短肢剪力墙结构设计中若干问题的探讨(精)
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对短肢剪力墙结构设计的探讨摘要:带有短肢剪力墙的建筑结构在我国部分地区,特别是抗震设防等级不大的地区较为流行,因为该类建筑室内没有柱子,空间布局比较方便,又可以减轻结构自重,应用逐渐广泛。
本文对短肢剪力墙结构设计进行了探讨,以供参考。
关键词:短肢剪力墙;结构;设计短肢剪力墙过多的剪力墙结构能够满足人们对住宅空间美观与灵活分隔的要求。
同时,又可以进一步减轻结构自重,因此这种结构型式越来越多地应用于高层特别是小高层住宅建筑。
但是由于这种新的结构抗震性能较差,地震区应用经验不多,为此《高层建筑混凝土结构技术规程》在明确高层建筑采用短肢剪力墙的前提下,对短肢剪力墙的适用范围作了限制,并提出了一系列加强措施。
1、工程实例某地区的住宅小区考虑到开发商建筑结构的要求,排除一些公共建筑,其它多层住宅设计主要使用了短肢剪力墙结构形式。
对建筑结构进行布置时,应当充分考虑到建筑平面情况及其运用功能,把横向一般剪力墙设置在房屋端部,这样可以对结构的扭转效应及横向侧加以控制;把纵向一般剪力墙设置在房屋中部,对结构的纵向侧移加以控制。
从而形成短肢剪力墙、一般剪力墙、剪力墙筒体三者同时抵抗水平力的剪力墙结构。
通过最后的试验检测,纵横两方向短肢墙第一振型底部地震倾覆力矩百分比都在50%以下,与建筑标准相符合。
2、短肢剪力墙的定义在人们对住宅环境要求不断提高的过程中,对于多层住宅平面与空间的要求也更为严格。
早期常规框架结构的露柱露梁、剪力墙结构会给建筑空间带来不利影响,限制了其内部空间结构大小,这显然满足不了用户当前的实际需要。
因而, 在设计者和建筑者们长期的研究探索中,其把剪力墙当成基础,对框架的优势不断积累改进后创建了全新的结构模式,即“短肢剪力墙一简体(或一般剪力墙)”结构体系。
2 . 1 短肢剪力墙高厚比的标准在短肢剪力墙设计过程中需要对高厚比加以严格控制, 其具体控制方法包括:(1)把短肢剪力墙、常规剪力墙互相区分开来。
探讨房建工程中短肢剪力墙结构设计问题摘要最近几年,随着科学技术的不断创新发展,越来越多的建筑设计被应用到实际生活中,例如短肢剪力墙。
这种房屋建筑的结构设计减轻了结构的自重,降低了基础建设的成本造价支出。
关键词房屋建筑;短肢剪力;结构设计;问题探讨中图分类号tu8 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)93-0100-02从定义上讲,短肢剪力墙是指墙肢截面高度和厚度的比值为5-8的剪力墙,高层建筑的结构不应该全部采用短肢剪力墙的剪力墙结构,短肢剪力墙应用数量较多时,应该布置筒体,所形成的短肢剪力墙与筒体也就是一般剪力墙共同抵抗水平力剪力墙结构。
本文对房屋建筑工程中的短肢剪力墙结构设计进行问题探讨。
1 房屋建筑工程中的短肢剪力墙的问题以及应用注意事项1)数量规定上,出于房屋结构的抗压力的空间布局,在短肢剪力墙的数量设计上不要太少,不宜过短。
较多的采用短肢剪力墙会导致在房屋结构设计上高度偏低,目的是增强其抗震能力;2)对于短肢剪力的抗震设计体系,特别是抗震较薄弱的地方,需要缩减墙肢轴压比;增加纵筋,箍筋间的配筋率,减少因地震的剧烈运动导致的房屋方向扭转,使原本的墙体出现开裂;3)短肢剪力墙的大面积布置。
在整个房屋空间设计上,短肢剪力墙的位置在中间位置及其周围,并且会连续分布,短肢剪力墙是整个建筑的主要载荷接受物,这样集中在一个结构上会出现很多的问题,包括:如果出现剪力墙的核心部分在大幅度的震动下出现以后,相继会有很多的伴随性问题,弱小的短肢剪力墙在延性以及抵抗水平的能力都不够充足,也许会随着振动被破坏。
其次的问题,短肢剪力墙在大幅度的震动影响下会从弹塑性变形逐渐转化成能力大幅度减弱,由于本身承受力就不够,再加上外力的压迫,致使短肢剪力墙无法承受超负荷的作用力,导致之后发生一系列的破坏现象;4)“一“字形的短肢剪力墙数量较多。
在实际房屋建设中,“一”字形的短肢剪力墙数量较多,随处就可以看见。
试论高层短肢剪力墙结构设计应注意问题摘要:随着高层建筑的不断涌现,普通的剪力墙结构已经不能满足人们对现代高层建筑的空间适用性、灵活性等要求,且该结构自重大,抗震效果差,从而被短肢剪力墙结构逐步取而代之。
本文结合实际经验对普通高层住宅的剪力墙结构设计与质量控制进行了分析。
关键词:高层住宅;剪力墙结构;设计中图分类号:tu241.8 文献标识码:a 文章编号:近年来,随着城市经济的不断发展,建筑的数量日益增多,人们对建筑物的平面与空间的要求越来越高,传统的普通框架结构中凸入室内空间的房梁、柱子等影响美观,不能满足人们对住宅空间的要求。
而短肢剪力墙结构的出现,不仅能够克服了传统的普通框架与普通剪力墙结构存在的一些问题,而且降低了基础及上部结构的造价,从中得到了广泛的应用。
一、短肢剪力墙的概念和特点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;短肢剪力墙结构主要布置在房间分隔墙的交点处,视抗侧力的需要及与分隔墙相交的形式而布置适当数量的相应形式的短肢墙,并在各肢处布置连系梁,把这些墙连结成一个整体以构成结构体系。
这种结构体系特点主要包括以下几个方面:(1)满足建筑功能的需要。
1)墙肢和填充墙的厚度相同,各墙相连的梁处于一个竖向的平面内,以避免梁柱可能突出墙面的情况。
2)墙体改革的方向要求墙体采用轻质材料,因此短肢墙更能够满足建筑功能的需要。
3)短肢墙构件增加了施工困难程度,但扩大了使用面积。
(2)满足结构设计的需要。
短肢剪力墙体系中墙肢和梁可以隐蔽,同时结构布置比较灵活,墙的数量和肢长可以根据抗侧力的需要而定,同时,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度和刚度中心的位置。
(3)结构体系使用方面,可灵活运用。
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。
3)能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单。
对高层建筑中短肢剪力墙结构设计若干问题讨论摘要:本文首先分析了短肢剪力墙体的优点,并就高层建筑短肢剪力墙结构设计、计算以及布置原则进行了讨论。
关键词:高层建筑;短肢剪力墙结构;设计;计算abstract: this paper first analyzes the advantages of short shear wall body, and discussed high-rise buildings short pier shear wall structural design, calculation and layout of the principles.key words: high-rise buildings; shear wall structure; design; computing中图分类号:tu2文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性,使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想,因而在高层住宅楼结构设计中已被广泛采用。
对于短肢剪力墙结构,结构工程师在设计中应充分重视,根据其受力的特点,充分了解其破坏的各种机理,合理、对称、均匀地布置短肢墙,正确掌握计算机分析方法和截面设计,并不断地总结经验,才能设计出安全、经济、合理的建筑结构。
1.短肢剪力墙体的优点充分利用墙肢的承载能力,避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。
减轻结构自重、降低主体结构和基础造价。
结构自振周期相对加大,弥补剪力墙体系抗侧刚度大,从而地震反应加大的缺点。
主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态。
从而保证墙体具有足够的延性;同时大多数连梁的跨高比大于2.5,保证整体刚度的同时降低连梁的自身刚度,避免连梁的剪切破坏,使连梁也具有足够的延性。
以此来弥补剪力墙体系延性的不足。
2.短肢剪力墙结构的计算分析2.1构造措施短肢剪力墙结构中的短肢墙受力以承担竖向荷载为主,承担水平荷载为辅。
房建工程中短肢剪力墙结构设计问题的探讨摘要:随着我国城市化进程的不断加快,人们对于住宅的舒适度、灵活性、可变性的要求也是在不断提升。
以前住宅中长度较长的剪力墙会对建筑空间严格限定,框架结构会露出结构梁与柱,这对室内的美观、舒适度带来很大影响,还对室内的装修设计带来一定影响,空间上在进行分割的时候也会存在着一定局限性。
随着建筑结构的不断发展,在之前剪力墙结构的设计基础上,结合了框架结构灵活布置的优点,逐步形成了满足人们要求的新的结构形式,这便是具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构(以下简称短肢剪力墙结构)。
关键词:房建工程;短肢剪力墙;结构设计一、短肢剪力墙的概念短肢剪力墙是指墙肢截面厚度不大于300mm、各墙肢截面高度与厚度比值的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
短肢剪力墙的墙肢比较短,它的结构设计借鉴了异形柱的特点,短肢剪力墙结构的受力、变形特征,类似于框剪结构,但他的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调能力更好,传至基础的荷载更均匀。
二、短肢剪力墙结构的优点1、与剪力墙结构相比,结构布置更灵活多变。
短肢剪力墙的布置数量可多可少,墙肢尺寸可长可短,主要根据抗侧力需要而定,还可通过调节短肢剪力墙的布置和尺寸来调整结构刚度及刚度中心位置。
同时,短肢剪力墙通常是由剪力墙开大洞口形成,且普遍采用轻质砌体填充,这样就相对减少了剪力墙的数量,减轻了结构自重,降低了钢筋混凝土用量,具有明显的经济效益。
2、与框架结构相比,结构布置更贴合建筑功能的需要。
利用隔墙位置来布置竖向构件,使结构受力需要与建筑使用功能较好地统一起来,避免了框架结构中梁柱突出墙面的问题。
连接各墙肢的梁位于隔墙竖向平面内,属于隐蔽型,更美观实用。
同时,根据建筑的平面布置要求及结构的抗侧力要求,中心竖向交通区也可巧妙的处理成钢筋混凝土筒体。
3、与异形柱框架结构相比,抗侧力更容易满足要求,适用的建筑高度相对更高,且节点配筋与一般剪力墙结构配筋相同。
短肢剪力墙结构设计的相关问题探讨摘要:随着人们物质水平的不断提高,对住宅的空间和平面要求也随之提高。
在传统框架结构中,普通剪力墙结构、露柱、露梁等,严格分隔和限定了现代化住宅的发展需求。
本文分析短肢剪力墙结构的优点、缺点、设计规定、抗震薄弱环节和概念设计等若干问题。
关键词:短肢剪力墙结构设计随着房地产事业的发展,中小高层住宅式建筑物越来越多,为满足建筑发展的需求,许多建筑结构的设计都选择短肢剪力墙。
在布置结构时,通过分户墙、山墙、电梯间来进行部分剪力墙布置,其它则布置成短肢墙,这样既可使卧室和厅之间无突出柱和梁,也可对墙体位置进行调整,以满足现代居住空间的灵活性和空间性,实现经济合理的同时,又符合抗震预防的要求。
1 短肢剪力墙结构优点针对高层住宅选择框架结构,由于柱出现局部突出,而严重影响了结构美观效果与平面布局。
选择一般的剪力墙结构,难以符合停车场、地下通道等公共设施使用的需求。
而针对小高层住宅建筑而言,选择小高层可加大结构刚度,同时也加大有效质量,以增加较大的抗震作用。
短肢剪力墙则依靠自身平面具有灵活性,对结构进行调整,以达到理想的刚度,从而使剪力墙结构形成一种短肢体系。
通常将截面高度同厚度比值在6~9的剪力墙称为短肢剪力墙,有“+”、“T”、“L”、“一”等字型,短肢剪力墙具有以下优点:(1)由于较短的墙肢,可调整性、灵活性较强,极易满足建筑平面与空间的布局需求。
(2)墙数量和长度可自由确定,主要根据抗侧力的要求来确定,同时也可利用不同的布置与尺寸,对刚度中心位置进行调整。
(3)短肢剪力墙的造价相对较低,符合建筑节能设计的要求。
(4)开洞口较大,建筑可取得良好的通风、采光效果,轻质砌体可取代剪力墙,降低结构的整体刚度和自重,减轻地震的作用。
(5)较大的墙肢高宽,在水平荷载作用之下,墙体破坏属于外弯曲破坏,形成延性破坏。
(6)连梁跨高比较大,主要是弯曲破坏,处于地震作用下,连梁两端首先出现塑性,具有较好的耗能性。
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。
高层建筑中短肢剪力墙结构截面设计与构造问题探析【摘要】由于短肢剪力墙抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,国家现行规范对这种结构抗震设计的最大适用高度、使用范围、抗震等级、筒体和一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率作了相应规定。
【关键词】高层建筑;短肢剪力墙;截面尺寸;空间刚度;结构自重;抗侧刚度0 引言近年兴起的短肢剪力墙结构,有利于住宅建筑布置,又可进一步减轻结构自重。
但是在高层住宅中,剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短,因此,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),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构。
1 关于剪力墙洞口布置规定剪力墙洞口的布置,会极大地影响剪力墙的力学性能。
规则开洞,洞口成列、成排布置,能形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则,又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。
错洞剪力墙应力分布复杂,计算、构造都比较复杂和困难。
剪力墙底部加强部位,是塑性铰出现及保证剪力墙安全的重要部位,一、二和三级不宜采用错洞布置。
其他情况如无法避免错洞墙,宜控制错洞墙洞口间的水平距离不小于2m,设计时应仔细计算分析,并在洞口周边采取有效构造措施。
一、二、三级抗震设计的剪力墙不宜采用叠合错洞墙;当无法避免叠合错洞布置时,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或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口,其中阴影部分表示轻质填充墙体。
因此国家现行有关规范明确了剪力墙结构洞口布置在设计中所注意事项:(1)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。
宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。
抗震设计时,一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙;一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。
具有不规则洞口布置的错洞墙,可按弹性平面有限元方法进行应力分析,并按应力进行截面配筋设计或校核。
高层住宅短肢剪力墙结构及其常见问题探讨在当今城市建设的浪潮中,高层住宅如雨后春笋般拔地而起。
为了满足建筑功能和结构安全性的要求,短肢剪力墙结构在高层住宅中得到了广泛的应用。
短肢剪力墙结构具有空间布置灵活、结构自重较轻、抗震性能较好等优点,但在实际应用中也存在一些常见问题需要我们关注和探讨。
一、短肢剪力墙结构的特点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。
与普通剪力墙相比,短肢剪力墙的墙肢较短,数量较多,可以根据建筑平面布局灵活布置,在满足结构强度和刚度要求的同时,为室内空间的划分提供了更大的自由度。
短肢剪力墙结构的主要特点包括:1、空间灵活性:能够更好地适应复杂的建筑平面布置,满足不同户型的需求。
2、自重较轻:减少了结构自重,有利于基础设计和降低工程造价。
3、抗震性能:通过合理的设计,可以具有较好的抗震能力,在地震作用下能够保持结构的稳定性。
二、短肢剪力墙结构在高层住宅中的应用由于短肢剪力墙结构的上述优点,使其在高层住宅中得到了广泛的应用。
在设计过程中,设计师会根据建筑的功能要求、高度、抗震设防烈度等因素,合理布置短肢剪力墙的位置和数量,以确保结构的安全性和稳定性。
例如,在客厅、卧室等主要房间,通常会避免设置剪力墙,以保证空间的开阔和使用的便利性;而在楼梯间、电梯间等部位,则会适当增加剪力墙的数量和厚度,以提高结构的竖向承载能力和抗震性能。
三、短肢剪力墙结构常见问题1、抗震性能的不确定性虽然短肢剪力墙结构在设计时会考虑抗震要求,但由于其墙肢较短,在地震作用下的受力情况较为复杂,可能会出现局部破坏的情况。
尤其是在高烈度地震区,短肢剪力墙结构的抗震性能需要更加谨慎地评估和设计。
2、墙肢的稳定性问题短肢剪力墙的墙肢较短,如果设计不合理或者施工质量控制不到位,可能会导致墙肢的稳定性不足。
例如,墙肢的轴压比过大、配筋不足等都可能影响墙肢的稳定性。
3、连梁的设计问题在短肢剪力墙结构中,连梁起到连接墙肢、协调变形的作用。
异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题
法、异形柱受力性能及其轴压比控制、短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱等进行探讨,提出建议,供结构设计人员参考。
现代住宅建筑要求大开间,平面及房间布置灵活、方便,室内不出现柱楞、不露梁等。
异形柱与短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求,因而逐渐得到了推广应用。
目前,现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱与短肢剪力墙结构设计的条款,因此,结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题,需要设计人员积累经验,利用正确的概念进行设计。
本文旨在对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨,提出个人看法,供结构设计人员参考。
1异形柱结构型式及其计算
异形柱结构型式有异形柱框架结构、异形柱框架剪力墙结构和异形柱框架核心筒结构。
异形柱结构自身的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构不同。
由于异形柱截面不对称,在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。
因此,对异形柱结构应按空间体系考虑,宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。
因异形柱和剪力墙受力不同,所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。
当采用不具有异形柱单元的空间分析程序(如TBSA5.0)计算异形柱结构时,。
短肢剪力墙结构设计中应注意的几个要点问题【摘要】在结构设计中经常涉及短肢剪力墙,可是因为国家没有制定明确的短肢剪力墙结构设计的条款,因此,结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题,需要设计人员积累经验,利用正确的概念进行设计。
现代住宅建筑要求大开间,平面及房间布置灵活、方便,室内不出现柱楞、不露梁等。
短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求,因而逐渐得到了推广应用。
【关键字】短肢剪力墙;结构设计中;要点问题近些年来,随着国民经济水平的不断发展,越来越多的小高层不断出现,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对住宅空间的要求。
短肢剪力墙是一种适于小高层住宅建筑的短肢墙—筒体(或一般剪力墙)结构体系。
1 短肢剪力墙的定义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;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。
2 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,则传基础荷载更均匀、合理。
短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。
其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。
在tat、tbsa中,只需按剪力墙输入即可,而且tat、tbsa更适合用来计算短肢剪力墙结构。
tat、tbsa所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型,其中梁、柱为普通空间杆件,每端有6个自由度,墙视为薄壁杆件,每端有7个自由度(多一个截面翘曲角,即扭转角沿纵轴的导数),考虑了墙单元非平面变形的影响,按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵,引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解,它适用于各种平面布置,未知量少,精度较高。
有关短肢剪力墙结构设计和质量控制的探讨摘要:本文结合笔者多年的工程实践经验,对短肢剪力墙结构的设计要点及质量控制措施进行探讨,以供同行参考。
关键词:住宅短肢剪力墙结构设计质量控制引言随着人们对高层住宅平面与空间的要求越来越高,短肢剪力墙结构和异形柱框架结构型式,在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点,得到了住户与房开商的欢迎。
短肢剪力墙结构型式,既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理,有广泛的应用前景。
本文结合笔者多年的工程实践经验,从短肢剪力墙结构概述入手,探讨了短肢剪力墙结构的设计要点及质量控制措施。
一、短肢剪力墙结构概述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。
其中,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。
短肢剪力墙结构的必要条件是: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%。
对短肢剪力墙结构的下限规定,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。
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。
二、短肢剪力墙结构的设计探讨短肢剪力墙结构,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。
1、抗震设计时(1)各层短肢剪力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和0.7,对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1;(2)除底部加强部位应按高规7.2.10条调整剪力设计值外,其它各层短肢剪力墙的剪力设计值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2;(3)短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。
短肢剪力墙结构设计中若干问题的探讨
近年来带有短肢剪力墙的建筑结构在我国部分地区较为流行,但业内人士对此结构的争议较大,下面将就短肢剪力墙结构设计中若干问题进行分析探讨
1短肢剪力墙定义
顾名思义,短肢剪力墙就是墙肢较短的剪力墙,但由于其在工程中的复杂多样性,对短肢剪力墙的判断还有一些问题需要讨论
1.1短肢墙的高厚比要求
(1短肢剪力墙与一般剪力墙的区分《高规》7.1.8条注解一规定:短肢墙是指截面厚度不大于300各肢截面的高度与厚度之比为4~8,一般墙是指墙肢水平截面的高度与厚度之比大于4~8的剪力墙。
(2短肢剪力墙与异形柱的区分《异形柱规程》2.1.1条规定,异形柱是几何形状为L形、T形、+字形,且截面各肢的高厚比不大于4的柱
(3墙与柱的区分抗震规范6.3.6条规定,柱的截面长边与短边比不宜大于3.6.4.9条规定。
抗震墙的墙肢长度不大于墙厚3倍时,应按柱的要求进行设计。
高规7.2.5条规定,矩形截面独立墙肢高厚比不大于3时,宜按框架柱进行截面设计。
这些规范的论述是一致的,高厚比小于3 的竖向估计应按矩形柱设计
因此,各类竖向构件可用截面高厚比进行区分:高厚比小于3为矩形柱。
高厚比在3~4为异形柱。
高厚比大于8为一般剪力墙。
1.2多肢短肢剪力墙判定
在实际工程中,L形、T形、+字形和Z形的短肢墙大量应用,且由于其比一字形短肢剪力墙抗震性能强,延性及平面外稳定较好,故规范要求短肢墙应尽可能设置翼缘。
规范范规定的短肢剪力墙是指各个肢的截面高厚比都小于8的剪力墙。
也就是说只要有一个肢的高厚比大于8的就属于一般剪力墙了。
由于短肢剪力墙抗震能力较差,应采取必要的加强措施,这是短肢剪力墙与一般剪力墙的不同之处。
但如果与短肢剪力墙两侧相连的构建刚度很大,使该墙抗震性能提高,就不一定要采取加强措施。
如《北京细则》5.4.6规定,当墙肢截面高厚比虽为4~8,但墙肢两侧均与较强连梁(连梁净跨与连梁截面高度之比<2.5或墙肢较短但与翼墙相连时(翼墙长度应不小于翼墙厚度的3倍,可不作为短肢剪力墙处理。
2什么是短肢剪力墙结构
高规7.1.8条规定:高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙;B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
高规7.1.8条还规定:当采用较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下面两条要求。
一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宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;二房屋适用高度比《高规》3.3.1-1表规定的剪力墙最大适用高度适当降低,7度、8度(0.2g和8度(0.3g时分别不应大于100m、80m、60m.
那什么又是较多短肢剪力墙结构呢?高规7.1.8条注解2规定:在规定水平地震作用下,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。
也就是说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%~50%区间。
3短肢剪力墙设计时的措施
高规7.2.2条规定:抗震设计时,短肢剪力墙的设计应符合下列规定
1。
短肢剪力墙截面厚度除应符合高规7.2.1条要求外,底部加强区部位尚不应小于200mm,其他部位尚不应小于180mm
2一、二、三级短肢剪力墙的轴压,分别不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墙轴压比限值应相应减少0.1.
3短肢剪力墙的底部加强部位应按高规7.2.6条调整剪力设计值,其他各层一、二、三级时剪力设计值应分别乘以增大系数1.4、1.2、和1.1。
4短肢剪力墙边缘构件的设置应符合高规第7.2.14条规定。
5短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率,底部加强部位一、二级不宜小于1.2%,三、四级不宜小于1.0%;其他部位一、二级不宜小于1.0%,三四级不宜小于0.8%。
6不宜采用一字形短肢剪力墙,不宜在一字形短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁。
4应用SANTWE软件进行短肢剪力墙结构电算应注意的问题
1建模时,建议按规范有关要求,依据构件截面的高厚比进行定义和分类。
同一构件,定
义的类型不同,程序在导荷、计算、出图等方面也有所不同。
应予以特别注意
2SATEW软件可以自动搜索短肢剪力墙,但不能自动判断短肢剪力墙结构。
因此在短肢
剪力墙较多时,可以暂时将结构体系设定为“短肢剪力墙结构”进行试算。
查看计算书WV02.OUT输出文件中柱及短肢墙倾覆弯矩百分比数值。
若不符合短肢剪力墙结构的条件,再将“结构体系”改为其它结构类型重新计算。
3当上下部结构完全不同、各楼层剪力墙布置不一致,应主要考查结构底部加强区及以上
一层(不含地下室短肢墙所占的比例。
而不应仅考查地上一层的请况。
4短肢剪力墙结构的抗侧力构件布置,宜使两个主要受力方向的刚度和承载力相近。
如果
X或Y方向中的一个界定为短肢剪力墙,另一个方向界定为一般剪力墙结构,应两个方向按各自分析确定效应和配筋。
即分别设定结构类型计算两次。
各取相应计算结果;或从严控制,即只要有一个方向符合短肢剪力墙结构的条件,就按短肢剪力墙结构进行整体计算和配筋。
5对于上部塔楼是短肢剪力墙结构,下部裙房是框架-剪力墙结构的框支转换短肢剪力墙结
构,应在“结构体系”设置时,按“短肢剪力墙结构”和“复杂高层结构:各计算一次,因为这类结构同时符合两类特殊结构特征。
而规范对这两类结构的要求各有侧重,需调整和加强的内容各不相同。
底部加强部位(转换部位的框支剪力墙结构应按“复杂高层结构”的要求进行设计,上部非加强部位的短肢剪力墙应按“短肢剪力墙结构”的要求进行设计
总之。
短肢剪力墙结构,我们要根据他的受力特点。
按规范要求,采取有效的加强措施进行技术设计,以保证结构安全。