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浅谈短肢剪力墙结构设计

浅谈短肢剪力墙结构设计
浅谈短肢剪力墙结构设计

浅谈短肢剪力墙结构设计

摘要:随着时代的发展,建筑住宅的设计也在不断迎合人们的需要,大空间、自由分隔都是现在设计的主流。在结构上,如果结构型式选用普通框架,既不美观,也很影响使用;如果结构型式选用的是普通剪力墙结构,空间又无法达到人们的要求。通过结构设计人员不断的探索和实践,将剪力墙融合框架优点,形成了更适合小高层及多层的结构型式,即短肢剪力墙结构。列出短肢剪力墙的各种界定标准;简述短肢剪力墙与异型柱的区别;分析上部为短肢剪力墙下部为框支转换层的混合结构的结构体系;采用短肢剪力墙结构所需要注意的几点问题。

关键词:短肢剪力墙结构与异型柱的区别;混合结构

随着时代的发展,建筑住宅的设计也在不断迎合人们的需要,大空间、自由分隔都是现在设计的主流。在结构上,如果结构型式选用普通框架,既不美观,也很影响使用;如果结构型式选用的是普通剪力墙结构,空间又无法达到人们的要求。通过结构设计人员不断的探索和实践,将剪力墙融合框架优点,形成了更适合小高层及多层的结构型式,即短肢剪力墙结构。短肢剪力墙结构定义为墙肢的长厚比为5-8的特殊剪力墙结构。常见的短肢剪力墙有:“T”、“L”、“十”、“Z”及“一”型的。

1 短肢剪力墙的优点和缺点

短肢剪力墙结构与普通剪力墙结构相比,有自重较低的优点,普通剪力墙一般自重在13~16KN/m2,,而短肢剪力墙结构自重一般为10~12KN/m2,,上部自重减轻可使基础费用降低;除了自重,短肢剪力墙的造价也较低,一般15层左右剪力墙结构用钢量约为65kg/m2,而采用短肢剪力墙结构时,用钢量约为53kg/m2;有优点也不能忽略其缺点,比如会增加工程的综合造价,还有短肢剪力墙结构的抗震性能较差,所以在地震区高层住宅中,剪力墙不宜过少,墙肢不宜过短,必须设置一定数量的普通剪力墙。

因而,在选择结构型式时,必须因地制宜,扬长避短。

2 短肢剪力墙的界定

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.8条的文字解释:“1、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。

SATWE根据规范对如何判定短肢剪力墙做了内部标准:1)对于L形、T 形等双肢剪力墙,只要有一个方向的墙肢的长度与其厚度之比大于8,就不判断为短肢剪力墙。2)对于墙肢数量大于2的多肢剪力墙(如十字剪力墙等),无论其墙肢长度与其厚度之比是否大于8,程序均布判断为短肢剪力墙。

短肢剪力墙结构设计的特点和注意事项

短肢剪力墙结构设计的特点和注意事项 【摘要】文章主要从结构设计需要注意的事项出发,详细介绍了短肢剪力墙设计在建筑设计中的特点,和在大体结果设计中应主要的问题及不应忽视的重要问题,短肢剪力墙结构是当前小高层建筑结构设计中一种根据剪力墙结构进行改进后的设计方式,其改进的目的是为了更好的适应人们对于建筑内部空间应用的需求,使建筑内部的平面空间更大,室内空间应用更加灵活和高效,满足了现代城市居民对建筑室内设计的要求。 【关键词】短肢剪力墙;设计特点;注意事项 前言 近些年来,在现代城市的建设中,小高层以其独特的优越性成为当前住宅建筑中最受欢迎的建筑结构形式,其优越性主要体现在土地利用率高,相对开发成本低,舒适性和便利性更强,户型也更加多样等几方面。尤其是采用短肢剪力墙结构的设计方式进行施工的小高层,更大程度了满足现代都市人对于住宅建筑内部更高的空间利用率和更灵活多样的室内设计的需求。短肢剪力墙结构,是在普通剪力墙结构的基础上根据人们对建筑日益增长的需求而发展而来的,并且逐渐成为现代小高层建筑结构设计中的主要设计方式。 1.短肢剪力墙结构体系的优点 随着短肢剪力墙结构体系在小高层建筑结构设计中的广泛应用,可以从实践中看出该结构体系的优点主要体现在满足小高层建筑的功能需求和满足结构设计需求这两大方面。 首先,在建筑功能方面,短肢剪力墙的墙肢设计是与填充墙的厚度相同的,且短肢剪力墙与各个墙体之间的梁的连接是处于墙体的竖立平面内的,这就很好的实现了框架结构中梁柱外露的问题;在短肢剪力墙结构的施工中,大都是采用的较为轻质的建筑材料,以减少结构的负重荷载;短肢剪力墙由于其自身特性而在一定程度上增大了施工难度,但其能够很好的扩大建筑内部的有效使用面积,因此,仍然是具有很大推广价值的。 其次,在结构设计方面,短肢剪力墙结构要比普通框架-剪力墙具有更好的隐蔽性,使墙肢与梁可以隐藏在墙体内,方便了用户对内部结构的灵活设计应用。且在设计中,短肢剪力墙对于墙的数量和肢长的确定也更加灵活,可以通过计算建筑的抗侧力需求来确定数量的多少以及肢长的长短,同时,墙体刚度的大小和刚度中心位置的确定,也都可以根据实际情况灵活调整,使建筑结构设计更加贴合实际的需要。 另外,在小高层住宅结构设计中,短肢剪力墙与常用的普通剪力墙体系相比,其具有的特点主要体现在以下几点:充分利用墙肢的承载能力,避免传统剪力

剪力墙结构设计注意要点

剪力墙结构设计要点 整体规定 ◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时,应专门研究 (说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度) ◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度抗震时,按本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时,应专门研究 ◆结构的最大高宽比: A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6 ◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响; 其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响

◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0 ◆平面规则检查,需满足: 扭转:A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板:有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50% 开洞面积≤该层楼面面积的30% 无较大的楼层错层 凹凸:平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30% ◆竖向规则检查,需满足: 侧向刚度: 除顶层外,局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25% 楼层承载力:A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(宜)≥相邻上一层的80% 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力(应)≥相邻上一层的65% B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(应)≥相邻上一层的75% (说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和) 竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递 ◆水平位移验算: 多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120 ◆舒适度要求: 高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最

浅谈剪力墙结构优化设计

浅谈剪力墙结构优化设计 发表时间:2017-05-25T11:39:07.513Z 来源:《基层建设》2017年4期作者:王志华 [导读] 摘要:剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用,我们在施工设计中应根据具体的要求,选择最合适的优化,这样才能有效地保证我们工作的开展。 石家庄天大卓然建筑设计规划研究中心 050000 摘要:剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用,我们在施工设计中应根据具体的要求,选择最合适的优化,这样才能有效地保证我们工作的开展。 关键词:高层建筑;剪力墙结构 1、引言 剪力墙结构由于其自身的特点而在高层建筑中获得了非常广泛的应用,但是,随着2010年新的规范颁布,在高层建筑中剪力墙设计遇到了很多的新问题,这些问题困扰了我们工作的开展。那么如何适应新的标准、要求?这就需要我们做好高层建筑中剪力墙结构的优化设计,通过这一优化过程,我们不仅能够解决以往的问题,还能够使其获得更为广泛的应用。 2、剪力墙的概念、种类及设计原则概述 2.1剪力墙的概念 通常为了使框架结构更好的承受因荷载导致的内力以及更好的控制结构水平力,我们会将框架结构之中的梁柱使用钢筋混凝土墙板来代替,在这一过程中所采用的钢筋混凝土墙板结构就是剪力墙结构。在高层建筑中,剪力墙结构受到了广泛的应用。 2.2剪力墙种类 认识剪力墙的种类对于帮助我们优化设计意义重大,剪力墙的种类可以分为:整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙。其中整截面墙指的是其墙面上没有洞或者有洞但是洞口相较与墙面积而言较小。一般来说,后者的洞口面积与总面积的比值要小于16%,此外,洞口长边尺寸均小于洞口净距及洞口至墙边的净距。这种整截面墙的受力性能与整体悬臂构件比较相似,它的向应力一般是按照线性分布的,所以在进行设计的过程中我们要注意把竖向的钢筋分置于墙肢的两端部位。整体小开洞墙的洞口相对整截面墙要大些,而且其洞口是上下对齐并按照列来进行布置的,这就产生了较为清晰的墙肢与连梁,而且这种墙肢与连梁的刚度相对是比较均匀的。此外,我们可以将整体悬臂构件作为参考来认识这种剪力墙的受力性能。联肢墙的洞口较大,超过了总面积的16%,且这些洞口按照竖向排列。它的各个墙体之间的连接是有连梁来完成的,其墙肢单独作用比较明显,在连梁的中间部位会有反弯点。 2.3剪力墙在设计过程中应遵循的原则 剪力墙在设计过程中应遵循的原则有:首先其必须要满足位移限值与性能的双重要求,并保证安全与性价比并重;其次,在满足上一点的情况下,我们要尽可能的减少剪力墙的数量,不过要注意的是,数量上依然要满载在基本振型地震作用下,其承受的地震倾覆力矩不小于结构总地震倾覆力矩的50%;最后,其所承担的剪力要大于总剪力的20%。 3、高层建筑剪力墙的特点 高层建筑中,由于高层建筑好比一个放置在嵌固在某个开孔的巨型悬臂梁,这就使得其不仅要保持稳定,还要做好风载的承受工作,这样才能保证建筑内的稳定。所以高层建筑中剪力墙截面墙肢的长度要比其厚度大很多;平面内的刚度以及承载力非常大;平面外的刚度以及承载力相较于平面内却小很多;墙肢是偏心受压构件或者偏心受拉构件;剪力墙结构中,墙作为平面构件不仅要承担者弯矩以及水平剪力,同时好会受到竖向的压力;针对地震以及风载的刚度要求以外,建立架结构还应满足在非弹性的变形反复循环下的延性以及能量耗散等要求。此外,高层建筑中随着高度的增加,位移增加最快,弯矩次之。因此剪力墙还需要很大的康侧刚度,避免高层建筑因水平荷载导致变形过大。 4、在高层建筑中剪力墙结构设计优化的具体措施 剪力墙的设计优化可以从结构设计和结构计算两个方面进行。其中针对高层建筑剪力墙设计方面的优化有剪力墙要沿主轴方向进行双向的设置;截肢面不宜过于复杂;针对比较长的剪力墙要进行合理的开洞口设计;控制好剪力墙平面外的弯矩;剪力墙在从上到下不过程中要避免刚性突变;做好结构分析的工作,对各种因素进行综合的分析。而针对高层建筑剪力墙结构计算方面的优化要基于以下几点:满足露出最小剪力系数的调整原则;满足楼层间最大层间的最大位移和高比值的调整原则;满足以结构扭转为主的第一自振周期Tt和平动为主的自振周期T1之比的调整原则等。以下是在高层建筑设计中关于剪力墙设计优化的一些具体实现。 (1)针对刚度、独立小墙肢的优化 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定要求,我们要严格做好墙肢轴压比以及配筋等的限制工作。在具体的设计中,我们可以通过合并洞口等方式来减少独立小墙肢,或者可以通过对剪力墙的合理布置使其变为墙体的翼缘,这样可以有效地改善其受力状态。 (2)高层建筑中转换层结构的设计的优化 建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同,该楼层上部与下部采用不同结构(设备)类型,并通过该楼层进行结构(设备)转换,则该楼层称为结构(设备)转换层。目前的高层建筑多为低层商用,上部住宿的多功能要求,在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间,往往需要加设转换层进行转换处理。由于高层建筑转换层的特点导致了我们在对其进行上下衔接的时候务必要处理好内力的传递,这就使得其结构较为复杂,需要我们在剪力墙结构优化设计的时候认真对待。 (3)对于剪力墙连梁设计的优化 在高层建筑中,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,针对连梁高跨比的不同,其截面受剪承受力也会有所不同。因此,我们设计中要对连梁做出塑性的调幅,达到减小低剪力设计值的目的。在设计中我们可以使用两种方法来实现:在计算内力之前先折减连梁的刚度;在计算以后把连梁弯矩与剪力的组合值和折减系数进行相乘。不论哪种方法,我们都要保证剪力值不小于使用值,否则在地震时容易出现裂缝。 (4)对底部加强部位设计的优化 在高层建筑的剪力墙结构中,底部加强部位的高度可以选取嵌固部位以上墙肢总高度的1/10和底部两层高度二者的较大值;底部带转换层的高层建筑结构,其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上2层的高度及墙肢总高度的1/10二者的较大值。

短肢剪力墙定义

短肢剪力墙定义 短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢横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。 短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计 异形柱随着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、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对住宅空间的要求。于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即”短肢剪力墙结构”和”异形柱框架结构”型式。 1 短肢剪力墙结构 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,常用的有”T”字型、”L”型、”十”字型、”Z”字型、折线型、”一”字型。 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,可隐蔽; 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。 对短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法,前者如建研院的TBSA、TAT,广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清华大学的TUS,广东省建院的SSW等。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况,精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广,但对墙肢较长的短肢剪力墙,应该用空间杆-墙组元程序进行校核。 在进行以上分析后,按《高层建筑结构设计与施工规范》进行截面与构造设计,相对于异形柱结构,短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟,但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。 (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

浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用 经济的不断发展,使得我国的建筑行业得到了更好的发展,建筑行业在不断发展的过程中,要面临的问题也在不断的增多,现在建筑不仅仅要满足人们的居住需求,同时也要满足人们对建筑功能的要求。建筑业在不断发展的过程中,结构也在不断发生着改变,为了满足不同建筑在形状上的不同,在进行设计的时候一定要做到更加满足人们的需求。新的结构模式在不断的出现,这使得建筑结构设计要不断进行创新,剪力墙结构设计在建筑结构中得到了应用,但是在应用的时候,也要不断进行改进。 标签:剪力墙结构设计;建筑;应用 在很多的建筑结构设计中都应用了剪力墙结构设计,这是因为剪力墙结构在性能上有更好的抗震性,同时在刚度上也是非常好的。在进行高层结构设计的时候,剪力墙结构得到了更为广泛的应用。但是在建筑结构设计中,对剪力墙的位置和布置以及尺寸大小,是否符合施工在很多方面并没有明确的规定,这样就使得在进行设计的时候,设计人员只能根据自身的经验来进行设计,同时在进行在对建筑结构进行设计的时候,不可避免的会遇到一些问题,对出现的问题进行更好的解决,才能确保设计的合理性。 1 剪力墙结构设计遵循的基本原则 在建筑设计中进行剪力墙的设计要遵循一定的设计原则,而且在进行设计的时候一定要严格满足这些要求。在进行剪力墙设计的时候,墙高和墙宽是要注意的首要问题,在进行设计的时候经常会出现强面非常大,在厚度上却是非常小,这样在受力方面是存在着一些问题的,同时在进行设计的时候,一定要对建筑中的区分好剪力墙和柱的作用,在肢长和厚度之间是存在一定比值的,当比值小于三的时候就要进行柱的设计,当比值大于三的时候才能进行剪力墙的设计。剪力墙在设计的时候,不仅仅要承担水平面的受力,同时要承受竖向的压力。剪力墙作为一个平面的构件,在弯矩和剪力的综合作用下是要承受很大的作用力的,而且在水平力的作用下,使得剪力墙的强度一定要满足要求,同时要具有一定的延性。剪力墙在使用的时候是要承受一个平面内最大的刚度和承载力的,这样就使得平面外的刚度和承载力相对是较小的。同时在剪力墙和平面外的梁相连接的时候,一定会造成墙肢在平面外出现弯矩的情况,这样就一定要采取相应的措施来进行防范,保证剪力墙在平面也可以是非常安全的。剪力墙在进行设计的时候,要进行设计方面的计算,在竖向和水平力的作用下,要对结构进行整体的分析,保证设计出来的墙体在受力的时候也可以保证能够承受荷载。剪力墙在进行计算的时候,还要对宽度和剪力墙之间的距离进行充分的分析,这样才能更好的确保建筑物的使用效果。 2 剪力墙的特点分类 在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计,这要是因为剪力墙在使用的时候表

短肢剪力墙的定义

短肢剪力墙的定义 一、短肢剪力墙的定义 (1)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; (2)高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构; (3)短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。 二、短肢剪力墙的界定方法 规程相关规定:《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.2条规定了高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并且应符合一系列规定。第7.1.3条规定了B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑,不应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。 短肢剪力墙结构的必要条件:抗震设计时,短肢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%。 短肢剪力墙结构的下限:当短肢墙较少时,如短肢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。 B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑,即使置筒体,也不能采用。

其最大适用高度比高规表4.2.2-1中剪力墙结构的规定值适当降低,且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m。 如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。 短肢剪力墙结构,其首先应是全剪力墙结构。 短肢剪力墙结构中,应有足够的长肢剪力墙。 如果把短肢墙看成异形柱,则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征。 当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后,才能在软件总信息参数的结构体系中,定义结构为短肢剪力墙结构。 当采用壳元模型时,应加细单元的划分。(宜把默认的2改为1)短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元(TAT)可能更合适。因短肢墙的模型更符合薄壁杆元模型,采用壳元则有单元划分不细的问题。 三、短肢剪力墙的与异形柱的区别 对于12~16层的小高层建筑结构,采用既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理。所以短肢剪力墙结构得以普遍应用。 短肢剪力墙的受力、变形特征,类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、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。 1、短肢墙与异形柱的区别 截面尺寸:

朱炳寅 对剪力墙的认识与把握

朱炳寅对剪力墙的认识与把握 ?对剪力墙的认识与把握 1、规范对剪力墙的相关规定 1)剪力墙的划分:依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002(以下简称:“高规”)的相关规定,各类墙肢截面高宽比(截面高度与厚度的比值,即 / )见表1。 表1 各类剪力墙的墙截面高宽比 剪力墙分类一般剪力墙短肢剪力墙超短肢剪力墙柱形 墙肢 剪力墙截面高宽比>8 8≥ ≥5 5>>3 ≤3说明:表中“超短肢剪力墙”、“柱形墙肢”是笔者为便于区分不同情况而划分的。 2)关于短肢剪力墙:短肢剪力墙较多的剪力墙结构的设计要求见表2。 表2 短肢剪力墙较多的剪力墙结构的设计要求 序号项目规定 1 结构的最大适用高度H (抗震与非抗震)比剪力墙适当降低,且7度H≤100m、8度H≤60m 2 筒体和一般剪力墙承受的 第一振型底部地震倾覆力矩≥0.5 为结构总底部倾覆力矩 3 短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙提高一级 4 短肢剪力墙的轴压比抗震等级为一、二、三级时分别不宜大于0.5、0.6 和0.7; 无翼墙或端柱时其轴压比限值降低0.1 5 抗震设计时,短肢剪力墙除底部加强部位外的各层剪力设计值增大系 数一级1.4、二级1.2 6 抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的最小配筋率底部加强部 位1.2% 其他部位1.0% 7 短肢剪力墙的最小截面厚度 200mm 8 7度和8度抗震设计时短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面 外不宜布置与之单侧相交的楼面梁 2、对规范规定的理解与认识 1)“混凝土规范”规定>4时,按剪力墙要求设计; 2)对于≤3的剪力墙墙肢,规范规定按框架柱进行截面设计。注意:此处规范规定的是“按框架柱进行截面设计”,就是在抗力设计时,采用柱截面计算的原则来确定墙肢的,其他要求同墙。有文献提出墙肢的轴压比也按框架柱要求。比较可以发现,在抗震等级相同时,规

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

浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 随着经济社会的快速发展,我国建筑设计水平也不断提高。当前随着城市化进程的不断加快,城市资源的日益紧张,这都给建筑结构设计带来严峻挑战。剪力墙本身的刚度较大,整体性也较好。剪力墙能够具有良好的抗震性能,同时它的价格成本也比较低廉,因而被广泛地应用于高层混凝土建筑中。在今后发展过程中设计人员只有不断加强剪力墙结构的应用,才能满足实际要求。 标签:建筑结构;剪力墙结构设计;应用 1、剪力墙结构设计原则 在剪力墙结构设计过程中,剪力墙要按墙肢截面高度与其厚度的比值判断其类型,按柱或者按双向受压构件进行设计。剪力墙既要达到一定的刚度,还要具有一定的变形性能和延伸性能。高层建筑剪力墙结构会承受多方面的荷载与压力,一方面要承担水平剪力和弯矩,另一方面要承擔建筑物的竖向压力。剪力墙在承受弯矩、轴力和剪力等多种力的荷载状态下工作,设计师在设计剪力墙时要考虑到剪力墙的弯曲性能和延伸性,这样既可以提升建筑物的抗震性能,同时还能够避免脆性对建筑物造成的影响。剪力墙在设计的时候要切忌与平面外进行搭接,若必须进行搭接时,需要采取相应措施,以确保剪力墙的平面安全。 2、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 2.1剪力墙结构的合理布置 剪力墙结构设计中,必须沿主轴方向双向均匀布置,两个方向抗侧刚度不应有较大差别,不宜采用单向方式进行布置。在设计时应当注意刚度的中心应尽量与质量中心相近,以尽可能的减小地震带来的结构性扭转。在对剪力墙进行结构性布设时,墙肢的选择上以T型和L型为宜,而不应该选择“一”字型的墙肢。 为了减轻剪力墙结构的自重,同时达到加大建筑空间的目的,剪力墙的布置应以满足规范的侧移限制为好,而不应一味的顺应刚度需求,而使得剪力墙设计的布置过于密集。在进行剪力墙设计时,竖向刚度必须匀称,由下到上的连续布置,可以根据高度的不同对剪力墙的厚度以及混凝土等级进行相应的调整。同时,剪力墙上必须布置洞口,尽量成排排列,这样就能够形成明确的墙肢和连梁,使得应力分布较为均匀,同时尽可能的符合计算简图,使得设计结果的可靠度较高。 2.2科学确定剪力墙结构的设计厚度以及长度 在开展剪力墙结构设计工作时,应当科学的确定其厚度以及长度。其中在厚度设定方面,根据相关抗震规定要求,在建筑抗震等级大小在一、二级的情况下,剪力墙结构的底部加强墙厚应当设置在两百毫米左右,同时要求其应超过楼层高度大小的十六分之一,同时其它地方的墙厚需要维持在160毫米左右。在开展设

短肢剪力墙结构相关规定与设计

短肢剪力墙结构相关规定与设计 摘要本文针对住宅中工程短肢剪力墙结构的设计中的几点注意事项作了阐述,供大家参考。 关键词短肢剪力墙;结构设计 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)中规定:短肢剪力墙是指墙截面高度与厚度之比为5~8倍剪力墙结构,且墙后不小于 200 mm。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,随着人们对住宅与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、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。在这样的情况下,由于钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有墙肢可灵活布置,房间内无露梁露柱的现象,给建筑较大的灵活空间,剪力墙数量较少,减轻了自重,减小了水平地震作用,降低了钢筋混凝土的用量等优点,因此得到了广泛运用。 1 短肢剪力墙 1)短肢剪力墙高厚比的要求:①短肢剪力墙与一般剪力墙的区分。《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)中7.1.2条规定,短肢剪力的高厚比是5~8,而一般剪力墙的高厚比大于8;②短肢剪力墙与异型柱的区分。《异型柱规范》中7.1.1条规定,异型柱是截面几何形状为L形、T形和十字形,且截面各肢的高厚比不大于4的柱,这样就与《高规》中7.1.2条的规定出现不衔接的情况,即墙肢高厚比在4~5之间的构件应按异形柱设计还是按短肢剪力墙设计?《混凝土规范》中l0.5.1条规定,当构件截面的长边大于其短边的4倍时,宜按墙的要求设计。 2)短肢剪力墙的判定在实际中,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。PKPM(结构计算软件)规定,短肢剪力墙必须是不超过两个墙肢且每个墙肢高厚比都小于8的剪力墙,软件按此定义搜索和判断短肢剪力墙。 2 短肢剪力墙的受力特点 目前,对于短肢剪力墙为何定义为墙肢高度比为5~8的剪力墙并没有明确说明理由事实上,短肢剪力墙介于联肢墙与异形框架柱之间,它属于联肢墙的一种界限情况,与一般的联肢墙相比,它的墙肢截面高度要短一些,但它仍属于剪力墙的范畴。下面以双肢墙为例来说明短肢剪力墙的受力特点。它由两个T 形截面的墙肢和一系列连梁组成的联肢墙。设水平荷载在离墙底为z的高度处产

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 deformation

剪力墙结构的规范理解及短肢剪力墙判定

剪力墙结构的规范理解及短肢剪力墙判定 摘要:剪力墙又称为抗风墙和结构墙,房屋或者构筑物中主要承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载的墙体,防治结构剪切破坏。本文根据笔者多年的工程经验,对剪力墙结构设计的一些心得跟大家分享一下。 关键词:剪力墙结构;规范;短肢剪力墙判定 前言 高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载,还要抵抗地震作用,在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,通常可以忽略;而在高层建筑中,水平荷载和地震力的作用将成为高层建筑剪力墙的控制因素。随着建筑高度增加,位移增加最快,弯矩次之。因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力,而且需要较大的抗侧刚度,以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。剪力墙结构承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置。 一、对于规范的理解 (1)《高规》7.1.2条和7.13条是针对短肢剪力墙结构中的短肢剪力端和一般剪力墙提出的具体要求,对于一般剪力墙结构中的短肢剪力墙不执行本条规定: ①从构件的概念解读规范,《高规》7. 1.2条注:短肢剪力墙是指墙肢截面高度(即水平截面的长度)与厚度(即水平截面的宽度)之比为5~8的剪力墙二般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。 ②从结构的概念解读规范,《高规》7.1.2条称:短肢剪力墙较多时,形成舰肢剪力墙与简体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结些、构,称为较多短肚的剪力墙结构,俗称短肢剪力墙结构。 (2)高层建筑设计中,我们应合理进行抗侧力构件布局,剪力墙布置不宜过少,墙肢不宜过短,不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑,应采用短肢剪力墙与筒体(一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构体系。 (3)采用较多短肢的剪力墙结构体系时,其最大适用高度要适当降低,Ⅶ度和Ⅷ度抗震设计时分别不应大100m和80m.根据抗震设计规范的精神,Ⅳ类场地上的结构,最大适用高度还应适当降低。 (4)抗震设计时,要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的50%,形成多道抗震防线。主要抗侧力构件—筒体(或一般剪力墙)布置时应注意整个结构刚度的均衡性,不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应,同时筒体要有足够的刚度,其平面尺寸不宜过小。

短肢剪力墙结构设计问题分析

短肢剪力墙结构设计问题分析 发表时间:2012-12-04T14:32:49.873Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年7月供稿作者:邱进锋 [导读] 对于高层住宅,采用框架结构时,柱的局部突出而影响结构的平面布局和美观效果。 邱进锋广东中誉设计院有限公司 511515 摘要:短肢剪力墙结构,准确应称其为较多短肢的剪力墙结构,它有利于住宅建筑的布置,又可进一步减轻结构自重,从而降低了基础及上部结构的造价,深得建筑发展商的青睐,得到了广泛的应用。 关键词:短肢剪力墙结构设计设计要求 随着我国住宅的大量建设和发展,一种近年来在住宅中应用较多的结构形式——短肢剪力墙结构,以其结构的自重轻,建筑布置灵活,经济性价比高,而得到广泛的应用,但是由于短肢剪力墙抗震性较差,地震区应用经验相对不多,考虑高层住宅建筑的安全性,我国结构规范中明确指出,不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑,要求设置剪力墙筒体或一般剪力墙,形成共同抵抗水平力的结构。 1 短肢剪力墙的定义及其特点 对于高层住宅,采用框架结构时,柱的局部突出而影响结构的平面布局和美观效果。采用一般剪力墙结构,很难满足底部有停车场等公共设施的建筑需求。同时,对于小高层住宅来说,采用小高层往往使结构刚度加大,有效质量也随之加大,从而使得地震作用较大。短肢剪力墙结构克服了上述缺陷,依据自身的平面灵活性来调整结构的理想刚度,形成了一种短肢剪力墙为主的“短肢”剪力墙结构体系。 短肢剪力墙是剪力墙的一种,通过采用 T 形、L 形、十字形等的墙肢。这些墙肢主要分布于房间分隔墙的交点处,并视抗侧力的需要和分隔墙形式而布置适当数量的各种形式的短肢墙,并在各墙肢处布置连梁,把这些短肢墙连结成一个整体,而未利用部分的剪力墙中的间隔墙则用轻质砌体填充。短肢剪力墙的主要特点有: (1)墙肢较短,具有较强的灵活性及可调整性,容易满足建筑空间和平面布局的要求 (2)墙的数量可多可少,墙肢可长可短,主要由抗侧力需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置; (3)造价相对普通剪力墙结构低,满足建筑节能的要求; (4)可开较大的洞口,建筑可获得较好的采光和通风效果;轻质砌体代替减少了的剪力墙,减小结构整体刚度,减轻结构自重,降低地震作用 (5)墙肢高宽比较大,故水平荷载作用下墙体的破坏一般外弯曲破坏,属延性破坏; (6)连梁跨高比较大,以弯曲破坏为主,地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰,耗能性能较好; (7)合理的短肢剪力墙设计可使墙的承载力得到充分的发挥,灵活的调整性很容易使得结构的质心与重心接近或重合。 2. 短肢剪力墙的设计要求 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)(以下简称《高规》)条文说明中对短肢剪力墙的评价是抗震性能较差,地震区应用经验不多。为安全起见,《高规》7.1.2 条和7.1.3 条对短肢剪力墙的设计要求、应用范围以及加强措施提出了较一般剪力墙更为严格的规定。 2.1 《高规》7.1.2条和7.1.3条是针对短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙和一般剪力墙提出的具体要求,对于一般剪力墙结构中的短肢剪力墙不执行本条规定。 (1)从构件的概念解读规范,《高规》7.1.2条注:短肢剪力墙是指墙肢截面高度(即水平截面的长度)与厚度(即水平截面的宽度)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。 (2)从结构的概念解读规范,《高规》7.1.2条称:短肢剪力墙较多时,形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,称为较多短肢的剪力墙结构,俗称短肢剪力墙结构。 2.2 高层建筑设计中,我们应合理进行抗侧力构件布局,剪力墙布置不宜过少,墙肢不宜过短,不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑,应采用短肢剪力墙与筒体(一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构体系。 2.3 采用较多短肢的剪力墙结构体系时,其最大适用高度要适当降低,7 度和 8 度抗震设计时分别不应大于 100m 和6 0 m 。根据抗震设计规范的精神,Ⅳ类场地上的结构,最大适用高度还应适当降低。 2.4 抗震设计时,要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的 5 0 %,形成多道抗震防线。主要抗侧力构件——筒体(或一般剪力墙)布置时应注意整个结构刚度的均衡性,不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应,同时筒体要有足够的刚度,其平面尺寸不宜过小。设计时,为确保水平力可靠传递,我们可以将核心区楼板适当加厚,与核心筒相连的连梁按强剪弱弯原则设计,使其具备一定的耗能作用。 2.5 抗震设计时,应加强短肢剪力墙结构体系抗震构造措施,尤其是抗震薄弱部位的墙肢,如减小墙肢的轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率,避免地震产生扭转效应时,使已有的翘曲变形的加剧导致墙肢首先开裂。《高规》7.1.2 条规定:短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用(本条规定的理解应为:短肢剪力墙结构中的短肢剪力墙抗震等级要提高一级采用,该体系中的非短肢剪力墙不用提高抗震等级;并不是所有剪力墙结构中的短肢剪力墙都要提高等级,要形成“短肢剪力墙结构”的短肢剪力墙才需按《高规》 7.1.2 条规定执行)。 2.6 短肢墙受力应以承担竖向荷载为主,承担水平荷载为辅,其截面尺寸要适当。短肢墙截面不宜过小,墙肢截面高度与厚度之比应在 5~8 之间;当墙肢截面高度与厚度比小于等于 3 时,应按柱的要求进行设计;设计时短肢墙厚度不应小于200mm;短肢墙的截面尺寸还应满足《高规》7.2.2 条的相关要求。短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于 0.5、0.6、0.7,对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,因其延性更为不利,轴压比限值要相应降低 0.1。 3 短肢剪力墙的设计建议 研究表明,建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部外围的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应,建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂;在地震作用下,高层短肢剪墙结构将以整体弯曲变形为主,底部外围的小墙肢,截面面积小且承受较大的竖向荷载,破坏严重,尤其是“一”字形小墙肢破坏最严重;在短肢剪力墙结构中,由于墙肢刚度相对较小,使连梁受剪破坏的可能性

剪力墙结构设计计算要点和实例

剪力墙计算 第5章剪力墙结构设计 本章主要内容: 5.1概述 结构布置 剪力墙的分类 剪力墙的分析方法 5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 整体剪力墙的计算 整体小开口剪力墙的计算 5.3联肢剪力墙的计算 双肢剪力墙的计算 多肢墙的计算 5.4壁式框架的计算 计算简图 内力计算 位移的计算 5.5剪力墙结构的分类 按整体参数分类 按剪力墙墙肢惯性矩的比值 剪力墙类别的判定 5.6剪力墙截面的设计 墙肢正截面抗弯承载力 墙肢斜截面抗剪承载力 施工缝的抗滑移验算 5.7剪力墙轴压比限制及边缘构建配筋要求 5.8短肢剪力墙的设计要求 5.9剪力墙设计构造要求 5.10连梁截面设计及配筋构造 连梁的配筋计算 连梁的配筋构造 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

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。 11、剪力墙的开洞:在剪力墙上往往需要开门窗或设备所需的孔洞,当洞口沿竖向成列布置时,根据洞口的分布和大小的不同,在结构上就有实体剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙、壁式框架等。

浅谈高层剪力墙结构的设计

2010年第08期(总第123期) 沿海企业与科技 COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE&TECHNOLOGY NO.08,2010 (Cumulatively NO.123)浅谈高层剪力墙结构的设计 刘拥军 [摘要]城市离不开建筑,建筑又是创造生活的一种手段。如今,高层建筑已成为城市建筑、地域生活的主流。文章从剪力墙结构设计的基本概念谈起,浅谈剪力墙结构受力特点和设计的若干建议,以供设计者参考。 [关键词]高层结构;剪力墙;受力;设计 [作者简介]刘拥军,广西城乡规划设计院助理工程师,研究方向:结构设计,广西南宁,530022 [中图分类号]TU973.31[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2010)08-0103-0002 一、引言 随着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,普通框架结构和框架—— —剪力墙的露柱露构件对建筑空间的严格限定与分隔己不能满足人们对住宅空间使用和立面美观的要求。纯剪力墙结构既可以保证结构的安全可靠性,又可以使室内空间合理墙面平整,所以高层建筑结构中便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,但比框架结构的刚度分配、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,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。基于这种情况,本文将浅谈高层剪力墙结构受力特点和设计的若干建议。 二、剪力墙结构的受力特点 剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构,承受竖向荷载和水平荷载,是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大,在水平荷载作用下,侧移较小;因此这种结构抗震及抗风性能都较强,承载力要求也比较容易满足,适宜于建造层数较多的高层建筑。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;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。剪力墙主要承受两类荷载:一类是楼板传来的竖向荷载,在地震区还应包括竖向地震作用的影响;另一类是水平荷载,包括水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。在竖向 荷载作用下,各片剪力墙所受的内力比较简单,可按照材料力学原理进行。在水平荷载作用下,剪力墙的内力和位移计算则比较复杂。理论分析和试验研究表明,在水平荷载作用下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。不同类型的剪力墙,其相应的受力特点、计算简图和计算方法也不相同,计算其内力和位移时则需采用相应的计算方法。整体剪力墙如一根悬臂杆件,在墙肢整个高度方向上,弯矩图既不发生突变又不出现反弯点,变形曲线以弯曲型为主;小开口墙与双、多肢剪力墙,在连梁高度处的墙肢弯矩有突变,但在整个墙肢的高度方向上,它没有或仅仅在个别楼层才出现反弯点,剪力墙的变形曲线依然以弯曲型为主。总之,剪力墙的受力需具体情况具体分析,应按能反映其性态的结构体系计算。 三、剪力墙设计的建议 剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置;抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。遵循这样的规范原则,剪力墙的布置:(1)遵循均匀、分散、对称和周边的原则。(2)剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。(3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及楼(电)梯处。(4)在平面布置上尽可能均匀、对称,以减小结构扭转;不能对称时,应使结构的刚度中心和质量中心接近。(5)在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚 103

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