关于多层剪力墙结构设计探讨
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高层建筑剪力墙结构设计问题及优化措施高层建筑剪力墙结构设计中常见的问题是剪力墙的布置不合理。
不同的建筑布局对剪力墙的布置有不同的要求,但是一些设计中剪力墙的位置并不合理,无法保证其在地震作用下能够充分发挥作用。
优化措施可以是通过对建筑物的结构布局进行优化调整,在不改变建筑功能的前提下,合理布置剪力墙的位置和数量,保证其能够充分发挥作用。
剪力墙结构设计中常见的问题是墙体的布置不规范。
剪力墙作为主要的抗震构件,其墙体的规格、厚度、布置密度等参数需要根据具体的工程情况进行科学合理的设计。
一些设计中,墙体的厚度过大或过小,墙体的布置密度过低等问题都可能导致剪力墙结构的抗震性能下降。
优化措施可以是通过精确的力学计算和结构分析,确定合理的墙体参数,并且根据实际情况进行调整。
剪力墙结构设计中还存在一些施工方面的问题。
一些建筑施工中,剪力墙的施工质量不过关,墙体的连接、布置和加固等方面存在问题,进而影响到整个剪力墙结构的性能。
优化措施可以是加强施工质量的管控,提高墙体的施工质量,确保墙体与结构的连接牢固,同时加强墙体的质量监督,确保剪力墙结构的稳定性和可靠性。
剪力墙结构设计中还需要注意墙体的加强节点设计。
墙体结构中,节点部位是力学性能较为复杂、易发生损伤的区域,因此在设计中需要采取相应的加强措施,在节点处增加加强措施,以提升剪力墙结构的整体性能。
高层建筑剪力墙结构设计中存在一些问题,然而通过合理的优化措施可以提升其性能。
优化措施包括合理布置剪力墙的位置和数量、科学设计墙体的参数、加强施工质量管控以及加强墙体的加强节点设计等。
通过这些优化措施,可以提高剪力墙结构的抗震能力,保证建筑物的安全性。
关于多层剪力墙结构设计探讨摘要:剪力墙结构刚度大, 整体性好, 用钢量较省等优点,受到开发商及业主的欢迎。
多层剪力墙结构是当前民用建筑中经常采用的一种结构形式,本文主要从结构形式特点、结构布置、结构设计应注意的问题进行阐述,总结了多层剪力墙结构设计的要点并针对剪力墙结构设计中经常出现的一些问题,提出一些建议。
关键词:剪力墙结构体系剪力墙结构引言随着国家经济的发展,城市化进程加快,多层的砖混或框架结构已经逐渐不能满足城市发展的需求,剪力墙结构越来越多的出现在建筑行业里,其中以住宅居多。
剪力墙由墙肢和连(肢)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。
但随着人们对住宅使用功能要求的日渐增加,也给剪力墙设计带来了不少的难度,现对多层剪力墙结构设计的一些特点和常见问题做如下介绍并提出一点解决意见。
一、剪力墙结构形式特点分析1.1用钢筋混凝土剪力墙抵抗竖向荷载和水平荷载的结构称为剪力墙结构。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,抗侧力刚度大,承载力大,在水平力作用下侧移小,经过合理设计,能设计成抗震性能好的钢筋混凝土延性剪力墙。
由于这种结构形式侧向变形小,承载力大,且有一定的延性,在历次大地震中,剪力墙结构破坏较少,表现出令人满意的抗震性能(但仅就延性而言,剪力墙不如框架结构)。
剪力墙结构中,剪力墙间距一般较小,平面布置不够灵活,建筑空间受到限制是它的主要缺点,因此它在商场等公共建筑中应用较少,而在住宅,公寓,饭店等建筑中应用广泛。
1.2悬臂剪力墙是剪力墙结构中的基本形式,各个悬臂剪力墙肢通过合理的结构布置构成了建筑结构的主体。
悬臂剪力墙的破坏形式主要有弯曲破坏,剪切破坏和滑移破坏(剪切滑移或施工缝滑移),就单片悬臂剪力墙而言,它是一个静定结构,只要有一个截面达到极限承载力,构件就丧失了承载能力,在水平荷载作用下,剪力墙的弯矩和剪力都在基底部位最大,因而,墙肢底截面是设计的控制断面。
摘要:框架结构是公共建筑常采用的结构形式,在高烈度地区往往因刚度不足导致层间位移角和扭转位移比难以满足规范要求。
现结合某综合商场模型,在角部设置少量剪力墙形成少墙框架结构,以弥补纯框架结构的不足。
同时,结合以往学者阐述的少墙框架的设计原则,通过对比纯框架体系和少墙框架的抗震性能和经济指标,探究其工程应用的可行性。
关键词:少墙框架;高烈度;设计原则;抗震指标;经济指标1概述目前在建的住宅、办公楼、宿舍、学校教学楼、大型综合体等建筑物中,大多采用多层框架结构体系。
在抗震设防烈度为6度地区的多层钢筋混凝土框架结构的截面设计主要由轴压比决定,而在7度(Ⅲ类场地)或8度地区主要是由层间位移角控制。
结构设计要满足位移角要求只有提高材料强度,加大梁柱截面尺寸,而过大的梁柱截面尺寸除给建筑使用带来不便,更直接的是“高梁宽柱”给建设单位造成设计保守、浪费的印象,甚至对设计单位的声誉和后续项目的合作也造成了一定的影响。
剪力墙构件本身侧向刚度较大,能有效抵抗结构水平力,在水平力作用下侧向变形很小。
高烈度的框架结构中设置少量的剪力墙,组成少墙框架结构,在纯框架结构体系无法满足规范对位移控制要求时,充分发挥剪力墙的侧向刚度,减少水平位移,改善框架的抗扭转性能,从而在不加大梁柱截面尺寸情况下满足规范要求,也符合建设单位经济、安全的设计需求;但是,目前对于少墙框架的设计原则并在少墙框架设计中,层间位移角的限值未有明确规定,《建筑抗震设计规范(GB50011—2010)》6.1.3条条文说明提出:框架结构布置的少量剪力墙需按框架部分承担倾覆力矩的多少来确定层间位移角限值,其限值按框架的1/550和框架-剪力墙的1/800两者之间偏于安全内插[1]。
有学者经过模型分析发现,底层剪力墙部分承担的地震倾覆力矩随墙肢的增长而增大,相应层间位移角虽减小但是减小幅度并不明显,按线性内插来分级控制层间位移角很难满足[2]。
同时朱炳寅提出,少墙框架的层间位移角仍可按1/550限制[3],而此限值也对剪力墙的数量也做出了新的要求。
探讨多层高层剪力墙结构设计【摘要】本文针对多层和高层剪力墙设计中部分常遇问题提出了解决方法,分析对比新、旧规范对剪力墙的具体要求,结合规范与工程实际,总结了自己的设计心得体会和一些在设计中需要注意的问题。
【关键词】多层高层;剪力墙结构;设计分析剪力墙广泛用于多层和高层钢筋混凝土房屋,结构专业新规范自2000年开始陆续颁布,剪力墙结构的设计与89规范相比,增加了许多新的规定,给设计人员带来了新的课题,所以有必要对剪力墙结构作一个重点研究。
在受力方面,因为剪力墙的刚度大,容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。
在地震作用下,其变形小,破坏程度低,可以设计成延性抗震墙,大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形,耗散地震能量,在与其他结构共同工作的同时,能吸收大部分的能量,降低其他结构的抗震要求,在设防较高的地区(8度及区以上地区)优点更为突出。
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,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,但对墙肢较长的剪力墙,应该用空间杆墙组元程序进行校核。
剪力墙的数量可多可少,剪力墙肢可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置;由于减少了剪力墙数量,而代之以轻质填充墙,不仅房屋总重量可以减轻,同时也可适当降低结构刚度,使地震作用减小,这不仅对基础设计有利,而且对结构抗震较为有利,同时也可降低工程造价,还可加快施工进度。
剪力墙结构设计要点分析一、剪力墙结构的基本概念1、剪力墙结构的基本概念利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构。
(1)剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。
(2)剪力墙结构中,墙是一平面构件,它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,其受水平力作用下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需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:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
2、剪力墙结构的优缺点及适用范围(1)优点:整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力(强度)要求也容易满足,房间内无梁柱外露。
(2)缺点:剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大。
(3)适用范围:较小开间的住宅及旅馆建筑,高层建筑。
二、剪力墙结构设计应注意的问题1、结构体系的选择在设计钢筋混凝土多层及高层建筑结构时。
可供选择的结构体系有:框架结构;框架-剪力墙结构;剪力墙结构;框支剪力墙结构;筒体结构和巨型结构等。
目前,我国采用较多的是前5种。
设计中究竟采用哪种结构体系,要经过方案比较确定,这主要要看拟建筑物的高度、用途和施工条件和经济比较等。
如果拟建建筑物为宿舍,高度又比较高,那么自然要选择剪力墙结构。
因为居住建筑要有足够的隔墙。
如拟建建筑物为厂房或实验室,则最好采用框架结构,因为这类建筑要求开间大,多变,布置灵活,竖向构件越少越好。
2、剪力墙结构的布置(1)高度和高宽比的控制。
剪力墙结构大多应用于高层建筑结构中,而在高层建筑中,侧向位移的控制是结构设计的主要矛盾。
在8度地震区如何对多层住宅剪力墙结构(层数为9层及9层以下或房屋高度不超过2 8m)进行设计,是一个值得探讨的问题。
一、多层住宅剪力墙结构的抗震等级对抗震设防烈度为8度的多层住宅剪力墙结构的抗震等级,抗震规范GB50011-200 1和高规均规定:在抗震设防烈度为8度的地区,房屋高度不超过80m时,抗震等级为二级。
抗震规范GBJll-89把8度地震区,高度在35-80m范围内,属于丙类建筑的剪力墙结构抗震等级定为二级,而把高度在35m以下属于丙类筑的剪力墙结构的抗震等级定为三级。
建议抗震规范GB50011-2001在修订时,把8度区层数不超过9层,高度不超过2 8m,属于丙类建筑的剪力墙结构的抗震等级定为三级。
此外,建议对8度地震区的多层住宅短肢剪力墙结构和多层部分框支剪力墙结构的抗震设计,相应的规定也宜适当放宽。
二、多层剪力墙结构底部加强部位的高度抗震规范GB50011—2001规定,剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l/8和底部2层二者的较大值,且不大于15m。
即底部加强部位的高度至少为2层。
这对于层数不超过6层的多层住宅剪力墙结构,显然偏严。
对比砌体结构,8度区6层及接近6层的砌体结构,除下部1/3楼层横墙内的构造柱间距要适当减小外,并无底部专门加强的规定。
建议取墙肢总高度的l/10和底部1层二者的较大值。
三、多层剪力墙结构无地下室时的底层层高目前框架结构无地下室时,底层层高的计算方法大体有以下三种:(1)按混凝土规范GB50010-2002第7.3.11条第2款:框架结构底层层高为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度。
(2)按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.6条做成高杯口基础,满足表8.2.6对杯壁厚度的要求,则底层层高为从基础短柱顶面到一层楼盖顶面的高度。
(3)参照《砌体结构设计规范》(GB5003-2001)第5.1.3条,当基础埋置较深且有刚性地坪并配构造钢筋时,底层层高可取室外地面以下500mm到一层楼盖顶面的高度。
剪⼒墙结构分析⼀、框架-剪⼒墙结构的特征1、概念:框架-剪⼒墙结构,简称框剪结构,它是由框架和剪⼒墙组成的结构体系。
2、适⽤范围:适⽤于需要灵活⼤空间的多层和⾼层建筑。
3、⽔平荷载作⽤下的变形特征:4、⽔平荷载作⽤下的受⼒特征:5、是⼀抗震性能较好的结构体系—协同⼯作:在协同⼯作时,剪⼒墙单元的刚度⽐框架⼤得多,往往由剪⼒墙担负⼤部分外荷载,其次,两者分担荷载的⽐例上、下是变化的,由他们的变形特点可知,剪⼒墙下部变形将增⼤,框架下部变形却减⼩了,这使得下部剪⼒墙担负更多剪⼒,⽽框架担负的剪⼒较⼩。
上部则相反,剪⼒墙变形减⼩,因⽽卸载,框架上部变形加⼤,担负的剪⼒将增⼤,因此框架上部下部所受剪⼒趋于均匀化。
6、是⼀种延性较好的结构体系—延性好的框架:抗侧⼒刚度较⼤并带有边框的剪⼒墙和有良好耗能性能的连梁所组成具有多道抗震设防。
⼆、框架-剪⼒墙结构中的梁1)普通框架梁C2)剪⼒墙之间的连梁A3)⼀端与墙肢相连,另⼀端与框架柱相连B1、类型:2、设计⽅法1)普通框架梁C-按框架梁设计2)剪⼒墙之间的连梁A-双肢或多肢剪⼒墙的连梁设计3)⼀端与墙肢相连,另⼀端与框架柱相连B-特殊考虑三、框架-剪⼒墙适⽤⾼度及⾼宽⽐⾼宽⽐限值:P12表2.3、2.4适⽤⾼度:P11 表2.1、2.2注意:⾼宽⽐及⾼度限制的⽬的四、剪⼒墙的布置1、剪⼒墙的数量通过多次地震中实际震害的情况表明:在钢筋混凝⼟结构中,剪⼒墙数量越多,地震震害减轻得越多。
框架结构在强震中⼤量破坏、倒塌,⽽剪⼒墙结构震害轻微。
因此,⼀般来说,多设剪⼒墙对抗震是有利的。
但是,剪⼒墙超过了必要的限度,是不经济的。
剪⼒墙太多,虽然有较强的抗震能⼒,但由于刚度太⼤,周期太短,地震作⽤要加⼤,不仅使上部结构材料增加,⽽且带来基础设计的困难。
另外,框剪结构中,框架的设计⽔平剪⼒有最低限值,剪⼒墙再增多,框架的材料消耗也不会再减少。
所以,单从抗展的⾓度来说,剪⼒墙数量以多为好;从经济性来说,剪⼒墙则不宜讨多,因此,有⼀个剪⼒墙的合理数量问题。
在8度地震区如何对多层住宅剪力墙结构(层数为9层及9层以下或房屋高度不超过2 8m)进行设计,是一个值得探讨的问题。
一、多层住宅剪力墙结构的抗震等级对抗震设防烈度为8度的多层住宅剪力墙结构的抗震等级,抗震规范GB50011-200 1和高规均规定:在抗震设防烈度为8度的地区,房屋高度不超过80m时,抗震等级为二级。
抗震规范GBJll-89把8度地震区,高度在35-80m范围内,属于丙类建筑的剪力墙结构抗震等级定为二级,而把高度在35m以下属于丙类筑的剪力墙结构的抗震等级定为三级。
建议抗震规范GB50011-2001在修订时,把8度区层数不超过9层,高度不超过2 8m,属于丙类建筑的剪力墙结构的抗震等级定为三级。
此外,建议对8度地震区的多层住宅短肢剪力墙结构和多层部分框支剪力墙结构的抗震设计,相应的规定也宜适当放宽。
二、多层剪力墙结构底部加强部位的高度抗震规范GB50011—2001规定,剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l/8和底部2层二者的较大值,且不大于15m。
即底部加强部位的高度至少为2层。
这对于层数不超过6层的多层住宅剪力墙结构,显然偏严。
对比砌体结构,8度区6层及接近6层的砌体结构,除下部1/3楼层横墙内的构造柱间距要适当减小外,并无底部专门加强的规定。
建议取墙肢总高度的l/10和底部1层二者的较大值。
三、多层剪力墙结构无地下室时的底层层高目前框架结构无地下室时,底层层高的计算方法大体有以下三种:(1)按混凝土规范GB50010-2002第7.3.11条第2款:框架结构底层层高为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度。
(2)按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.6条做成高杯口基础,满足表8.2.6对杯壁厚度的要求,则底层层高为从基础短柱顶面到一层楼盖顶面的高度。
(3)参照《砌体结构设计规范》(GB5003-2001)第5.1.3条,当基础埋置较深且有刚性地坪并配构造钢筋时,底层层高可取室外地面以下500mm到一层楼盖顶面的高度。
问题一:关于短肢剪力墙抗震等级需要提高一级采用的疑问问题描述:《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 )7.1.2中第3条提到“抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.0规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用”,但是我翻遍了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中没有提到关于短肢剪力墙需要提高抗震等级的条文?是不是新规范取消了这条规定?同事也说送审的短肢剪力墙计算数据中没有提高抗震等级,送审回复也没要求改。
解答:条文说明7.2.2“短肢剪力墙的抗震等级不再提高,但在第2款中降低了轴压比限值”这个跟老版的高规不同。
问题二:设计上剪力墙连梁是否与有梁板的梁表示在一起解答:连梁的定义连梁:是指在剪力墙结构和框剪结构中,连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁。
连梁具有一般跨度较小(通常跨高比小于5)、截面大,且与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
连梁、次梁、框架梁的区分:通常情况框架梁是框架结构中柱与柱之间的梁;次梁就是指两端搭在框架梁上的梁;连梁是剪力墙结构中墙与墙之间的梁,框架梁是以弯曲变形为主的构件;连梁是以剪切变形为主的构件。
框架梁是由柱子支撑梁来承重的构件,上部荷载直接由梁承重,再由梁将荷载传达到柱子上;连梁是将荷载由连梁传递至墙体。
从外形上来说,一般框架梁的跨高比大于5;而连梁的跨高比小于5。
问题三:剪力墙钢筋是否要求抗震,能否结合相关规范说一下?解答:剪力墙结构是有抗震等级区别的,但是,建筑抗震设计规范从GB50011-2001到更新了的GB50011-2010上,从来没有条文规定剪力墙的钢筋必须满足代E字的钢筋指标(关于“屈屈比”、“屈强比”、“最大拉力下伸长率”)。
楼主若查GB50011-20 10不方便,先传个混凝土结构工程施工质量验收规范5.2.2条(强条)的图片,仔细琢磨。
问题四:为了保证剪力墙结构有良好的抗震性能,谈谈有哪些有关概念设计?解答:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中,第3章基本规定3.9结构材料3.10建筑抗震性能化设计、第4章场地与地基、第6章之抗震墙基本抗震构造措施章节......等等,无处不贯穿抗震概念设计思想,基本上贯穿全本规范文字,这个答题框容纳不下全部内容。
浅谈高烈度区小墙肢剪力墙多层住宅结构设计摘要:随着社会主义经济的发展,住宅建筑结构设计要求也随之高起来了。
在住宅建筑中,越来越多地抗震设防烈度区都是通过钢筋混凝土小墙肢剪力端来作为设计的结构。
本文通过实例对小墙肢剪力墙多层结构的设计进行分析,并对小墙肢和连粱结构的设计作进一步地分析和探讨。
关键字:高烈度区,多层住宅,小墙肢随着社会经济的发展,人民生活水平的提高,使人们对住宅的要求越来越高。
人们对房屋的使用功能、房间组合、采光以及立面造型等提出了很高的要求,而一些传统的砖混结构根本满足不了人们对住宅的要求。
目前,都是在高烈度区,进行小墙肢剪力墙多层住宅结构的设计。
以下对小墙肢和连粱结构的设计作进一步地分析和探讨。
一、小墙肢剪力墙住宅的发展本文以大理市为例,对小墙肢剪力墙住宅的发展进行分析。
《建筑抗震设计规范》明确规定砌体结构房屋总高度和层数。
而对于9度区,总层数不能超过4层,多层粘土砖房总高度不超过12m。
而大理市原来以9度来作为抗震设防烈度,现在根据新的抗震规范,以8度来作为抗震设防烈度,其设计地震分组为第一组。
随着20世纪90年代的进入,大理市的人口以及规模不断地扩大,使住宅建设迅猛地发展起来了;这样就导致城市住宅用地趋于紧张性,而传统的砖混结构住宅根本无法适应城市发展的需要。
根据统计调查,砖混结构住宅在大理市的住宅建筑中占据了一定的比例(这是按照面积计算的)。
而超过抗震规范对砖混结构房屋的相应规定是小墙肢剪力墙多层住宅的层数与建筑高宽比。
用部分墙段改为现浇钢筋泥凝土承重墙来作为它的结构形式,剩下的部分用砖改以及用其它的轻质来填充墙。
小墙肢剪力墙不会受多层砖房总层数以及高度的抗震规范的限制,从而使框架结构住宅中方形框架柱突出墙面对室内布置的影响得到了避免。
因此,在大理市住宅建设中,小墙肢剪力墙结构受到了高度地重视,并能够广泛地应用到住宅建设中。
二、小墙肢剪力墙用钢筋混凝土对住宅结构的设计一些平面小开、小进深、层高较低等是小墙肢剪力墙结构多层住宅的最大特点,钢筋混凝土小墙肢用窗间墙和部分纵横墙进行布置,并使楼屋面刚性板能够相连,这是由连粱和现浇钢筋混凝土来进行的,使小墙肢梁承重体系得以形成。
多层民用建筑中剪力墙的结构设计探析摘要:剪力墙是提高建筑抗剪力和抗震性能的重要结构,可提高建筑整体质量和稳定性,降低成本。
因此,在多层民用建筑中,优化剪力墙设计具有必要性。
剪力墙结构有平面内刚度高、承载力强等优势,其受力情况十分复杂,设计人员需综合考虑建筑实际情况、功能需求、经济性需求等,选择科学的剪力墙布置方式和参数设计,提高剪力墙结构体系的质量和效果。
关键词:多层民用建筑;剪力墙;结构设计如今的民用建筑以多楼层为主,为了保障建筑质量,确保使用安全性,剪力墙结构在民房建筑中的使用越来越普遍,可提高建筑抗震能力和承受能力。
剪力墙结构的受力情况复杂,且建筑高度不同、层间高度不同,其受力情况也各不相同,因此需要针对建筑工程实际情况和功能需求进行综合设计,提高剪力墙结构体系的稳定性和抗剪、抗震效果,保证建筑质量。
1、剪力墙的类型与特点剪力墙又名抗风墙、抗震墙,是高层建筑中的常见构件,采用钢筋混凝土浇筑,其强度高,可承接高层建筑的风荷载,在地震出现时还可承担水平荷载,从而减少建筑受损、倒塌的风险,可提高建筑承载力和稳定性[1]。
目前剪力墙主要有整体墙、框支剪力墙、壁式框架三种类型,其主要区别在于剪力墙洞口的数量、大小、排列方法不同[2]。
整体墙是指墙上不开洞,或开洞面积占比在整体面积的15%以下,并且尺寸小于洞口到墙边的距离。
框支剪力墙通常开洞面积超过15%,用框架结构承接上层剪力墙结构,可为下层留出足够的应用空间,常用于对下层空间需求较高的情况。
但这类结构的抗震效果相对差一些,不适宜应用于地震多发区域。
壁式框架是指洞口较大,连梁和墙肢刚度相近的剪力墙结构。
三种类型的剪力墙各有特点,在建筑工程中通常需综合考虑地域、层高、功能需求等情况进行合理选择。
设计师在进行剪力墙结构设计时,需要结合建筑功能需求和实际情况确定好各种结构参数,设计科学的结构方案,确保多层民用建筑的质量和使用安全。
2、多层民用建筑中剪力墙的结构设计要点2.1 剪力墙连梁设计剪力墙的连梁起到支承和联系各个构件的作用,其设计参数关系着建筑整体对各个方向负荷的承载能力。
剪力墙结构设计计算要点和实例剪力墙是一种常见的结构形式,广泛应用于建筑物的抗震设计中。
剪力墙能够承受侧向力,在抗震性能方面起到重要作用。
下面将介绍剪力墙结构设计的计算要点和实例。
计算要点:1.剪力墙的位置和形状:剪力墙通常位于建筑物的正立面和侧立面,通过网格状分布在整个建筑物内部。
墙的位置和形状应根据建筑物的结构和荷载要求来确定。
2.剪力墙的截面设计:剪力墙的截面尺寸和钢筋布置应满足强度和刚度的要求。
截面设计要考虑墙的受力形式和荷载特点,通常采用矩形或T型截面。
3.剪力墙的开裂和挠度控制:剪力墙在受到侧向力的作用下容易出现开裂和挠度增大的问题。
因此,设计时应考虑开裂和挠度的控制要求,采取适当的措施,如加固墙体,增加墙体厚度,或者采用钢筋混凝土构件等。
4.剪力墙的水平抗震设计:剪力墙作为抗震构件,其水平抗震性能的设计非常重要。
设计中要考虑剪力墙的强度、刚度和稳定性,确保其能够有效地吸收和分散地震荷载。
实例:以一座多层住宅楼的剪力墙设计为例进行说明。
设计要求:设计一座8层住宅楼的剪力墙结构,抗震设计烈度为8度,设计基本周期为0.5秒。
1.剪力墙的位置和形状:根据建筑物的结构和荷载要求,在正立面和侧立面分别设置剪力墙,采用网格状分布在整个建筑物内部。
2.剪力墙的截面设计:根据计算得到的侧向力和剪力,选择合适的剪力墙截面尺寸。
假设采用矩形截面,墙厚为300毫米,高度根据实际结构计算确定。
3.剪力墙的开裂和挠度控制:通过计算确定剪力墙的抗裂挠度,根据需要进行开裂控制和挠度限制设计。
可以采取加固墙体或者增加墙体厚度等措施来解决开裂和挠度问题。
4.剪力墙的水平抗震设计:根据设计要求和基本周期,计算剪力墙的强度、刚度和稳定性。
确保剪力墙能够承受地震荷载,并将其合理分散到周围结构中。
以上是剪力墙结构设计的计算要点和实例。
剪力墙的设计需要考虑多种因素,包括截面设计、开裂和挠度控制、水平抗震设计等。
通过科学的设计和计算,可以确保剪力墙的稳定性和抗震性能,提高建筑物的抗震能力。
高层及多层民用建筑设计中剪力墙的结构设计导言剪力墙结构是由钢筋及混凝土材料现场浇筑而成的、具备较强承载能力及平面内刚度的结构,是一种能够高效抵抗水平地震及风作用和竖向荷载作用的结构形式。
剪力墙结构在高层及多层建筑结构设计中的应用除了应注意充分发挥出剪力墙结构体系的应用优势之外,还应在设计之前明确剪力墙结构在荷载作用下的剪切变形情况及平面外薄弱设计缺陷,以确保结构设计人员在开展剪力墙结构设计的过程中准确把握剪力墙结构的设计原理、了解剪力墙结构的破坏机理,以充分的发挥出剪力墙结构在高层及多层建筑设计中的设计优势、提升剪力墙结构体系于高层及多层建筑的设计性能。
高层及多层民宅建筑剪力墙结构设计基本原则分析(1)开展高层及多层民宅建筑剪力墙结构设计的过程中应注重对剪力墙墙体截面尺寸(高度、厚度)的选择,可严格依据《抗规》条文内容、结合建筑平面布置规则确定剪力墙结构的高宽比、剪力墙墙肢长度等重要参数;(2)充分考虑到剪力墙结构自身性能与墙肢外框架柱或双向受压构件之间的联系,避免框架柱或双向受压构件受力状态影响剪力墙墙肢的受力状态;(3)剪力墙结构的受力情况较为复杂,其受建筑高度及建筑层间高度影响较大,需要结构设计人员采取必要措施满足剪力墙平面内外刚度、墙肢变形能力及延伸性能;(4)与剪力墙结构平面外搭接的钢筋混凝土构件必须采取可靠的措施以确保剪力墙结构的稳定性与安全性。
剪力墙结构在高层及多层民宅建筑设计中的设计要点分析1.剪力墙结构平面布置的设计要点分析高层及多层民宅建筑剪力墙结构能够承受竖向荷载及水平荷载,为提升剪力墙结构体系的抗荷载、抗变形能力,可在剪力墙结构布置时采用沿建筑平面主要轴线布置的方式,具体布置设计要点总结如下:(1)在建筑专业提供建筑平面布置图之后结构人员先对建筑平布布置图做概念设计,从整体把握剪力墙结构布置的方向及类型,如布置矩形(如电梯间位置处)、T形(如分户墙位置处)、L形(如墙体转角处)剪力墙墙肢,确保建筑平面三个方向上均有剪力墙结构以提升剪力墙结构受力均匀、抗扭能力强;(2)如果在特殊位置处布置了三角形或Y形剪力墙结构,也应沿着建筑平面三个方向布置剪力墙;(3)如果建筑平面墙体呈现正多边形或圆弧形墙体布置情况,应沿着正多边形或圆弧形的径向或环向方向布置剪力墙,以确保在X轴方向和Y轴方向上剪力墙墙体的抗侧力刚度均匀;(4)据《抗规》具体条文表明剪力墙布置长度不宜过长,可选择在剪力墙墙体上布置连梁或框架梁的方式控制剪力墙的长度,这也在一定程度上有效控制了不同方向上剪力墙墙肢刚度过大的情况。
探讨多层高层剪力墙结构设计摘要:随着我国经济的不断发展和城镇化的不断推进,建筑行业得到了快速发展,城市中的多高层建筑逐渐增多。
如何保证建筑的安全性是首要问题,而剪力墙设计因是纵横承受荷载而使其具有较强的抗震性和抗风性,承受力也较强的特点而被多高层建筑广泛采用。
文章就围绕剪力墙的布置和短肢剪力墙设计要求展开讨论。
关键词:多高层建筑剪力墙布置短肢剪力墙设计要求Abstract: along with the development of economy and the development of the urbanization, construction industry obtained fast development, the city more than the high building increase gradually. How to guarantee the safety of the building is the primary issue, and shear wall design is freely for bear loads and make it has strong vibration resistance and wind sex, endurance also strong characteristics and be more widely used high-rise building. This paper around the shear wall arrangement and short-shear walls discuss the design requirements.Keywords: many high-rise building shear wall decorate short-shear walls the design requirements在对材料力学的分析中,能够清楚的知道在建筑层过多时,一般可采用剪力墙结构进行建造房屋,其空间结构表现为横向、纵向剪力墙及楼盖。
一、概述多层短肢剪力墙结构是一种常见的高层建筑结构形式,其设计要点直接关系到建筑的抗震性能和整体结构安全。
在进行多层短肢剪力墙结构的设计时,需要考虑各种因素并确定合理的设计要点,以保证结构的稳定性和安全性。
二、受力特点1. 短肢剪力墙结构在受到地震等水平力作用时,主要通过墙体的受拉和受压来抵抗力的作用,因此需要保证墙体的受力性能良好。
2. 多层短肢剪力墙结构在垂直荷载下的受力特点也需要考虑,包括墙体的承载能力和局部受力集中的问题。
三、设计要点1. 墙体布置:合理的墙体布置是多层短肢剪力墙结构设计的重要环节。
需要根据建筑结构和荷载特点确定墙体的布置位置和数量,避免出现结构缺陷和单薄墙的问题。
2. 墙体配筋:墙体配筋的设计要符合建筑设计规范和要求,保证墙体在发生变形和破坏时能够承受相应的荷载,并保证结构整体的稳定性。
3. 基础设计:多层短肢剪力墙结构的基础设计必须符合土壤和地基条件,保证结构的稳固和安全。
在基础设计中还需要考虑地震作用下的基础抗震性能。
4. 侧向支撑:多层短肢剪力墙结构需要考虑侧向支撑的问题,包括对结构在水平方向上的受力性能和变形能力的限制。
5. 预制构件应用:在多层短肢剪力墙结构中,可以考虑使用预制构件,提高施工效率和结构质量。
四、特殊要求1. 抗震设计:多层短肢剪力墙结构的抗震设计要符合抗震规范的要求,进行地震响应分析和抗震设防研究,确保结构在地震作用下具有良好的抗震性能。
2. 防火设计:多层短肢剪力墙结构还需要考虑防火设计的要求,保证结构在火灾作用下的安全性能。
五、结语多层短肢剪力墙结构的设计要点涉及到多方面的知识和技术,需要通过综合考虑和分析,确定合理的设计方案,以保证建筑结构的整体稳定性和安全性。
设计人员还需要不断学习和积累经验,不断提高设计水平和能力,以应对各种复杂的工程实践和挑战。
六、施工和监测1. 施工技术:在多层短肢剪力墙结构的施工中,需要采用先进的技术和工艺,确保墙体的浇筑质量和连接技术符合要求,避免出现裂缝和变形问题。
多层住宅钢筋混凝土剪力墙结构设计问题的探讨1.引言2000年江苏工地的砼230元/立方,钢材2800元/吨,杂工28元/天,熟练工50元/天;2014年江苏工地的砼300元/立方,钢材3200元/吨,杂工120元/天,熟练工200元/天。
一组数据清晰反映中国建筑业劳动力成本的不断提高,劳动力成本占整个施工成本的比重已提高15%。
市场经济利益驱动迫使我国建筑业从半手工业向机械化、工业化、标准化、信息化产业转变。
由于劳动力成本提高,新材料新工艺新技术的熟练应用以及钢材水泥等基础建材行业的价格低迷,出于为了降低施工成本的动力,商品住宅产品细节的改变已成为可能并发展成趋势。
笔者根据施工现场成本测算阐述商品住宅产品细节变化或优化的可行性。
2. 商品住宅结构形式更倾向于剪力墙结构我国的商品住宅结构形式主要为砖混结构、框架结构、框剪结构、短肢或长肢剪力墙结构、筒体结构等几种形式。
目前砖混结构已基本淘汰,多层小高层以框架结构为主,高层以剪力墙结构为主。
由于钢材水泥成本比重降低、模板體系的熟练应用及人工成本的提高,今后的多层小高层将逐步采用短肢剪力墙结构。
商品住宅跨度小适宜短肢剪力墙结构布置,短肢剪力墙结构避免框架结构露梁露柱的缺点并且墙体面积小得房率高,在同一户型两种结构形式施工成本达到平衡点后短肢剪力墙结构将在多层小高层中全面应用。
笔者预测随着模板工艺不断改进,未来商品住宅结构形式将会是剪力墙无梁板结构,盒子空间、地面新风系统、同层排水、平面功能个性化随意布局等将成为可能。
3. 商品住宅砖砌体内隔墙将逐步取消粘土砖淘汰后,水泥多孔砖、粉煤灰砖、加气砼砖等多种节能环保材料得到广泛应用。
然而不管什么砖要变为墙均需要手工劳动成本。
目前砌砖分项子目施工定额与实际成本已严重不符,特别是小型砖砌体实际成本远超施工定额。
笔者管理的工程在进行详细施工成本分析测算后,凡砖砌体截面小于60公分宽度的小型墙体一律变更为砼墙体并与一次结构同步施工以便降低成本。
关于多层剪力墙结构设计探讨
摘要:剪力墙结构刚度大, 整体性好, 用钢量较省等优点,受到开发商及业主的欢迎。
多层剪力墙结构是当前民用建筑中经常采用的一种结构形式,本文主要从结构形式特点、结构布置、结构设计应注意的问题进行阐述,总结了多层剪力墙结构设计的要点并针对剪力墙结构设计中经常出现的一些问题,提出一些建议。
关键词:剪力墙结构体系剪力墙结构
引言
随着国家经济的发展,城市化进程加快,多层的砖混或框架结构已经逐渐不能满足城市发展的需求,剪力墙结构越来越多的出现在建筑行业里,其中以住宅居多。
剪力墙由墙肢和连(肢)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。
但随着人们对住宅使用功能要求的日渐增加,也给剪力墙设计带来了不少的难度,现对多层剪力墙结构设计的一些特点和常见问题做如下介绍并提出一点解决意见。
一、剪力墙结构形式特点分析
1.1用钢筋混凝土剪力墙抵抗竖向荷载和水平荷载的结构称为剪力墙结构。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,抗侧力刚度大,承载力大,在水平力作用下侧移小,经过合理设计,能设计成抗震性能好的钢筋混凝土延性剪力墙。
由于这种结构形式侧向变形小,承载力大,且有一定的延性,在历次大地震中,剪力墙结构破坏较少,表现出令人满意的抗震性能(但仅就延性而言,剪力墙不如框架结构)。
剪力墙结构中,剪力墙间距一般较小,平面布置不够灵活,建筑空间受到限制是它的主要缺点,因此它在商场等公共建筑中应用较少,而在住宅,公寓,饭店等建筑中应用广泛。
1.2悬臂剪力墙是剪力墙结构中的基本形式,各个悬臂剪力墙肢通过合理的结构布置构成了建筑结构的主体。
悬臂剪力墙的破坏形式主要有弯曲破坏,剪切破坏和滑移破坏(剪切滑移或施工缝滑移),就单片悬臂剪力墙而言,它是一个静定结构,只要有一个截面达到极限承载力,构件就丧失了承载能力,在水平荷载作用下,剪力墙的弯矩和剪力都在基底部位最大,因而,墙肢底截面是设计的控制断面。
对于剪力墙截面沿高度变化的位置,也应作为控制截面来验算承载力。
1.3实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
整体墙受力如同竖向悬臂构件,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点。
当墙肢较小时,要注意墙肢轴压比限值。
1.4壁式框架:当剪力墙开洞过大时,形成由宽梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端带有刚域的变截面杆件,在内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
综上所述,设计剪力墙时,应根据各类型墙体的特点,不同的受力特征,墙体内力分布状态并结合其破坏形态,合理地考虑设计配筋和构造措施。
二、结构布置注意事项
2.1多层剪力墙结构应具备较好的空间工作性能,在剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置,并宜使两个方向刚度接近。
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。
同时,剪力墙的侧向刚度不宜过大。
2.2剪力墙结构的抗侧力刚度和承载力均较大,为充分利用剪力墙的这一特征,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,以便使结构具备适宜的侧向刚度。
2.3在结构布置过程中,应避免布置墙肢长度过长(≥8m)的墙体。
当有少量墙肢长度大于8m时,计算中,楼层剪力主要由这些大的墙肢承受,其他小的墙肢承受的剪力很小,一旦地震,尤其超烈度地震时,大墙肢容易遭受破坏,而小的墙肢又无足够配筋,整个结构容易被各个击破,这是极不利的。
所以,对于大的剪力墙墙肢,应采用留置结构洞口(洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁),把长墙肢分解成合理的墙肢长度,调整其刚度。
2.4剪力墙的门窗洞口宜上下对其,成列布置,形成明确的墙肢和连梁。
当无法上下对其,成列布置时,应按有限元方法仔细计算分析,并在洞口周边采取加强措施。
三、结构构件延性设计
要使悬臂剪力墙具有延性,就要控制塑性铰在某个恰当的部位出现;在塑性铰区域防止过早出现剪切破坏(即强剪弱弯设计),并防止过早出现锚固破坏(强锚固);在塑性铰区域改善抗弯及抗剪钢筋构造,控制斜裂缝开展,充分发挥弯曲作用下抗拉钢筋的延性作用。
悬臂剪力墙的塑性铰通常出现在底截面,因此,剪力墙底部应设置加强区,加强范围不宜小于H/8(H为剪力墙总高),也不小于底层层高。
当剪力墙高度超过150m时,其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。
影响墙肢延性的因素主要有:
(1)剪力墙截面有、无翼缘对剪力墙延性影响很大。
当截面没有翼缘时,延性较差。
有了翼缘或端柱后,延性大为提高。
(2)剪力墙随轴力增大,延性降低。
(3)当钢筋总量不变,但端部钢筋与分布钢筋的分配比例不同时,墙肢延性不同。
在规范许可条件下,适当增加端部钢筋,减少分布钢筋,即可提高承载力,又可提高延性。
(4)设置约束边缘构件是提高延性的有效方法。
四、结构设计中的一些常见问题及构造措施
4.1带转角窗剪力墙结构设计
现在建筑设计为了追求采光及通透性,经常在建筑角部设置转角窗。
但转角窗在结构角部设置转角洞口,对主体结构的抗扭性能影响大,容易造成地震中的结构扭转破坏,所以在结构设计中要对转角窗位置特别注意,采取有效加强措施:
(1)宜提高角窗两侧墙肢抗震等级
(2)加强两端暗柱配筋,特别是箍筋
(3)在板内设置暗梁,提高整体性
(4)转角窗房间的楼板宜适当加厚、板配筋采用双向双面设置
(5)抗震计算时应考虑扭转耦联的影响
(6)加强角窗窗台连梁的配筋及构造
4.2连梁抗剪强度不足问题
连梁抗剪强度不足是剪力墙结构设计经常出现的问题,破坏时产生脆性的剪切破坏,不符合规范的强剪弱弯要求,也不能形成作为第一道耗能防线的弯曲破坏.
遇到这种情况,应从两方面着手解决:
(1).降低连梁刚度,调整结构布置,减少该连梁承担的地震作用;
a)调整结构布置,使水平荷载分配合理,从而减小连梁承受的剪力。
b)对连梁刚度折减,通过调整连梁刚度折减系数来调整连梁承受的剪力。
c)调整连梁高度和洞口宽度,从截面上调整连梁刚度
d)对于截面较高的连梁,通过连梁设水平缝,将一道高度为h连梁设置为两道高度为h/2的连梁,从而减小刚度,避免承担过多的地震力。
(2).提高连梁抗剪承载力;
a)提高混凝土强度等级
b)当连梁破坏对承受竖向荷载无大影响时,可考虑在大震作用下该联肢墙的连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次结构内力分析(第二道防线),墙肢应按两次计算所得的较大内力配筋。
即可将超筋部位连梁两端按铰接处理进行整体计算,但应注意,按此方法处理后计算结果层间位移比尚须满足规范要求,连梁满足竖向承载力要求即可,施工时仍为整浇,上部钢筋按构造设置。
五、结束语
总之,在多层建筑剪力墙结构设计中,只有透彻理解剪力墙在整个结构中的受力性能和作用,才能合理、经济地设计出优秀的作品。
参考文献
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施(结构)》
[2]《混凝土结构设计规范理解与应用》徐有邻,周氐
[3]《建筑震害与设计对策》黄市敏,杨沈。