高层建筑剪力墙结构设计
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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。
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构,本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项;汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。
随着社会进步,科技发展,人们对住宅的功能要求越来越丰富,建筑设计越来越符合功能和审美的要求;为实现建筑的要求,结构选型主要与其使用功能直接相关,同时拟建场地的地理位置,抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。
为了进一步提高土地利用率,建设单位倡导建设高层住宅,以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求;目前高层住宅成为人们的主要居住形式,高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。
1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。
剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件,又有分隔房间的作用。
其布置原则除了应满足建筑使用要求,对结构受力是否合理至关重要,剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用,所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化,而达到节省造价的目的。
2建模时的注意事项(1)剪力墙:目前结构常用计算软件:中国建筑科学研究院开发的软件PKPM,北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK,均可进行剪力墙结构的计算。
(2)剪力墙平面布置原则:依据建筑平面图:①外墙可布置为剪力墙,增加建筑平面的抗扭刚度。
②内墙布置时,平面均匀对称布置,竖向连续,避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通,同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙(短肢剪力墙指截面厚度不大于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)。
③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级,参见《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》7.2.1,10.4.6,《建筑抗震设计规范(GB52022-0510)》(以下简称抗规)6.4.1,6.4.3条。
④内墙长度除应满足建筑条件,还要考虑墙下桩最小桩间距的要求,例如:常规设计时,桩直径700mm,桩间距不小于3倍桩径,加上0.5倍的桩径,建议上部剪力墙的长度为2500mm,上部如有结构洞口,宜尽量使洞口避开桩位。
浅论高层民用建筑剪力墙结构设计摘要:近年来,我国的高层建筑事业发展十分迅猛,加强高层民用建筑剪力墙结构设计的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验,对高层民用建筑剪力墙结构设计进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:高层建筑;剪力墙结构;优化设计中图分类号: tu398+.2 文献标识码: a 文章编号:一、高层建筑剪力墙结构的概念设计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。
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。
在水平地震作用下,高层短肢剪力墙结构主要表现为整体弯曲变形,底部外围的小墙肢承由于竖向荷载较大,破坏严重,特别是一字形小墙肢的破坏最为严重。
可增加建筑物周边墙肢长度或连梁高度来消除扭转不规则,从而使结构的抗扭刚度明显增大。
为了提高墙肢的承载力和延性,还需加强边缘构件配筋,增大这些部位墙肢纵筋和箍筋的配筋率,严格控制轴压比。
二、剪力墙结构设计方面的优化1、在剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向布置,形成空间结构;抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向布置剪力墙,并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近,以使其具有较好的空间工作性能。
剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大,为充分利用剪力墙的能力,减轻结构重量,增大剪力墙结构的可利用空间,墙不宜布置太密,使其结构具有适宜的侧向刚度。
2、剪力墙墙肢截面宜简单、规则,剪力墙的竖向刚度应均匀,剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则,又与当前普遍应用的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。
宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置,当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时,墙内配筋应构成框架形式。
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高层住宅剪力墙结构设计原则1 剪力墙布置原则(1)剪力墙的位置: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、恒荷载较大处以及两端楼(电)梯处,在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。
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)沿高度均匀变化;在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚度连续、均匀。
6)多均匀长墙(增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量),少短墙(抗震性差);可布置成单片形(不少于三道,长度不超过8m)、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2, 少复杂形状转折。
7)洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墙端部或柱边。
(2)剪力墙的间距:为了保证楼(屋)盖的侧向刚度,避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形,应控制剪力墙的最大间距。
(3)剪力墙的厚度:剪力墙厚度取值由以下因素确定:1)通过结构分析,在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度;2)不同抗震等级的轴压比的限制;3)构造性及稳定性要求(而稳定性一般会满足);对于普通的住宅建筑在7度或8度地区,墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的;首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定(其实是高厚比要求),当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看,按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。
高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点随着社会进步,剪力墙结构作为高层住宅常用的一种结构形式,广泛应用于目前高层住宅建筑。
本文从剪力墙的基本概念及特点出发,对高层建筑剪力墙结构中的设计要点做出了分析总结,并简要阐述了优化设计的要点。
标签:高层建筑;剪力墙;结构设计一、前言合理的建筑结构有助于提高建筑质量,为社会带来经济效益。
在设计过程中设计施工人员应该按照设计规则进行设计。
对于剪力墙结构来说,准确掌握剪力墙设计的重点、要点才能最大限度的发挥作用,保证房屋质量。
二、剪力墙基本概述剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,這种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
这种结构在高层房屋中被大量运用。
剪力墙截面特点是墙肢长度远大于厚度,自身平面内具有很大的刚度和承载力,平面外刚度和承载力都相对较小。
墙肢属于偏心受压或偏心受拉构件。
同时在剪力墙结构中,墙是一个平面构件.它除了承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作,其受水平力作用时似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。
在地震作用或风载下剪力墙除须满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构,除了承受楼板传来的竖向荷载外,还承受风荷载和水平地震作用。
剪力墙结构的抗侧刚度大,在水平力作用下的侧移较小,承载力较大,且整体性能较好。
通过合理设计,能够加强剪力墙的抗震性能,并增加剪力墙的延性。
由于剪力墙承载能力大,侧向变形小,其具有一定的延性,在地震中均表现出不俗的抗震性能。
但是剪力墙的间距一般较小,平面布置尚不够灵活,建筑空间也受到了一定的限制。
对于商住一体的高层建筑,商用部分可采用框支梁、框支柱来进行转换,扩大商用的建筑空间。
三、高层建筑结构设计的特点1.水平荷载:剪力墙结构的设计主要是针具水平荷载而进行的,水平荷载成为了决定性的因素。
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。
浅谈高层建筑剪力墙结构设计摘要本文从剪力墙结构的基本概念说起,就剪力墙结构设计方面进行浅要分析。
关键词剪力墙;墙体配筋;结构设计中图分类号 tu973.16 文献标识码 a 文章编号 1673-9671-(2013)012-0075-011 剪力墙的概念剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,是用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构。
高层结构的建筑大量使用这种结构。
剪力墙截面有以下特点:墙肢长度和其厚度比要远远大于;承载力和平面外刚度都比较小;自身平面的承载力和刚度都比较大。
在剪力墙结构设计中,墙即要承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩,还要承受竖向压力。
墙体在弯矩、剪力和轴力的共同作用下,它受到的水平作用的时候就像悬臂深梁嵌固在基础的底部。
剪力墙在风荷载或者地震的作用下,一方面要满足其刚度要求,另一方面还要满足非弹性变形重复作用而出现的能量消耗、延性等要求,同时还要控制结构即使开裂也不会倒塌。
2 剪力墙的分类剪力墙因为孔洞的问题受力状况和特点都会不同,其变形状态和内力分布都会发生变化。
根据其开洞的情况可以分为实体墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙、壁式框架等。
2.1 实体墙实体墙就不开洞或者开洞不超过墙的15%。
其受力特点和整体悬臂梁比较类似,墙肢法向应力呈线性分布,破坏形态和偏心受压柱相似。
整体高度上变形主要是弯曲型,无反弯点和突变。
2.2 整体小开口剪力墙整体小开口剪力墙是开洞仍然比较小但是洞口面积大于15%。
其受力性能可以按整体悬臂梁考虑,并且还要考虑墙肢的局部弯矩。
其弯矩图在整个墙肢高度上没有反弯点,而在连梁处发生突变。
2.3 双肢或多肢剪力墙双肢或多肢剪力墙是墙体开洞很大或者洞口成列布置。
其受力特点和整体小开口剪力墙比较类似。
受力特点与整体小开口墙相似。
2.4 壁式框架壁式框架是洞口尺寸很大,墙体肢线和连梁线这两的刚度差不多的墙。
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。
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计高层建筑是现代城市中不可或缺的一部分,其建筑结构设计对于建筑的保障至关重要。
当然,针对不同的建筑用途、地理位置、功能等方面的要求,高层建筑的结构设计也会有所不同。
其中,框架剪力墙结构设计是一种常见的方案。
今天我们将重点讨论这种方案,希望对建筑结构设计专业人士以及感兴趣的读者有所启示。
1. 框架剪力墙结构设计的基本原理框架剪力墙结构由“框架”和“剪力墙”两部分组成,其中框架是建筑支撑结构的骨架,而剪力墙是建筑结构的主要承载结构。
框架主要负责承担水平荷载,而剪力墙则负责承担垂直荷载和地震力。
在框架剪力墙结构中,剪力墙会被布置在建筑的核心位置,而框架则贯穿整个建筑。
这种设计可以极大地提高建筑的抗震能力和结构刚度,使建筑更加稳定和安全。
此外,这种设计还可以增加建筑的自重和防火性能,适用于中高层甚至超高层建筑。
2. 框架剪力墙结构设计的具体实现方法在实现框架剪力墙结构设计时,需要考虑以下几个方面的问题:- 建筑布局:剪力墙应该被放置在建筑核心区域,以最大化其受力控制作用。
此外,框架应该被放置在建筑的周边位置,以增加建筑的整体稳定性。
- 钢筋混凝土设计:框架的设计应该考虑抗震、风荷载、地震等因素。
剪力墙应该被设计成厚实、多层的结构,以承担垂直荷载和地震力。
- 梁柱连接:框架和剪力墙之间的梁柱连接应该被精心设计,以确保强度充足且不会发生脆性断裂。
- 材料选择:建筑材料的选择应该考虑建筑的安全性和可持续性。
建议优先选择优质材料,如高强度钢筋和烧结砖,以增加建筑的整体抗震性。
3. 框架剪力墙结构设计的案例分析以下是一个实例分析,关于一个成功应用框架剪力墙结构设计的项目。
该项目是一座60层的高层住宅,其建筑高度达到了180米。
在设计过程中,建筑工程师首先考虑了建筑的布局。
剪力墙被放置在建筑核心区域,而框架则被布置在建筑周围。
他们还考虑了建筑的高度和周边自然条件,以确保建筑具有强大的抗震和风荷载能力。
高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析
高层建筑结构设计中,钢筋混凝土剪力墙是常用的结构形式之一。
剪力墙是指墙体承
担建筑结构荷载并在垂直方向上阻挡力的结构形式,主要具有抗震、抗风、抗拔等作用,
是保证结构稳定性和安全性的重要构件。
剪力墙的结构设计分析需要考虑多个因素,包括地震和风荷载、剪力墙的布置和厚度、墙体材料和受力状态等等。
本文将从这些方面介绍剪力墙的结构设计分析。
1.地震和风荷载
地震和风荷载对高层建筑的结构安全性具有极高的影响,因此在剪力墙的设计中,考
虑地震和风荷载是至关重要的。
在设计中,需要预估建筑所处地区的地震和风荷载,并按
照设计规范进行分析计算。
2.剪力墙的布置和厚度
剪力墙布置的位置和数量,直接影响到建筑结构的安全性和稳定性。
布置时需要考虑
结构体系的完整性和稳定性,以及建筑内外的空间需求。
同时,在设定剪力墙的厚度时,
也需要根据建筑高度、地震和风荷载等因素进行评估和计算。
3.墙体材料和受力状态
墙体材料和受力状态是剪力墙结构设计中的关键因素之一。
通常情况下,剪力墙的材
料为钢筋混凝土,墙体受力状态则应该满足其轴向受压稳定性和剪力抗震能力的要求。
在设计中,还需要考虑剪力墙与其他结构构件之间的相互作用。
例如,如果在剪力墙
附近有一些柱子需要承受部分荷载,那么将会对剪力墙的受力状况产生很大的影响。
浅析高层建筑剪力墙结构设计
摘要:随着城市化步伐的加快,城市建筑土地的紧缺,使高层建筑得到了很快的发展,也给高层建筑的结构设计带来了新的挑战。
人们对高层住宅平面与空间的要求越来越高,高层建筑的结构设计成为人们关注的焦点。
本文从剪力墙的结构类型及其特点、剪力墙的布置和数量、剪力墙墙肢分类以及连梁的设计等方面对高层建筑剪力墙结构设计中若干问题展开探讨。
关键词:高层建筑剪力墙类型剪力墙布局连梁设计
引言
随着经济和生活水平的提高,人们对住宅的空间结构和平面布局的要求也越来越高,高层建筑因其外观挺拔、节约用地以及人口容载巨大等优点越来越受投资者及建筑师们的青睐。
剪力墙结构的高层建筑更是因为结构刚度大,在横向荷载作用下水平位移小以及建筑室内空间整体性好等特点,被普遍推广和使用。
一、高层建筑剪力墙结构的分类及其特点
1.1 剪力墙结构的分类
影响剪力墙分类的因素有如下几项:剪力墙上是否开洞、洞口大小、洞口数量以及洞口位置等。
根据以上影响因素,剪力墙结构可划分为 5 类,分别为:壁式框架剪力墙、整体小开口剪力墙、整截面剪力墙、独立悬臂剪力墙以及联肢剪力墙。
1.2 各分类的特点
(1)整截面剪力墙与整体小开口剪力墙:以上两种形式的剪
力墙均属于完整度高的墙体类型(值高),并具有相近的受力特征,其形变曲线均为弯曲型。
但两者也存在区别:前者由于墙体不挖洞,整体受力特性一致,在水平荷载下弯矩不会出现突变以及反弯点,而后者则会出现弯矩突变的情况。
(2)独立悬臂型剪力墙:与前两种结构不一样,该种剪力墙墙面洞口较大,值很小,属于墙肢强、连梁弱的类型。
由于连梁极弱,所以其对墙肢的连接和约束作用很小,在水平荷载作用下极易发生弯曲,剪力墙刚度低、整体性差。
因此,我们在设计时,如果有更好的选择,此种形式的剪力墙尽量少用。
(3)壁式框架式剪力墙:跟上一种形式的剪力墙相像,壁式框架式剪力墙墙面亦开有较大的洞口,连梁的抗弯线刚度与墙肢的抗弯线刚度相当,但其整体性比独立悬臂型剪力墙好,值也较独立悬臂型剪力墙高。
壁式框架式剪力墙在受到较大水平荷载作用时,其会出现剪切型的变形,且出现反弯点,因此在设计时亦不宜过多使用。
(4)联肢剪力墙介于整体小开口墙和独立悬臂墙之间,连梁对墙肢有一定的约束作用,墙肢局部弯矩较大,整个截面上正应力已不再呈直线分布,变形曲线为弯曲型。
二、剪力墙的布置和数量研究
2.1 剪力墙的布置
在剪力墙分类和及各类型特点明确之后,我们需要对剪力墙的在平面上的布置方法和原则进行研究探讨。
剪力墙平面分布需要遵
循几个原则:均匀性原则、对称性原则、分散性原则以及周边围合性原则。
遵循以上原则,可确保:(1)剪力墙分散布置,可确保墙体数量不会过少,且每面墙体的刚度不需太大。
(2)连续的墙体不会过长,且抵抗水平荷载的构件增多,能有效分散外力的有害作用。
(3)确保当某部分墙体在外来作用下发生损坏时,建筑整体不会失稳。
2.2 确定剪力墙的厚度
根据施工经验和规范要求,剪力墙结构中的剪力墙宜设置约束边缘构件或构造边缘构件。
根据高层建筑设计规范,剪力墙的截面的厚度规定如下:(1)一、二级剪力墙,底部加强部位厚度不应小于200mm,且不宜小于层高的 1/16;其他部位不应小于160mm,且不宜小于层高的1/20。
(2)三、四级剪力墙,底部加强部位厚度不应小于160mm,且不宜小于层高的 1/20;其他部位不应小于140mm,且不宜小于层高的1/25。
2.3 剪力墙合理数量的确定
据研究和实践表明,剪力墙结构应避免仅单向有墙的结构布置方式,并宜使两个方向抗侧力刚度接近。
内、外剪力墙应尽量拉通、对直。
平面布置应尽可能均匀、对称,尽量使结构的刚度中心和质量中心重合,以减少扭转。
在竖向,剪力墙宜自下而上连续布置,避免刚度突变。
剪力墙间距不宜太密,侧向刚度不宜过大。
否则,自重加大,抗震设计时地震作用加大,不经济。
剪力墙数量的确定应按照建筑在水平荷载作用下的许可位移来
确定,按照高层建筑设计规范的要求,楼层层间最大位移与层高的比值(△u/h)剪力墙结构不应大于 1/1000;框架剪力墙结构不应大于1/800。
在满足以上的水平位移控制的前提下,剪力墙的数量可以适当调整。
三、剪力墙墙肢分类
剪力墙的墙肢根据其截面“高厚比”(墙肢截面高度与宽度的比值)的不同,可分为 4 种形式,其分别为:普通剪力墙、短墙肢剪力墙、超短墙肢剪力墙以及柱形墙肢剪力墙。
普通剪力墙的“高厚比”不小于 8.0;短墙肢剪力墙的高度与厚度比在
5.0-8.0 之间;超短墙肢剪力墙的高度与厚度比在 3.0-5.0 之间。
(1)普通剪力墙:此种剪力墙特性优良,抵抗侧向荷载的强度高,能承受很大的水平方向荷载,在条件允许时,建议优先使用。
(2)短墙肢剪力墙:由于其具有肢短的特点,在进行建筑布置时,能有效减低墙体结构的自身重量,应用比较广泛,但其抗震性能较差,地震区应用经验不多,可用于整截面墙或整体小开口墙及联肢墙的墙肢中,考虑到高层建筑的安全,其数量不宜过多,规范对其有严格的限制。
(3)超短墙肢剪力墙以及柱形墙肢剪力墙:该两种类型的剪力墙由于墙肢更短,侧向刚度更弱,因此抗震能力也更差,往往是结构的薄弱环节,故在整截面墙中不宜采用,但可以用于整
体小开口墙或联肢墙的墙肢中,因为有较强连梁约束,但如有可能,应尽量将墙肢做的长一些。
四、连梁的设计分析
在剪力墙的抗外力体系中,连梁起到重要的作用,其是调整剪力墙侧向刚度和承载力的主要构件,连梁刚度的设计应该与墙肢相一致,不宜过大或过小。
在剪力墙设计中,要将联肢墙设计成延性剪力墙,就必须让连梁服从于墙肢,也就是说把受力体系设计成“弱梁强肢”的状态。
在受力计算时,为了能更准确地确定连梁与墙肢的强弱关系,可根据高层建筑设计规范的规定将连梁的跨高比控制在 5 以内并根据墙肢长短适当调整。
在抗震设计中,高层建筑设计规范规定:通过折减连梁的刚度或者调节弯矩,以达到缩减连梁刚度的设计值,从而实现降低连梁的承载能力的效果,并实现“弱梁强肢”。
另外,在设计墙肢较长的中矮墙或者矮墙时,按照经验和规范要求,我们应通过开洞的方法,将矮墙或者矮墙时分割成“高长比”大于2 的若干片墙段,每片墙段之间用弱梁搭接,通过这样的方式,将各个墙段构建成延性剪力墙系统。
五、总结
总之,在设计高层建筑剪力墙时,应充分考虑建筑的结构的受力特点,在进行合理的结构布置,在应用各种先进的结构设计理念对建筑设计中的各个细节进行优化设计。
同时在结构设计时应加入抗震结构设计的意识,来保证整个建筑的抗震能力。
使整个结构具
有必要的承载能力、刚度。
参考文献:
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