短肢剪力墙结构降低了钢筋和混凝土的用量。
深受开发商的喜爱,所以越来越广泛的应用于实际工程。
本文主要阐述了小高层住宅中应用短肢剪力墙结构的设计应用。
2短肢剪力墙结构布置原则进行短肢剪力墙布置的时候,应注意使结构的刚度适宜,传力路径明确,结构专业应较早地介入建筑专业的方案设计,使结构布置既能满足建筑功能的要求,又能做到经济合理,(1)短肢剪力墙总的布置原则是:均匀、分散、对称、周边。
均匀、分散是要求每片剪力墙的抗侧刚度相差不大,避免一、二片刚度特大的剪力墙受力过于集中。
对称布置,可使质心和刚心重合,这样可以避免和减少建筑物受到的扭矩。
剪力墙靠近结构单元的周边布置,可增大房屋的外围刚度,从而减小结构的扭转周期。
(2)高层建筑不应全部是短肢剪力墙结构,若短肢剪力墙较多,可在竖向交通中心区布置筒体或一般剪力墙来共同抵抗水平力。
民用建筑住宅楼短肢剪力墙结构设计的论述

民用建筑住宅楼短肢剪力墙结构设计的论述摘要: 由于短肢剪力墙结构受力均匀、抗震性能好,地震区建造此类结构是可行的,值得在高层建筑住宅结构中应用。
下文对民用建筑短肢剪力墙结构型式的布置原则、界定、结构性能特点及设计方法方面进行探讨,同时提出具体设计建议。
关键词:短肢剪力墙;结构设计; 抗震性能;判定;配筋方式1短肢剪力墙结构的布置原则①短肢剪力墙主要布置在房间间隔墙的交接处,墙肢的数量要根据具体的抗侧力要求进行确定,不能过多或过少,以免结构过刚或者过柔。
②短肢剪力墙应该尽量均匀布置,以保证建筑物的刚心和质心相一致,避免在地震中发生扭转。
③在结构布置上,短肢剪力墙尽量对齐拉直,使其形成成片的联肢抗侧力结构。
④当水平荷载较大时或者建筑物造型不规则时,应该在平面外各角点及边缘处布置短肢剪力墙来满足结构平面刚度的要求和加强结构的整体性。
⑤为了避免墙肢凸出各间隔墙表面。
墙肢一般不宜过厚。
2短肢剪力墙与普通剪力墙和异型柱的界定短肢剪力墙是指墙肢的高度与厚度的比值(高厚比)为5~8倍的剪力墙;一般剪力墙是指墙肢高厚比大于8的剪力墙。
当墙肢高厚比≤4时则是异型柱。
3短肢剪力墙结构与剪力墙结构的界定短肢剪力墙结构的判别标准是结构工程师比较关心的问题。
目前从一些地方规定和各种资料看,采用的判别方法主要有三种:3.1按抗倾覆力矩来判别当结构中的短肢剪力墙第一振型底部地震倾覆力矩占底部地震总倾覆力矩的40%~50%时,则可以认为该结构属于短肢剪力墙结构。
当占底部地震总倾覆力矩小于40%是可认为是一般剪力墙结构。
3.2按所承受荷载面积来判别当短肢剪力墙所承担楼面负荷的面积占全部楼面面积的比值,对于多层建筑占60%以上,对于高层建筑占50%以上,则可以确认该结构为短肢剪力墙结构。
3.3按短肢剪力墙截面面积与全部剪力墙截面面积的比值来判别当短肢剪力墙截面面积占全部剪力墙截面面积的比值大于50%时可确定为短肢剪力墙结构。
4短肢剪力墙的性能特点目前关于短肢剪力墙研究的文献很多,总体认为在中、小高层建筑结构中,联肢墙的单肢高厚比在5~8之间是一个刚度急剧变化的临界点,当单肢高厚比超过这个限值时,刚度和承载力会缓慢增长;当高厚比小于这个限值时,其承载力会急剧减小。
浅谈短肢剪力墙结构在小高层建筑中的设计与应用

浅谈短肢剪力墙结构在小高层 建 筑 中的设计 与应用
储 园 园
摘
( 泰州 市建 筑设计院有限公 司) 要: 短肢剪力墙 结构 是普通现浇剪力墙结构 的一种特殊形式, 具有布置灵活 使用方便等特 点, 因而在住宅楼结构设计 中被广泛采用 。本 文结合
笔者 多年工作经验 , 详细探讨 了小高层住宅剪力墙结构设计中的短肢剪 力墙结构设计 。 关键词 : 短肢 剪力墙 结构 设计 小 高层 灵活
对二十到三十层 的住宅楼设计的,其中的环抱状布置可 以使结构保持基本 的对称要求 , 每层一般情 况下是六到八户 , 在用地受到 限制 的时候, 每层是
三到 四户。 4 . 7 在进行杆件 内力计算和结构动 力特性分析的时候 , 最好采取三维 的
在对短肢剪力墙进行结构设计时, 主要包括对墙肢和连梁的设计。 对于 墙肢的截面设计来说, 在设计前要进行受剪 、 受弯 的试验 与计算 , 还要对 正
4 . 4要对短肢剪力墙结构 的属性准确的进行判定 。在设计跨高 比的时 候, 最合理 的方法就是将各个梁规范的分类然后分别进行设计。 这样做可以 使设计更加的满足 要求 , 也可以使安全性得到有效的保障。
偏压的状态 , 那么墙的延展性就会相对较差 。即便是在大偏压的状态下 , 如 果轴压较大 , 混凝士边缘应力也较高, 这样就会使混凝土 的约束不够甚至没 有约束 , 从而会使混凝土最先出现极限压应变 , 使构件丧失承载能力和变形 能力 。 4 . 2 在短肢剪力墙结构体系 中最薄弱的环节 出现在抗震性方面 , 主要是 在建筑 的边缘和其角点处的墙肢 , 尤其是针对~字型的剪力墙 , 最先 出现破 坏的问题 。在设计 的过程中, 首先要加强的是针对 以上 出现问题 的部位 , 加 强相关 的抗震性能设计 。 4 . 3 要按照相关的规定要求来制定短肢剪力墙的抗震等级 , 方便对配筋 的提高, 还 要对短肢剪力墙进行周期性的折 减, 加强地震的抵抗 能力 , 保 证
论短肢剪力墙与异形柱结构设计区别与联系

论短肢剪力墙与异形柱结构设计的区别与联系摘要:本文从结构及其计算等方面对异形柱与短肢剪力墙结构在设计中做了一些对比,明确了其区别与联系,可为以后设计人员提供一些理论参考。
关键词:结构计算;异形柱;短肢剪力墙;抗震;区别与联系一、异形柱结构与短肢剪力墙的结构分析1短肢剪力墙结构特点短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5~8倍剪力墙结构,是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。
其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。
常用的有“t”型、“十”字型、“z ”字型、折线型、“一”字型等。
这种结构型式的特点是:(1)结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾;(2)墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;(3)能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单;(4)连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内,形式上较为隐蔽;(5)根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
2 异形柱结构特点异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2~4、相对于正方形或矩形柱而言是异形的柱子。
它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙,常用的有“l”型、“t”型、“十”字型。
这种结构的特点是:(1)由于截面的特殊性,使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异; (2)对于长柱(h /h>4)可以不考虑剪切变形的影响,当控制轴压比较小时,受力明确,抗变形能力较好。
而对短柱(h /h(4),剪切变形占有相当比例,构件抗变形能力下降。
异形柱通常在短柱范围使用,且属薄壁构件,即使发生延性的弯曲形破坏,也因其截面曲率m/e较小,使弯曲变形性能有限,延性较差;(3)异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面范围之外,受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土协调变形和内力,这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力,而该剪应力的存在,使柱肢易先出现裂缝,也使得各肢的核心混凝土处于三向剪力状态,它使得异形柱较普通截面柱变形能力低,脆性破坏明显;(4)特别是由于异形柱不同于矩形柱,它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况,其延性更差。
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论短肢剪力墙结构设计
摘要:本文主要从短肢剪力墙结构布置、构造设计、连梁设计、抗震等方面对短肢剪力墙结构设计进行阐述。
关键词:短肢剪力墙;设计;构造;抗震
0引言
短肢剪力墙结构体系广泛地应用于小高层及部分高层住宅类建筑的结构设计中。
短肢剪力墙结构是由剪力墙结构发展而来,属于剪力墙结构体系,同时又吸收了异形柱框架结构的优点,具有布置灵活、墙肢厚度基本与填充墙等厚而不露梁柱、便于房间的使用,同时还具有质量轻地震作用小、节省材料等优点,但是由于目前结构理论界和设计行业中是否采用短肢剪力墙体系于高层住宅中仍有一些争论,其抗震性能相对较差,还需要对短肢剪力墙在抗地震水平力方面更进一步的研究。
设计应选用适合的计算软件,合理选用计算分析方法,以及对相关计算模型和参数的确定,加强对其进行概念设计,充分发挥短肢剪力墙优势。
1短肢剪力墙的布置
(1)短肢剪力墙结构应布置必要数量的筒体或一般剪力墙,以形成共同抵抗水平力的剪力墙结构。
短肢剪力墙数量的上限为其承担的倾覆力矩不宜大于总倾覆力矩的50%,否则调整设计,B级高度的高层建筑及9度抗震设防的A 级高度高层建筑不宜布置短肢剪力墙。
(2)短肢剪力墙结构中包含的短肢剪力墙应有一定数量,避免结构太刚或太柔,满足竖向荷载和抗侧力需要即可。
一般低于上限10%左右,如果短肢剪力墙太少的话,不宜按短肢剪力墙结构进行设计。
实际工程中,可以考察短肢剪力墙承担的倾覆力矩比值,或承担的楼层面积比值,或其截面积所占的比值来判断。
(3)短肢剪力墙肢间距不宜过大,在平面外边缘及角点处,特别是外凸部分,布置必要的短肢墙,既有利于梁的支撑,又可以分散荷载,以加强其整体性和满足平面刚性的要求。
(4)当建筑上下部结构不完全相同,各楼层剪力墙布置形状及数量不一致时,应注意考察结构底部情况,以底部短肢剪力墙承担的地震倾覆力矩所占比值来判断。
2短肢剪力墙的结构的判断和计算分析方法
(1)短肢剪力墙在实际中的判定
在实际中,由于L形、T形、十字形和Z形的短肢剪力墙的大量应用,比一字形短肢剪力墙的抗震性能强,延性及平面外稳定性较好,所以规范要求短肢剪力墙尽可能设置翼缘。
按照新的规范条文说明,短肢剪力墙必须是各墙肢的肢长与截面厚度比的在4~8的剪力墙,PKPM软件按此定义搜索和判断短肢剪力墙,在根据计算结构文件wv02q.out中给出的短肢墙在底部的抗倾覆力矩判断是否为短肢剪力墙。
(2)结构计算分析
短肢剪力墙结构的计算,首先要选用合适的计算软件,合理地选择计算分析方法。
确定计算模型和相关参数并加强对计算结果合理性的判断,特别要加强概念设计。
一般来说短肢剪力墙是由于对一般剪力墙进行大开口而形成的,所以,基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆系一薄壁柱空间分析方法,或空间杆一墙组元分析方法。
其中空间杆一墙组元分析方法的计算模型更符合实际,精度更高。
3短肢剪力墙结构应采取的抗震设计
(1)短肢剪力墙结构最大适用高度应适当降低,7度、8度(0.2g)和8度(0.3g)抗震设计时不应大于100m、80m和60m,如无可靠经验,适用高度可按剪力墙结构降低20%考虑。
(2)不宜采用一字型短肢剪力墙,不宜在一字型短肢剪力墙布置平面外与之相交的单侧楼面梁。
(3)短肢剪力墙主要承担竖向荷载,在水平的荷载中只起到辅助作用,短肢剪力墙的重力荷载的作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三级短肢剪力墙的轴压比不宜大于0.45、0.50和0.55;一字型截面短肢剪力墙的轴压比限值相应减少0.1。
短肢剪力墙的厚度在底部加强区不应小于200mm,其余部位不应小于180mm。
(4)短肢剪力墙的剪力设计值,不但底部加强部位应按规范调整,其他各层也要调整,一、二、三级抗震等级应分别乘以增大系数1.4、1.2和1.1,避免短肢剪力墙过早剪坏。
(5)短肢剪力墙全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位一、二级不宜小于1.2%,三、四级不宜小于1.0%,其他部位一、二级不宜小于1.0%,三、四级不宜小于0.8%。
(6)短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm,且应设置翼缘。
(7)各短肢墙应尽量对齐、拉直,使之与连梁一起构成较规则且连续均匀的抗侧力片,并且每道短肢墙宜有两个方向的梁与之连接,避免无连接梁相连的延性较差的秃墙。
4短肢剪力墙结构延性设计措施
(1)连梁的延性设计措施;在实际工程中要使连梁设计满足“强剪弱弯”的原则,设计出延性较好的连梁应考虑,控制连梁的跨高比(以T形截面墙肢为例)。
表1连梁跨高比对T形试件延性性能的影响
从表1中可以看到:在连梁跨高比增长过程中,试件延性比变化幅度很大。
延性比上升达到峰值后,快速下降。
这说明选择一个合理的跨高比对结构的安全性和经济性都是重要的,分析可知连梁并不是越刚越好,连梁刚度大反而影响墙肢的延性性能,连梁刚度太小时,极限荷载和延性比都减小,墙肢抵抗变形的能力差。
(2)交叉斜撑配筋;在交叉配筋连梁中,连梁的剪力由交叉斜撑承担,交叉斜撑起拉杆、压杆作用,形成桁架传力途径,若混凝土破碎,桁架仍能继续受力,对墙肢的约束弯矩仍起作用。
5短肢剪力墙的连梁设计
在实际工程中要使连梁设计满足“强剪弱弯”的原则就必须考虑以下几个方面:
(1)对连梁刚度进行折减
连梁由于跨高比小,与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减弱,内力重分布。
因此在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。
折减系数在实际设计中可取大于等于0.55 的调整系数以使截面设计符合规范要求。
(2)增加连梁跨度
在连梁设计中,刚度折减后,仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况,这时可以增加洞口的宽度,以减少连梁刚度。
减少了结构的整体刚度,也就减少了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。
如果只是部分连梁抗剪超限,则可采取调整连梁内力来解决。
调整的幅度不宜大于20%,并保证不小于风荷载作用下的连梁弯矩,以满足正常使用下连梁不出现裂缝等不利影响,同时,连梁必须满足“强剪弱弯”的要求。
(3)增加剪力墙厚度
亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大,地震作用产生的效应增加,另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。
墙厚增加以后,地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。
(4)提高混凝土等级
混凝土等级提高后,结构的地震作用效应增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例,有可能使连梁的受剪承载力不超限。
地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后,仍有部分不符合承载力要求时,可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。
然后按“强剪弱弯”的要求,配置相应的纵向钢筋。
6短肢剪力墙结构在设计中需重视的问题
(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防;
(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,应加强其抗震构造措施,如减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率;
(3)高层短肢剪力墙结构在水平力作用下,显现整体弯曲变形为主,底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力,由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂,因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量,加强小墙肢的延性抗震性能。
短肢墙应在两个方向上均有连接,避免形成孤立的“一”字形墙肢;
(4)各墙肢分布要尽量均匀,使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近,必要时用长肢墙来调整刚度中心;
(5)高层结构中的连梁是一个耗能构件,在短肢剪力墙结构中,墙肢刚度相对减小,连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁,而不同于一般剪力墙间的连梁,不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调,使其设计内力降低,应按普通框架梁要求,控制砼压区高度,其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决,按强剪弱弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。
结束语:
随着我国城市化进程的加快,城市住宅用地日趋紧张,高层建筑也越来越普遍,使得短肢剪力墙结构体系的广泛运用。
随着设计技术的进一步提高,对
短肢剪力墙结构研究也不断的加深,采用合理的设计,加强结构的概念设计,以便更好的发挥短肢剪力墙的实用性、经济性。
参考文献:
[1]李红梅.对短肢剪力墙结构设计的探讨[J].中国新技术新产品.2010.
[2]容柏生.高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系[J].建筑结构学报.2009.
[3]张晓芬,张扬.高层住宅剪力墙的合理布置,科技情报开发与经济. 2011.
[4]建筑抗震设计规范GB 50011-2010
[5]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010。