浅析民用建筑的剪力墙结构设计 (3)
剪力墙结构设计及优化浅析

剪力墙结构设计及优化浅析剪力墙是一种常用的结构形式,在工程实践中被广泛应用。
剪力墙结构通过设置垂直于墙面方向的墙体来承担水平荷载,起到抗震、抗风和抗剪的作用。
本文将从剪力墙结构的设计和优化两个方面进行浅析。
1. 剪力墙的设计剪力墙结构的设计过程主要包括以下几个步骤:1)确定结构体系:根据建筑的功能和使用要求,确定剪力墙结构所属的结构体系,如剪力墙框架体系、核心筒体系等。
2)确定墙的位置和数量:根据结构体系的选取和建筑布局,确定剪力墙的位置和数量,通常剪力墙应尽量布置在建筑的正交方向上,并考虑墙体的竖向分布。
3)计算剪力墙的尺寸:根据设计荷载和抗震性能要求,计算剪力墙的拉压应力、抗剪强度和变形等参数,进而确定墙的尺寸和配筋方式。
4)施工细节设计:根据结构设计的要求,对剪力墙的连接、墙柱交界处等施工细节进行设计,确保结构的稳定性和安全性。
2. 剪力墙的优化剪力墙结构的优化是指在满足设计要求的前提下,通过调整墙体尺寸和布置方式,使结构达到更优的经济性、安全性和施工性。
剪力墙的优化主要从以下几个方面进行:1)墙体布置的优化:通过对墙体的位置和数量进行优化,减少墙体对建筑内部空间的影响,提高使用效率。
可以通过调整墙体的位置和增加剪力墙的数量,合理分配剪力墙的承载荷载,减小结构的变形和应力集中。
2)墙体尺寸的优化:通过对墙体的尺寸进行优化,减小结构的自重和材料消耗,提高结构的经济性。
可以通过调整墙体的厚度和高度,合理配置墙体的配筋,减小结构的成本和施工难度。
3)墙体材料的优化:通过选用合适的材料,提高结构的抗震性能和耐久性。
可以选用高强度混凝土和高性能钢筋,增加剪力墙的承载能力和抗侧向位移能力,提高结构的安全性。
4)施工工艺的优化:通过改进施工工艺,提高结构的施工效率和质量。
可以采用预制墙板和预制楼盖板等先进工艺,减少现场施工时间和人工成本,提高结构的整体性能。
剪力墙结构的设计和优化是一个综合考虑结构稳定性、经济性和施工性的过程。
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。
浅谈剪力墙结构设计

浅谈剪力墙结构设计摘要:剪力墙结构设计中虽然有类似于框剪结构的地方,但剪力墙结构刚度分配、内力分配、基础荷载比框剪结构更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小。
因此,高层建筑结构中,剪力墙结构以其安全可靠性被越来越多地采用。
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。
本文简要谈谈高层建筑剪力墙的结构设计。
关键词:高层建筑;混凝土结构;剪力墙结构;设计1 剪力墙结构计算的基本假定剪力墙结构体系建筑是由一系列纵向和横向剪力墙及楼盖组成的空间结构。
剪力墙承受竖向和水平荷载作用。
在竖向荷载作用下,各片剪力墙受力分析较简单,但在水平荷载作用下则不同,为简化计算,作以下基本假定:1.1 各片剪力墙在其自身平面内刚度极大,而在其平面外刚度极小,可以忽略不计。
这样就可以把纵横向剪力墙布置的空间结构简化为平面结构处理。
同时,也可考虑纵横墙的共同工作,即纵墙的一部分可以作为横墙的有效翼缘,横墙的一部分也可以作为纵墙的有效翼缘。
在承载力计算中,剪力墙的翼缘宽度可取剪力墙的间距、门窗洞间翼墙的宽度、剪力墙厚度加两侧各 6 倍翼墙厚度、剪力墙墙肢总高度的1/10 四者中的最小值。
1.2 楼盖在其自身平面内的抗弯刚度视为“无限大”,因此在水平荷载作用下,只产生刚体运动,并把水平荷载分配给各片剪力墙,而不发生水平方向的弯曲变形;而在平面外,由于刚度很小,可忽略不计。
按此假定,当结构不发生扭转时,各片剪力墙在水平荷载作用下侧向位移相等。
这样,整个建筑上所承受的水平荷载就可以按各片剪力墙的等效抗弯刚度的大小,按比例进行分配,然后进行内力及位移计算。
1.3等效抗弯刚度是指按剪力墙顶点侧移相等的原则考虑弯曲变形和剪切变形后,折算为竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。
对于沿竖向刚度较均匀的结构,各片剪力墙可以按下式之一计算其等效刚度。
均布荷载、倒三角形荷载、顶点集中荷载。
2 剪力墙结构设计计算原则剪力墙结构设计时,应根据规范要求综合考察结构是否合理,下面是对结构设计中须重点关注的几种技术指标的调整原则的浅析,若有不对之处,请广大同行指正。
高层民用建筑剪力墙结构设计探讨

高层民用建筑剪力墙结构设计探讨摘要:现代化的建筑结构设计,与既往有很大的差别,要求也在不断的增加。
建筑结构设计在开展的过程中,需要坚持优化剪力墙结构布置,提高设计的综合效用。
剪力墙结构设计虽然有非常成熟的方法、手段,但是在具体的践行层面上,还是要进行综合性的考量,避免套用按照简单的模式,这样并不能取得较好的效果。
关键词:高层民用建筑;剪力墙结构设计;应用1高层民用建筑剪力墙结构设计特点及要求1.1结构设计特点分析高层民用建筑剪力墙结构设计的特点需要了解高层民用建筑结构及剪力墙的具体构造。
一般情况下,高层民用建筑对结构设计时的垂直和水平方向上的承载力有相关要求,表现在剪力墙结构设计中即提高剪力墙结构稳定性。
剪力墙结构设计要考虑墙体结构抵抗地震等自然震动的能力,尽量避免出现结构变形。
由此可知,剪力墙结构设计呈现出高稳定性和高荷载力的特点,剪力墙结构为整体承重结构,可提高结构整体性与美观度。
1.2结构设计要求剪力墙是建筑结构中的重要结构形式,这种结构形式能够承受建筑水平及竖向荷载,防止结构受剪破坏。
剪力墙又称为抗震墙,侧向变形小,延展性好且能承受较大的荷载,表现出优秀的抗震性能。
在进行剪力墙结构设计时需要满足以下设计要求:第一,悬臂剪力墙墙肢的结构设计,要设计好墙肢底截面的设计;第二,按照设计标准中的墙体洞口对剪力墙进行分类,可分为整体墙与连肢墙。
不同的墙体类型需要进行不同的细节设计;第三,做好连肢墙的结构设计。
尤其要注意墙肢较小时的墙肢轴压比值的计算。
当连肢墙的洞口开的较大降低了墙肢刚度时,此时要将连肢墙看作框架结构进行设计。
把握住剪力墙结构设计的具体要求,在设计过程中不断优化结构设计细节,是高层民用建筑剪力墙结构设计的重要内容。
2高层民用建筑中剪力墙结构设计的应用2.1平面的布置剪力墙结构设计中,首先要对墙体平面进行布置,根据相应的设计原则来保证剪力墙平面的中心和刚度正好完美结合,发挥出其最大的性能特点,从而实现更好的墙体均衡作用力。
浅谈剪力墙结构设计

浅谈剪力墙结构设计在现代建筑设计中,剪力墙结构因其出色的抗震性能和空间利用效率,成为了广泛应用的结构形式之一。
剪力墙就像是建筑物的坚强“卫士”,能够有效地抵抗水平荷载,保障建筑物的稳定性和安全性。
剪力墙结构,简单来说,是由一系列钢筋混凝土墙板组成的抗侧力体系。
这些墙板不仅能够承受竖向荷载,更重要的是能够承担水平风荷载和地震作用产生的水平力。
从受力特点来看,剪力墙如同一个巨大的悬臂梁,其底部固定,顶部自由。
在水平荷载作用下,剪力墙会产生弯曲变形,墙身内的钢筋和混凝土共同工作,抵抗外力。
在设计剪力墙结构时,首先要考虑的是建筑物的使用功能和空间布局。
剪力墙的布置应该尽量均匀、对称,避免出现局部刚度过大或过小的情况。
如果剪力墙布置不均匀,可能会导致建筑物在水平力作用下发生扭转,从而影响结构的安全性。
剪力墙的数量和厚度也是设计中的关键因素。
剪力墙数量过多,会增加结构自重,导致造价上升;数量过少,则无法满足结构的抗震要求。
剪力墙的厚度则需要根据其承受的水平力大小、建筑物的高度以及抗震等级等因素来确定。
一般来说,随着建筑物高度的增加,剪力墙的厚度也需要相应增加。
在计算剪力墙结构的内力和变形时,需要运用专业的结构分析软件。
这些软件能够模拟各种荷载工况下结构的响应,为设计提供准确的数据支持。
然而,软件计算结果并不是绝对的,设计人员还需要结合工程经验进行判断和调整。
剪力墙的配筋设计也是至关重要的一环。
钢筋的配置需要满足强度和构造要求。
纵向钢筋主要承受拉力,横向钢筋则起到约束混凝土、提高剪力墙延性的作用。
在地震区,为了保证剪力墙在大震作用下具有良好的耗能能力,通常会对配筋进行加强。
此外,剪力墙的边缘构件设计也不能忽视。
边缘构件包括约束边缘构件和构造边缘构件,它们能够提高剪力墙的端部强度和变形能力,增强结构的抗震性能。
在施工过程中,剪力墙的质量控制同样重要。
混凝土的浇筑质量、钢筋的绑扎和连接等都直接影响着剪力墙的性能。
民用建筑结构设计中剪力墙结构设计分析

民用建筑结构设计中剪力墙结构设计分析摘要:民用建筑结构的设计是一个反复而漫长的过程,如果建筑结构的设计不合理,那么会直接影响民用建筑的整个设计与施工过程。
近年来经济发展,民用建筑如雨后春笋般出现。
其质量结构的好坏对人们生命财产及安全有着重要影响,而目前我国绝大多数民用建筑的结构设计并不完善,设计不够优化导致建筑结构的整体质量不高。
为此,本文对目前民用建筑的结构设计与建筑质量做出了一定的探讨与分析,尤其是民用建筑结构设计中的剪力墙结构设计。
由于剪力墙的结构具有良好的抗震性以及良好的结构高度,因此在建筑设计中被广泛应用。
希望通过本文的研究分析,能够发挥剪力墙结构优异的抗震功能加强,让钢筋连梁部位的设计优化,进一步加强剪力墙结构在民用建筑建设过程中的积极作用。
关键词:民用建筑设计;结构方案;剪力墙结构设计;应用分析探讨引言由于我国的建筑理念与西方国家的建筑理念存在许多差异,而现代化建筑领域要想平稳发展,必须根据时代要求制定详细的设计计划,保证建筑行业在未来发展中顺应时代潮流,提高建筑质量,满足市场要求。
为此我们必须制定相应的建筑结构的计划与策略,而剪力墙结构的刚度与承载力较高较强,其抗压水平也很高,整体上具有很强的优势。
但是在民用建筑行业中,一些工程并没有更好的运用剪刀墙结构,因此民用建筑工程的稳定性也比较差。
为了加强民用建筑工程的稳定性与可靠性,应该逐步将剪力墙的结构设计运用到民用建筑工程中,采取合理合法的手段,提升剪力墙结构的作用与效果,这也可以为民用建筑工程在后期提升经济效益。
一、民用建筑结构设计中的普遍应用类型分析由于建筑结构的设计是按照一定的方式进行的,按照一定的建筑方式建设空间的造型,在这个过程中为了保证建筑结构具有良好的荷载能力,在承受压力时保持相对稳定性,也保障房屋的入住安全,而建筑结构的设计则主要是为了提升建筑内部空间的形式与美感,并希望通过没敢来满足建筑功能的要求。
而最常用的剪力墙结构在民用建筑中应用普遍,为了让剪力墙结构提升承载能力。
建筑工程设计中的剪力墙结构设计分析
建筑工程设计中的剪力墙结构设计分析摘要:在建筑工程建设过程中,结构设计属于整个项目的基础,就相当于人体的骨架。
只有保证了这一环节的科学性、合理性,才能促进整个工程质量的提升。
在社会不断发展过程中,剪力墙作为现代建筑中较为重要的结构形式,得到了较为广泛的应用。
为了最大程度保障剪力墙设计的有效性,文章就剪力墙结构进行了相关概述,同时分析了剪力墙设计的具体措施,以期能够为我国建筑工程剪力墙结构设计作出一点贡献。
关键词:建筑工程;剪力墙结构;设计1 建筑中的剪力墙结构(1)严格意义上来讲,剪力墙又被称为抗震墙或结构墙,其中,主要部分是钢筋混凝土。
在建筑结构设计过程中,采用剪力墙结构能够抵抗自重、使用荷载以及风荷载和地震力造成的水平及竖向力荷载。
就高层剪力墙而言,其主要是以剪力墙结构作为主承受结构,支撑水平和竖向上的荷载和压力。
(2)设计原则分析在建筑尤其是高层建筑住宅结构设计过程中,剪力墙是必不可少的部分,该种结构具有抗侧刚度大、施工操作方便简单等优势。
从剪力墙本身结构来看,其刚度相对较大,小震范围内可保持一定的弹性;如果地震作用相对较大,则连梁耗能以后就会有效吸收地震剪力,然后屈服,在塑性铰的作用下使其协调变形,从而降低剪力墙结构刚度,地震作用也因此而减小。
在结构优化设计过程中刚度较大时,地震抵抗能力就会越强。
在实践中可以看到,剪力墙无限增加,虽然可以增强结构刚度,但是也会增加自身的质量,进而使地震作用扩大化。
在这种情况下,建筑工程项目施工建设费用和成本就会大幅度提升。
因此,剪力墙结构经济性与刚度关系的处理是提高设计质量的关键所在。
具体而言,在剪力墙布设过程中,平面上的各个方向应当保持均匀,而且竖向上的构件切忌中断;查看剪力墙结构试算结果,使结构的位移角接近规范限制,充分发挥剪力墙的抗侧向刚度;核查计算结果,应当能够有效满足周期要求以及规范位移要求,其核查底部的剪力值应当处在合理范围之内。
上述操作的主要目的在于达到结构刚度合适、工程造价合理的目的。
高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略
高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略随着城市化进程的加快和人口的不断增长,高层民用建筑的建设已经成为了城市发展的重要组成部分。
而在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构因其较好的抗震性能和结构稳定性而备受青睐。
本文将从剪力墙结构的设计特点以及优化策略两个方面进行探讨,以期为高层民用建筑的结构设计提供一些参考和指导。
一、剪力墙结构的设计特点1. 抗震性能好剪力墙结构的一个显著特点就是其较好的抗震性能。
剪力墙结构可以有效地抵抗地震引起的水平荷载,从而保障建筑在地震发生时的整体稳定性。
这是因为在地震发生时,建筑结构会受到水平方向的作用力,而剪力墙结构的设置可以在一定程度上减小结构的位移,从而减轻地震对结构的影响,提高建筑的抗震性能。
2. 结构稳定性高剪力墙结构还具有较高的结构稳定性。
在高层建筑中,结构的稳定性是非常重要的,剪力墙结构通过在建筑不同部位设置剪力墙,可以有效地提高建筑的整体结构稳定性,减小结构的变形和振动,保障建筑在使用过程中的安全性和稳定性。
3. 建筑空间利用率高剪力墙结构的设计可以有效地提高建筑的空间利用率。
在建筑结构设计中,通常会考虑到建筑的空间利用率,尤其是在高层建筑中。
而剪力墙结构可以通过在建筑的外围或内部设置剪力墙来实现结构的稳定,而不需要增加大量的柱子或梁,从而提高了建筑的空间利用率。
4. 施工便利剪力墙结构的施工也相对便利。
剪力墙结构相对于其他结构形式来说,其施工过程更加简单,施工难度也较低,从而可以有效地节约施工时间和成本,提高施工效率。
二、剪力墙结构的优化策略1. 合理确定剪力墙布置位置在设计剪力墙结构时,需要合理确定剪力墙的布置位置。
通常剪力墙应该布置在建筑结构的承重墙或外围墙等位置,以确保结构的整体稳定性。
还需要考虑剪力墙的数量和间距,以及结构的布置方式,从而在保证结构稳定性的前提下提高建筑的空间利用率。
2. 采用新型材料和技术在剪力墙结构的设计中,可以考虑采用一些新型材料和技术来进一步优化结构设计。
分析建筑结构设计中的剪力墙结构设计
分析建筑结构设计中的剪力墙结构设计剪力墙结构是建筑结构设计的一种重要形式,它是通过将墙体作为主要抗侧力构件来承担结构荷载,进而实现建筑整体的稳定性、可靠性和安全性。
本文将从以下几个方面对剪力墙结构设计进行分析与探讨。
一、剪力墙结构的基本概念和构造剪力墙结构是指墙体能够承受和传递平面内荷载,在各墙体内部设置钢筋混凝土梁或板,通过墙层之间的连续布局,形成整个建筑结构的稳定性支撑体系。
该结构的主要特点是墙体有一定的厚度,并具有较好的刚性和承载能力,可承受水平荷载的作用,并将其传递到地基及地面。
在剪力墙结构的设计过程中,需要考虑几个重要的因素:首先是墙体的布置形式和数量,这决定了结构的整体形态和布局方式;其次是墙体所承受的荷载大小和荷载矢量方向,这些信息需要在荷载计算中得到精确的反映;最后是墙体的构造方式和材料选择,这直接关系到结构的强度、稳定性和耐久性。
通常情况下,剪力墙结构的墙体主要采用砖混、钢筋混凝土、轻钢龙骨和钢结构等多种材料,其中砖混和钢筋混凝土墙体应用最为广泛。
此外,剪力墙结构还应具备一定的通风和排水功能,以保证空气流通和墙体防潮。
二、剪力墙结构设计的优点和局限性剪力墙结构作为一种常见的建筑结构形式,具有以下几个优点:1. 结构简单:剪力墙结构通过墙体的作用,可以轻松地将水平荷载转移到地基并分散到周围土体中,从而实现了建筑的稳定性和承载能力;2. 施工方便:剪力墙结构的构造简单,施工过程中不需要大型机械设备,可以充分利用普通的砖、灰浆和钢筋等材料,降低建筑成本;3. 经济节能:剪力墙结构不仅能够有效降低墙体外表面积,减少建筑隔热材料的使用,还可以提高建筑的能耗效率,减少对能源资源的消耗。
不过,剪力墙结构设计也存在一些局限性,比如:1. 空间使用限制:剪力墙结构的墙体比较厚,占用了一定的空间,使得建筑内的空间利用率较低,无法满足部分细节设计的需求;2. 构造设计复杂:剪力墙结构的构造方式较为复杂,需要进行精确的荷载计算和力学分析,以保证其稳定性和耐久性;3. 环保性与可持续性:剪力墙结构往往使用大量混凝土、石材等材料,这些材料的生产和运输需要大量的能源,同时也会造成环境污染,不利于可持续发展和环保建设。
建筑工程剪力墙结构设计分析
建筑工程剪力墙结构设计分析建筑工程中,剪力墙是一种常见的结构形式。
剪力墙可以承担房屋在水平方向的荷载,同时还可以提高房屋的抗震性能。
本文将对剪力墙结构的设计分析进行探讨。
一、剪力墙的定义与分类剪力墙是指在建筑结构中,通过在墙体上设置钢筋和混凝土配合使用,形成钢筋混凝土构件来吸收并承担水平荷载(包括风荷载和地震荷载)的建筑构件。
根据使用的材料不同,剪力墙可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢剪力墙和钢筋混凝土压杆剪力墙三种类型。
二、剪力墙的优点1、承载力强:剪力墙能够承受大量的水平荷载,能够保证房屋结构的稳定性。
2、抗震性好:剪力墙可以提高房屋的抗震性能,有效地减少地震时房屋的破坏程度。
3、空间利用率高:剪力墙是墙体承担荷载的一种形式,能够使墙体成为结构一部分,不影响房屋内部的空间利用。
三、剪力墙的设计原则1、墙体应尽可能布满:剪力墙应该避免出现造成剪力墙配筋不均衡的情况。
2、贯通墙体应符合规定:墙体在某些情况下需要贯通,贯通的位置和对流的宽度应符合规定。
3、钢筋合理布置:钢筋应该按一定比例布置在墙体内部,保证墙体的承载能力。
4、尽量避免开窗口:开口对墙体的强度会有影响,因此建议尽量减少开窗口的数量和尺寸。
四、剪力墙结构设计分析剪力墙是一种振动系统,其振动周期和振动模式,取决于房屋的尺寸和框架形式。
在设计剪力墙结构时,需要进行以下几个方面的分析:1、岩土条件:剪力墙必须连接到地基中,因此需要对地基的岩土条件进行评估。
2、荷载计算:剪力墙的设计需要考虑到房屋受到的所有荷载,包括重力荷载、风荷载和地震荷载。
3、结构稳定性计算:剪力墙在承载荷载的过程中需要保持稳定,因此需要进行结构稳定性计算。
4、钢筋布置计算:剪力墙的钢筋布置需要考虑到墙体的厚度和长度,以及荷载的大小等因素。
5、易于施工和检查:剪力墙的设计应当尽可能简化施工程序,以降低成本。
此外,设计还应考虑到墙体内部维护和检查的可能性。
总之,剪力墙是一种适用于各种建筑结构的重要结构形式,其设计需要综合考虑多种因素,并且需要严谨的计算和实验验证。
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浅析民用建筑的剪力墙结构设计
摘要:随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快,尤其是高层建筑的与日俱增和社会对抗震要求的逐渐重视,剪力墙结构在民用建筑中已经得到了越来越广泛的应用。
本文针对民用建筑的剪力墙结构设计进行了浅要的分析。
关键词: 民用建筑;剪力墙;结构设计
一、引言:
随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快,尤其是高层建筑的与日俱增和社会对抗震要求的逐渐重视,剪力墙结构在民用建筑中已经得到了越来越广泛的应用。
与框架结构相比,剪力墙结构更为宽敞、简洁,不仅增加了使用面积,而且使用功能也更好,同时,剪力墙结构也能为住户的自行改造提供一定的灵活性。
本文针对民用建筑的剪力墙结构设计进行了浅要的分析。
二、民用建筑的剪力墙结构设计
1、合理的结构布置
所有民用建筑的结构布置都应尽可能遵循简洁、规则的原则,保证结构的质心与刚心相一致,而对于剪力墙结构来说,剪力墙的方案布置、墙片的大小、墙量的多少均应合理。
因为底部框架剪力墙结构中的剪力墙属于低矮墙,且其抗剪刚度相对较大,所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长,就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象,甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。
所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则,且墙片不宜过长,墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式,而应尽可能采用“一”字平面形式。
同时还应控制好剪力墙的最大间距,以满足规范的要求。
纵向剪力墙还应在外纵轴布置好开窗洞的剪力墙,这样就能大大增强其横向抗倾覆的能力,以避免边柱产生过大的拉力和压力。
2、建筑高度和层数要求
根据资料和研究证明,剪力墙房屋的震害将随着楼层数量的增加而加剧,所以规范对剪力墙结构的建筑高度和层数的限值有着严格的要求。
其中的建筑高度是指室外地面到檐口或主要屋面板板顶的高度,而半地下室则从室内算起,嵌固层刚度比要大于上部结构两倍的半地下室或全地下室则仍应从室外地面算起。
对
于带阁楼的坡屋面则应算到山间墙的一半高度处。
3、抗震要求
根据历次地震的记录,之所以底层框架剪力墙结构会发生严重破坏,究其原因就在于上部层间刚度与底层层间刚度比过于悬殊。
而当地震作用集中到底层时,则因为较上部结构小得多的底层侧移刚度很容易造成非常突出且明显的底层弹塑性变形集中的现象。
所以控制底层与上部侧移刚度比以及全落地剪力墙比率是非常必要的。
对于不同的抗震设防烈度,抗震要求也有一定的区别。
4、底层框架柱网的设置
当剪力墙结构底层为全框架结构形式时,则在内柱横、纵轴线的内、外墙中均应设构造柱或框架柱,且该底部框架结构的柱网间距不宜过大,一般要求控制在七、八米左右,并且框架梁上的悬墙数目也不应超过一道。
从使用功能上来看,通常底框结构的民用建筑大都为商住楼,而该跨度对应的上部即可分割为两开间,无论上部为办公楼还是住宅楼,上述跨度所对应的上部开间尺寸均足以满足非承重砌体结构所能实现的功能,从而可以控制框架梁上仅设置一道悬墙。
与此同时考虑到底部框架梁的横断面高度取值一般应控制在梁跨的1/5~1/8,而如果柱网间距过大,就会使梁断面及其配筋出现非正常现象,而且上部悬墙的数目增加也会加重这种现象。
5、过渡层的设计
对于存在过渡层或转换层的剪力墙结构,比如底层框架剪力墙结构,其过渡层的剪力墙墙体承受地震的倾覆力矩和剪力最大,受力也最为不利。
除此之外,由于在竖向均匀荷载的作用下,过渡层的剪力墙墙体处于拉剪或压剪的应力状态,而一旦有水平荷载作用时,过渡层的剪力墙墙体与普通的落地墙体相比,其水平承载力和抗裂性能都相应降低。
具试验表明,在竖向和反复水平荷载的作用下,过渡层的剪力墙墙体的水平承载力大约会降低两到三成。
而如果按落地墙体的方法来验算其水平承载力,当其托梁高跨比或竖向荷载较小时,就将会过高地估计过渡层剪力墙的抗震承载力,从而造成结构抗震的可靠性降低。
因此过渡层应在每开间设置圈梁和构造柱,以形成弱框架体系,从而增强过渡层传递地震剪力的能力,并大大增加其延性和耗能能力。
6、连梁设计
剪力墙的连梁是一件耗能构件,因此它的剪切破坏将对抗震不利,并会使结构的延性大大降低。
在设计过程中就要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。
所以切忌人为来加大连梁的纵筋,这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求,也不能单纯地认为加大箍筋就一定能保证其强剪弱弯的要求。
因为当连梁不能满足其截面控制条件时,一味盲目地增加箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。
而连梁截面的抗剪计算中,对于那些跨高比大于2.5的连梁,应注意将其剪力设计值乘以增大系数。
三、结语
只有合理的结构体系才能保证建筑结构的经济性和安全性,因此设计人员应当遵循规范的要求以及甲方的需要,来选择合理的结构体系。
而在剪力墙结构设计中,整个体系的剪力墙布置和调整过程就是一个逐步优化的过程,直到按照周边均匀对称的原则将结构体系的位移与刚度趋于最合理,才能使材料发挥最大的效能。
其中的连梁作用不可忽视,其刚度将直接影响整个剪力墙结构的整体刚度。
尤其不可盲目增大某一个或几个构件的刚度,以至于造成薄弱位置转移甚至产生新的薄弱部位。
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