建筑结构剪力墙设计运用
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用【关键词】剪力墙;结构设计;建筑结构高层建筑是社会经济飞速发展和科学技术不断进步的产物,是城市人口集中、人口众多、用地紧张和商业竞争加剧的必然趋势。
在高层建筑工程中,建筑结构设计是整个工程项目工作重点,也是提高建筑结构的实用性、耐久性的关键。
剪力墙结构作为目前建筑工程领域中极为常见的一种,在大中型高层建筑结构中应用极为广泛,其在提高建筑结构整体性、耐久性方面发挥着不可替代的作用。
1.剪力墙结构概述在目前的建筑结构设计工作中,剪力墙结构的应用越来越广泛,特别是那些高层、超高层建筑结构中,其身影更是随处可见,已成为建筑设计工程领域一个司空见惯的问题。
在高层建筑不断发展的社会大势下,如何在设计工作中满足建筑物创新、使用、安全要求的同时追求结构的新颖、个性已成为建筑工程师研究的重点,也是未来一段时期内建筑结构设计的关键。
剪力墙结构就是基于这种时代背景下产生的一种新结构体系,是整个工程项目中最受重视和关注的一个环节。
1.1剪力墙结构概念所谓的剪力墙结构主要指的是采用钢筋混凝土板来代替传统的框架中的梁柱,承担主各种荷载引起的内力,并能够控制结构的水平力。
这种采用钢筋混凝土板承受竖向和水平力的结构剪力墙被广泛的称之为剪力墙结构,这种结构在现阶段的高层建筑结构中被广泛的使用,已成为建筑结构中一项司空见惯的结构体系。
1.2特点剪力墙也被广泛的称之为挡风墙、抗震墙、结构墙,为此它在房屋结构中的主要作用在于抵挡各种荷载,是建筑物主要的支撑结构。
剪力墙作为承担竖向荷载也就是我们常说的重力、抵挡水平荷载的主要结构,是一个能与墙体、楼板共同组成受力体系的结构,它的主要缺陷在于不能拆除或者说是无法破坏。
就目前我国建筑工程现状而言,剪力墙结构由于造价高、施工困难、材料耗费大的特点而往往被建设单位所限制,为此在其设计中需要认真的进行归纳和总结。
1.3剪力墙结构设计原则在目前的建筑结构设计中,剪力墙的应用极为广泛,特别是在大型的高层建筑物中,其身影更是随处可见。
建筑结构设计中剪力墙结构的应用

建筑结构设计中剪力墙结构的应用剪力墙是建筑结构中常用的一种结构形式,用于承担水平荷载。
它通常由混凝土或钢材构成,通过在建筑结构中设置剪力墙来增加结构的刚度和稳定性,有效地抵抗水平荷载引起的倾覆和变形。
剪力墙结构的应用可以追溯到古代,古埃及的金字塔中就有使用类似剪力墙的结构。
在现代建筑中,剪力墙得到广泛应用。
它被广泛用于高层建筑、桥梁、堡坝等工程中。
以下是剪力墙结构在建筑设计中的一些应用。
1. 提供侧向刚度和强度:剪力墙的主要作用是提供建筑结构的侧向刚度和强度,使建筑能够抵抗地震、风荷载等侧向荷载的作用。
剪力墙可以有效地抵抗水平力,减少建筑结构的变形和倾覆风险。
2. 改善结构的动力性能:剪力墙在建筑结构中的设置可以显著改善结构的动力性能,增加结构的周期,减小结构的震动响应。
剪力墙能够有效地吸收地震能量,降低地震对建筑的破坏。
3. 分隔建筑空间:剪力墙可以作为室内空间的分隔墙体,将建筑内部空间分隔成不同的功能区域。
剪力墙具有良好的垂直刚度和强度,可以有效地分隔室内空间,满足建筑的功能需求。
4. 增加建筑安全性:剪力墙作为建筑结构的一部分,可以有效地增加建筑的安全性。
剪力墙能够提供高强度的抗震能力,降低建筑倾覆、破坏的风险,保护建筑的人员和财产安全。
5. 提高建筑的耐久性:剪力墙通常采用混凝土或钢材制作,具有良好的耐久性。
剪力墙能够抵抗长期荷载和环境侵蚀,延长建筑的使用寿命。
需要注意的是,剪力墙的设计和施工需要严格符合国家和行业规范。
设计人员需要根据建筑的具体情况进行合理的剪力墙布置和尺寸设计,确保结构的安全性和稳定性。
施工人员需要按照设计要求进行剪力墙的施工,确保质量标准符合要求。
剪力墙是建筑结构中常用的一种形式,通过提供结构的刚度和强度,改善结构的动力性能,分隔建筑空间,增加建筑的安全性和耐久性。
在建筑结构设计中合理应用剪力墙,可以提高结构的稳定性和安全性,满足建筑的功能需求。
探析剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

探析剪力墙结构在建筑结构设计中的应用摘要:剪力墙结构整体性强、抗侧刚度大、侧向变形小、抗震性能好,具有承受强烈地震而不倒的良好性能,在建筑结构设计中应用广泛。
本文首先分析了剪力墙的受力变形特点,然后探讨了剪力墙结构在建筑结构设计中的应用。
关键词:剪力墙;结构设计;应用中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:一、剪力墙的受力变形特点水平荷载作用下,悬臂剪力墙的控制界面是底层截面,所产生的内力是水平剪力和弯矩。
墙肢截面在弯矩作用下产生下层层间相对侧移较小,上层层间相对侧移较大的“弯曲型变形”,在剪力作用下产生“剪切型变形”,此两种变形的叠加构成平面剪力墙的变形特征。
通常情况下,根据剪力墙高宽比的大小可将剪力墙分为高墙、中高墙和矮墙。
水平荷载作用下,随着结构高宽比的增大,由弯矩产生的弯曲型变形在整体侧移中占的比例相应增大,故一般的高墙在水平荷载作用下的变形曲线表现为“弯曲型变形曲线”,而矮墙在水平荷载作用下的变形曲线表现为“剪切型变形曲线”。
实际工程中为了改善平面剪力墙的受力特征,结合建筑设计使用功能要求,在剪力墙上开设洞口而以连梁相连,以使单肢剪力墙的高宽比显著提高,水平荷载作用下剪力墙主要受弯工作状态,由受弯承载力决定破坏状态。
二、、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用1.剪力墙结构布置剪力墙的平面布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向或者其他方向双向布置,两个方向的侧向刚度不宜相差过大。
抗震设计时,不应采用仅单向有剪力墙的结构布置。
剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响,剪力墙的结构布置除应满足规范规程规定的相关要求外,结合相应工程经验应注意以下问题。
剪力墙的布置满足周边均匀布置。
应该了解所运用的设计软件的性能,通晓软件对于l形、t形、十字形等其他两个方向均有剪力墙的时候软件是如何计算另一方向的墙肢刚度。
剪力墙中间墙体是否布置为剪力墙,如果布置为剪力墙应与周边的的梁板可靠连接,参与整体结构计算。
如设计为填充墙,应满足相应构造要求,增加构造柱及圈梁,保证地震时逃生通道的安全可靠。
剪力墙在高层建筑中的应用与设计优化方法探讨

剪力墙在高层建筑中的应用与设计优化方法探讨引言剪力墙是高层建筑中常用的结构形式之一,它通过提供垂直于地面方向的强大刚度和抗剪能力,为建筑物提供了稳定性和抗震能力。
本文将探讨剪力墙在高层建筑中的应用,以及设计优化的方法。
剪力墙的应用剪力墙是一种垂直于地面方向的连续墙体结构,通常由混凝土或钢筋混凝土构成。
它承载着水平荷载,并将其传递到地基,以保证建筑物的稳定性。
在高层建筑中,剪力墙起到了抗震的关键作用。
剪力墙主要应用于高层建筑的以下方面:1.抗震设计:剪力墙能够承受水平地震荷载,大大提高了建筑物的抗震性能。
通过合理布置剪力墙的位置和数量,可以有效地减少地震对建筑物的破坏。
2.刚度控制:剪力墙具有较高的刚度,可以控制建筑物的变形,提高了建筑物的整体刚度和稳定性。
在高层建筑中,剪力墙可以有效减小建筑物的侧向位移和震动,提供了舒适和安全的使用环境。
3.空间利用:剪力墙的布置可以合理利用建筑物的内部空间,使得建筑物的结构更加紧凑。
相比其他结构形式,剪力墙所占用的空间相对较小,为建筑物内部功能的布置提供了更大的灵活性。
剪力墙的设计优化方法为了最大限度地发挥剪力墙的作用并提高建筑物的抗震性能,设计师需要进行设计优化。
以下是一些常用的剪力墙设计优化方法:1.剪力墙布局:剪力墙的布局对建筑物的结构性能有着重要的影响。
设计师应根据建筑物的结构需求和地震作用,合理选择剪力墙的位置和数量。
对于多个剪力墙的建筑结构,还需要考虑剪力墙之间的相互作用。
2.剪力墙厚度:剪力墙的厚度会影响其受力性能和抗震性能。
过于薄的剪力墙可能导致墙体的开裂和破坏,而过于厚的剪力墙则会浪费材料和造成结构过度僵硬。
设计师应根据建筑物的需求和结构设计准则,确定合适的剪力墙厚度。
3.剪力墙加筋:通过在剪力墙中添加钢筋,可以提高其抗剪能力和承载能力。
设计师应根据设计要求和抗震性能要求,合理确定剪力墙的加筋方式和数量。
此外,剪力墙的加筋布置也需要考虑到结构的整体协调性。
剪力墙结构的创新设计与应用案例分享

剪力墙结构的创新设计与应用案例分享引言剪力墙结构是一种常用的建筑结构形式,广泛应用于高层建筑、桥梁以及其他工程结构中。
随着建筑设计和施工技术的不断发展,剪力墙结构的设计也在不断创新与改进。
本文将介绍剪力墙结构的创新设计理念,并结合具体案例分享创新设计在实际工程中的应用。
1. 剪力墙结构的基本原理剪力墙结构是一种通过设置墙体来承担结构荷载的框架结构形式。
其基本原理是通过竖向的墙体,将水平荷载沿墙体传递到地基,从而抵抗地震荷载和风荷载对建筑物的作用。
传统的剪力墙结构设计可以采用不同材料的墙体(如混凝土墙、钢板墙等),并通过合理的布置达到结构稳定和荷载传递的目的。
2. 剪力墙结构的创新设计理念2.1 薄壁剪力墙传统的剪力墙结构中,墙体通常采用较大的厚度以提供足够的强度和刚度。
然而,随着材料科学和结构分析方法的发展,出现了薄壁剪力墙的设计理念。
薄壁剪力墙通过增加钢材的使用,减小墙体厚度,从而达到减少材料消耗、提高空间利用率的目的。
该设计理念在高层建筑中得到广泛应用,能够满足建筑结构的抗震和抗风需求。
2.2 剪力墙与框架结构的融合传统的剪力墙结构和框架结构通常是独立的设计和施工。
然而,随着结构工程技术的进步,剪力墙与框架结构的融合设计理念出现了。
这种设计理念通过将剪力墙和框架结构相结合,既保留了剪力墙的抗震性能,又提供了框架结构的开放空间和灵活性。
这种创新设计在商业建筑和公共建筑中得到广泛应用,提高了建筑的整体性能和舒适度。
2.3 高性能材料的应用随着材料科学的进步,高性能材料如高强度钢材、高强度混凝土等的应用也在剪力墙结构的设计中得到推广。
这些高性能材料具有更好的力学性能,能够实现更薄壁、更高强度的剪力墙设计。
此外,高性能材料的使用还能够提高结构的耐久性和抗腐蚀性,延长建筑物的使用寿命。
3. 剪力墙结构创新设计的应用案例分享3.1 上海中心大厦上海中心大厦是一座位于上海的超高层建筑,采用了创新的剪力墙结构设计。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

试论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用摘要:近年来,随着当前人们对建筑要求的不断提高,对建筑工程结构设计要求也在日益的增加和提高。
本文就剪力墙机构设计在建筑中应用的问题作了相关分析与研究,以供大家参考借鉴。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计引言:随着经济的快速发展,人们对建筑工程设计提出了安全、经济、适用三大要求,即建筑在保证安全的前提下,应不影响市场的销售情况和未来使用者的居住质量,尽可能的满足住宅经济性适用性,剪力墙结构由于其侧移小、抗侧刚度大和抗震性能好等特点,剪力墙结构被广泛用于现代建筑中,目前,在国内的住宅建筑中,由于使用功能的要求,客房与居室多处采取小开间的结构形式,分隔墙相对较多,采用剪力墙结构不但可以将承重墙、分隔墙合二为一,而且具有较为理想的经济性与实用性。
但是国内现阶段在剪力墙结构的设计中,尚存在一定的弊端与问题需要解决,不断优化其设计方法是十分重要的,且如何做好高层建筑剪力墙结构的优化设计是结构设计人员需要不断探讨的难题。
1 剪力墙结构的基本定义剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。
房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体,在高层建筑结构不应采用全部剪力墙的剪力墙结构;剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。
抗震设计时,墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
当墙较少时,如墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的15%~40%,则可以按普通剪力墙结构设计下限规范没有规定,用户可以灵活掌握如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不应看成剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。
2 剪力墙结构设计的基本样式2.1 壁式框架,主要是指在联肢墙中,洞口相对较大,使得墙肢的刚度明显减弱,而连梁的刚度则相对较强,剪力墙的受力特性接近于框架。
与框架结构梁柱相比,剪力墙的厚度较小。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

浅议剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用摘要:随着经济与科学技术的发展,建筑事业取得了长足的发展。
在近几年的建筑结构设计中,剪力墙结构凭借其较大的抗侧刚度以及良好的抗震性,被普遍应用在多层或高层的混凝土建筑中。
本文分析了建筑墙结构设计在建筑应用中的原则与具体问题,以此来使得建筑结构设计更合理,提高建筑的质量与安全性。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构;应用分析剪力墙因其结构钢度大、抗震能力强以及整体性好等特点而被广泛的应用到建筑结构设计中。
此外剪力墙在具体应用的众多有点也使其受到业主与开发商的广泛欢迎。
但是为了能够更有效的提高建筑的质量与安全性,在具体应用中要充分认识剪力墙结构的优缺点,以提高剪力墙结构的综合利用。
1、剪力墙结构设计应遵循的基本原则1.1剪力墙平面内的实际承载力与刚度要较大,换句话说剪力墙平面外的承载力与刚度要较内平面小,这是剪力墙本身固有的特性。
建立墙的这一特性,使其同平面外的梁连接时,容易出现墙肢的外弯距的现象,而在通常验算时并不对平面的承载力与外刚度进行验算。
因此要尽可能的避免外搭接的情况,当实在无法避免时,要选取科学合理的方法,使得剪力墙的安全与质量有保障。
1.2剪力墙的设计的计算需要考虑两方面因素,分别是竖向作用与水平作用,在此基础上再对结构进行整体的分析,首先求的内力然后根据偏拉或偏压对斜截面与正截面的承载力进行验算。
如果受到较大的集中荷载作用,就再增加对局部受压承载的验算。
对剪力墙承载力进行计算时,当带翼墙是以下情况时,对其宽度计算取最值。
剪力墙承载力计算取最值情况;当剪力墙厚度与两翼墙厚度都是6倍长度;门窗与洞口之间的翼缘宽度;剪力墙彼此之间的距离以及墙肢高度取其高度的1/10。
1.3剪力墙的几何特征类似板状,其宽与高尺寸较大而厚度较小。
剪力墙在受力情况下其形态类似柱,同柱的最明显的不同是肢体与厚度的比值。
当肢体与厚度3<x<5时可将此时的剪力墙的结构看成异柱体,并按照异柱体进行墙体结构设计;当比值≦3时,这时剪力墙的结构设计可按照柱来设计。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用摘要:随着科学技术的快速发展,我国的经济水平也在飞速前进,人们对物质生活水平的要求越来越高,建筑行业随之崛起并得以快速发展。
为了增强建筑物的抗侧刚度和抗震性,目前很多建筑企业都采用剪力墙结构,为人们的生命财产安全和国家经济的持续健康发展提供了基本的保障。
本文详细分析了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。
关键词:剪力墙;结构设计;抗震性;弯矩图随着人们物质生活水平的不断提高,对居住环境及工作环境提出了更高的要求,这样,建筑企业能否保证建筑物的安全性和可靠性就成为竞争的重点所在。
在建筑结构设计中,剪力墙结构具有良好的抗震性,而且抗侧刚度很大,因此剪力墙结构被广泛的应用在建筑结构的设计环节,特别是在一些高层建筑物中,剪力墙结构应用的更为广泛。
一、剪力墙结构设计所遵循的基本原则(1)调整连梁超限相关原则。
在剪力墙结构设计中,一般来说,连梁的跨高比应该高于或等于2.5,而采用跨高比低于2.5的连梁,在设计过程中就容易造成剪力墙的弯矩现象,严重超出限值。
在《高规》中对剪力墙的跨高比就有明确规定,对于跨高比高于或等于5的连梁,在结构设计环节,要以框架梁为依据,不能随意折减其连梁的刚度。
当跨高比处于5—6之间时,必须对连梁刚度进行折减,从而避免出现剪力超出限制或者连梁出现弯矩等现象。
因此,在实际的建筑结构设计中,建筑企业必须合理利用该明文规定,不仅能够有效增强建筑物的安全性和可靠性,还能节约建筑成本,为建筑企业带来更多的经济效益和社会效益。
(2)剪力墙结构有一个突出的特点就是其平面内刚度和承载力比较大,而平面外刚度和承载力相对较小。
这样,如果剪力墙和平面外的梁相互连接,墙肢平面外就容易出现弯矩现象,而且,在平常的设计中,并不会对平面外承载力和刚度进行验算,因此,为了避免弯矩现象的发生,在结构设计时要尽量避免剪力墙与平面外的梁进行搭接,在无法避免的情况下也要严格按照相关规定采取相应的防范措施,保证剪力墙与平面外能够搭接安全。
- 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)。
刍议建筑结构剪力墙的设计运用
摘要:在建筑结构设计中,剪力墙结构能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,且具有较好的抗震性能等优点,被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土房屋建筑中。
本文笔者针对剪力墙结构的设计问题进行了相关的分析。
关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙结构
前言
剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙,在房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体,是由墙肢和连梁两种构件组成,其结构承载力及刚度都很大,侧移变形小,抵抗水平侧移能力强。
经过合理设计可做成抗震性能很好的延性剪力墙,无论在非地震区及地震区都很适用,缺点是由于剪力墙最大间距的限制,使建筑平而和使用空间受到一定的局限。
结构的延性一般不如框架结构和框架剪力墙结构体系,结构自重较大,总高度不大时结构材料耗费可能较多。
在我国的住宅性建筑中,客房和居室均为小开间,分隔墙较多,采用现浇剪力墙结构,不仅可以将承重墙与分隔墙合二为一,相对来说也更加具有经济性。
另外,室内也较框架结构简洁,没有露梁、露柱现象。
外形美观,便于室内布置,使用功能更好,且增大了使用面积,因此在高层住宅工程中受到广泛的运用。
一、墙肢的分类和结构布置
1.1.墙肢的分类
剪力墙可根据墙肢的高厚比分为:短肢剪力墙以及一般剪力墙,短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙,一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。
剪力墙根据墙面开洞大小的情况,还可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
当剪力墙的墙肢截面高度hw与厚度hw之比小于5时均称为小墙肢。
其中,当hw/hw不大于3时,宜按框架柱进行截面设计,轴压比、剪压比和箍筋体积率按相应抗震等级框架柱。
1.2.剪力墙的结构布置
多高层建筑应有较好的空间工作性能,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构。
特别是在抗震设防区应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向刚度接近。
剪力墙平面上分布要力求均匀,使其刚度中心和建筑物质心尽量接近,以减小扭转效应。
必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。
剪力墙抗侧刚度大,结构自振周期短,所受水平地震作用较大,对结构不利。
可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力,尽量减薄纵横墙体的厚度,或采用“主次结构”,加大墙体的间距,减少墙体数量,以降低结构的抗侧移刚度,减轻结构重量,减少墙体的水平地震剪力和弯矩。
剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对很小。
当剪力墙与平面外方向的梁连接时,会造成墙肢平面外弯矩。
当梁高大于2倍墙厚时,梁端弯矩对墙平面外的安全不利,因此应采取措施,以保证剪力墙平面外的安全。
对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接,减少墙肢平面外弯矩。
二、墙肢长度和厚度的选取
2.1.墙肢的长度
剪力墙墙肢长度(即墙肢截面高度)一般不宜大于8m。
结构设计中的剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。
当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段。
2.2.墙肢厚度的选取
高层建筑混凝土结构技术规程,规定了剪力墙的最小厚度,其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。
现将第1~3款的要求列表如下,见表l。
抗震等级剪力墙部位最大厚度(二者之中较大值)
有端柱或翼墙有无端柱或翼墙
一、二级底部加强区h/16;200mm h/12;200
其他部位 h/20;160mm h/15;80
三、四级底部加强区h/20; 160mm 同左
其他部位 h/25; 160mm 同左
非抗震h/25; 160mm 同左
表1剪力墙截面最小厚度
对短肢剪力墙结构,高规规定其抗震等级应比表4.8.2规定的
抗震等级提高一级采用。
故除6度区外,短肢剪力墙的抗震等级至少为一级。
对于住宅建筑,填充墙厚一般为200mm,相应剪力墙厚也取为200mm。
住宅层高一般为2.8~3.om.故墙厚取200mm,除底层加强区的一字形短肢剪力墙外,均能满足规范要求。
对于无地下室的高层住宅,因其基础埋深一般在2.5m以上,则底层墙体高度会到5.om以上,若按层高的1/16确定墙厚,将超过300mm,大于填充墙厚度。
为避免出现此种情况,在布置剪力墙时,应结合建筑平面,尽量不用一字形剪力墙,而采用l、t、z、十字形等截而形式,且使翼缘长度大于其厚度的3倍,这样一方面墙体抗震性能更好,另一方面墙厚也可取为剪力墙无支长度的1/16。
由于住宅建筑中剪力墙肢长一般小于3.om,故厚度采用200mm满足构造要求。
三、边缘构件的设置
试验表明,有约束边缘构件的矩形截面剪力墙与无约束边缘构件的矩形截面剪力墙相比,极限承载力约提高40%,极限层间位移角约增加一倍,对地震能量的消耗能力增大20%左右,且有利于墙板的稳定。
剪力墙设置的边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。
一级和二级剪力墙结构的墙底部加强部位及相邻的上一层,高层建筑及在重力荷载代表值作用下墙体平均轴压比不小于表2的规定值的多层房屋应设置约束边缘构件。
一、二级剪力墙底部加强部位以上的一般部位和三、四级和非抗震设计的高层建筑及底部加强部位及相邻上一层轴压比小于表2的多层房屋剪力墙,均应设置构造边缘构件。
强度或等级9度一级8度一级二级
轴压比0.1 0.2 0.3
表2剪力墙结构设置构造边缘构件的最大平均轴压比
部分框支剪力墙结构,落地剪力墙的底部加强部位,两端应有翼墙和端柱,应设置约束边缘构件。
不落地的剪力墙及落地剪力墙其他部位设置构造边缘构件。
四、连梁的设计
4.1.连梁的作用
在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。
在水平荷载作用下,墙肢发生弯曲变形,使连梁端部产生转角,从而使连梁产生内力,同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形,对墙肢起到一定的约束作用,改善墙肢的受力状态。
因此,连梁对于剪力墙结构尤为重要,在起到连接墙肢作用的同时,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
4.2.连梁设计的处理方法
在带连梁的剪力墙设计中,连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响,设计不当经常出现连梁承载力超限或连梁截面不符合设计要求的情况,设计时可从以下方面考虑。
4.2.1 对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较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,刚度减小,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。
高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。
因此,可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂(刚度降低)而把内力转移到墙体上。
通常设防裂度低时可少折减一些(6、7度时可取0.7),设防裂度高时可多折减一些(8、9度时可取0.5)。
但折减系数不宜小于0.5,以保证连梁承受竖向荷载的能力。
4.2.2 增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度
增加剪力墙洞口的宽度,即增加连梁跨度,减小连梁高度,其目的是减小连梁刚度,同时由于减小了结构的整体刚度,也就减小了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。
4.2.3 增加剪力墙的厚度
增加剪力墙的厚度,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,地震作用产生的内力增加,另一方面连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。
由于剪力墙的厚度增加后,地震作用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,因此有可能使连梁抗剪承载力不超限。
4.2.4 提高混凝土等级
提高剪力墙的混凝土等级,其弹性模量增加的比例远小于混凝土抗剪承载力提高的比例,因此也有可能使连梁的抗剪承载力不超限。
五、结语
综上所述,在剪力墙结构设计中,要做到既能让这种体系刚度大、外观简洁等优点发挥出来,又能克服其结构本身存在的缺点,其关键全在于设计者本身的运用。
参考文献:
[1] 多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[m].
[2] jgj3-2002商层建筑混凝土结构技术规程[s].
[3] gb50011-2001建筑抗震设计规范[s]
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。