浅谈高层住宅剪力墙的合理布置原则
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剪力墙的布置原则在建筑结构设计中,剪力墙是一种重要的抗侧力构件,它能够有效地抵抗水平荷载,如地震作用和风荷载,保证建筑物的稳定性和安全性。
合理地布置剪力墙对于结构的性能和经济性有着至关重要的影响。
下面我们就来详细探讨一下剪力墙的布置原则。
一、均匀布置原则剪力墙在平面上的布置应该尽量均匀,以保证结构在各个方向上的刚度和承载能力相对均衡。
如果剪力墙的布置不均匀,可能会导致结构在某些方向上的刚度较大,而在其他方向上的刚度较小,从而在水平荷载作用下产生较大的扭转效应,影响结构的安全性和使用性。
例如,在一个矩形的建筑平面中,如果只在长边方向布置剪力墙,而短边方向没有剪力墙或者剪力墙数量很少,那么在水平荷载作用下,建筑就容易绕短边方向发生扭转。
因此,为了避免这种情况,应该在建筑的两个方向上均匀地布置剪力墙,使结构的抗侧力体系更加合理。
二、周边布置原则剪力墙宜沿建筑物的周边布置,这样可以增加结构的抗扭刚度,有效地抵抗水平荷载产生的扭转作用。
周边布置的剪力墙能够形成一个封闭的抗侧力体系,提高结构的整体性和稳定性。
同时,周边布置的剪力墙还可以有效地抵抗建筑物周边的风荷载和地震作用,减少建筑物在水平荷载作用下的变形。
此外,周边剪力墙还可以为内部的框架结构或其他结构体系提供有效的约束,提高内部结构的承载能力和稳定性。
三、对称布置原则剪力墙的布置应该尽量对称,使结构的质心和刚心尽可能重合。
质心是建筑物质量的中心,刚心是结构抗侧刚度的中心。
当质心和刚心不重合时,在水平荷载作用下会产生附加的扭矩,增加结构的内力和变形。
对称布置剪力墙可以有效地减少结构的扭转效应,提高结构的抗震性能。
例如,如果一个建筑物的平面形状不规则,存在突出部分或者凹进部分,那么在布置剪力墙时,应该在突出部分和凹进部分对称地布置剪力墙,以平衡结构的刚度和质量分布。
四、纵横墙相连原则纵横墙相连可以形成一个有效的空间结构体系,提高结构的整体性和承载能力。
在布置剪力墙时,应该尽量使纵横墙相互连接,形成一个连续的抗侧力体系。
剪力墙结构的布置原则剪力墙结构在建筑工程中的应用非常广泛,如高层建筑、框架结构、板式结构等。
剪力墙作为结构的一部分起着支撑和抗震的重要作用。
在进行剪力墙的布置时,需要考虑多方面的因素,以保证整个结构的稳定性和安全性。
下面是剪力墙布置的一些原则。
1.剪力墙布置的一般原则(1)确定剪力墙的数量和位置。
剪力墙的数量要合理,不能过少,也不能过多。
一般来说,应根据结构的尺寸、形状、楼层高度、地震烈度等来确定。
剪力墙应布置在结构的弱部位,如角部、柱子附近等位置。
(2)剪力墙之间的间距应合理,一般不应大于横向墙长的1.5倍。
如果大于这个距离,则需要考虑增强墙体的强度或增加剪力墙的数量。
(3)剪力墙的形状应尽量规则,以减小结构的异型荷载效应和应力集中现象。
2.剪力墙的分布原则(1)在楼层平面上,剪力墙应布置在整个结构的周边,以增强结构的抗倒塌能力。
同时,在横向布置上要避免剪力墙的缺口太大,应当避免连续墙排布。
(2)在高层建筑中,剪力墙通常沿高度方向分布。
一般来说,剪力墙的布置应合理分散,不能过于集中。
(3)在多塔楼或多个单元的建筑中,应将剪力墙布置在相邻塔楼或单元之间,以增加整个结构的刚度和稳定性。
3.剪力墙与其他结构的配合原则(1)剪力墙与框架结构的配合:剪力墙通常布置在框架结构的外围,以增加结构的整体受力能力。
(2)剪力墙与板式结构的配合:在板式结构中,剪力墙应布置在结构的角部或柱子旁边,以增加结构的整体稳定性。
(3)剪力墙与地下室的配合:在地下室结构中,剪力墙一般沿地下室周围布置,以提高地下室的抗震性能。
4.效率与经济性考虑在剪力墙的布置过程中,需要考虑到结构的效率与经济性。
一方面,剪力墙的布置应满足结构的抗震需求,以确保结构的整体稳定性;另一方面,也需要考虑到施工的便利性和成本的统筹。
因此,在具体设计中需要综合考虑多个因素,以达到结构的最佳布置效果。
总之,剪力墙的布置原则需要从结构的整体抗震性能、结构的几何形状和结构的经济性等多个方面进行综合考虑。
住宅剪力墙布置的原则
住宅剪力墙的布置原则主要有以下几点:
1. 布置合理:剪力墙应遵循结构设计的要求,按照建筑的整体布置进行规划。
通常情况下,剪力墙应分布在建筑平面的外周,并与建筑的骨架结构相配合。
2. 布置均匀:剪力墙应均匀地分布在建筑平面上,以保证力的合理传递和分散。
通常情况下,剪力墙的布置间距应保持在一定的范围内,避免出现过密或间距过大的情况。
3. 布置连续:剪力墙应在建筑平面上形成一个连续的环绕结构,以增加结构的整体性和稳定性。
如果有多个剪力墙,则应通过加强剪力墙之间的连接,使其共同承担地震力。
4. 布置对称:剪力墙的布置应尽量保持对称,以减小结构在地震作用下的位移和变形。
对称布置的剪力墙可以增加结构的稳定性,并减小结构的结构非线性。
5. 布置连续:剪力墙在垂直方向上应该是连续的,即墙体的高度应该一直延伸到建筑的最高层。
这样可以确保剪力墙在承担地震力的同时,承担建筑重力的作用。
总之,剪力墙布置的原则是要合理均匀、连续对称,以保证结构的整体性和稳定性,并在承担地震力的同时能够承担建筑的重力。
剪力墙布置要遵循的四点原则剪力墙结构是一种常见结构形式,特别是在量大面广的高层住宅中广泛应用。
剪力墙结构由于梁和板的跨度不大,梁和板的优化空间相对较小。
下面我们讲述下剪力墙布置要遵循的四点原则。
平面布置原则墙肢布置的优劣直接从宏观上影响整个建筑结构的力学性能和经济指标,因此优化布置是进行剪力墙结构优化设计的关键。
剪力墙布置宜遵循如下四点原则。
1 墙肢对齐布置剪力墙构件作为高层剪力墙结构主要的抗侧移构件,进行结构设计时应充分发挥墙肢间的联动效用。
因此进行结构布置时,同一方向的墙肢宜均匀布置,在平面上形成多道联肢剪力墙协同工作,尽量避免剪力墙错位布置。
如图1 所示的某高层住宅结构平面Y 向存在4 片墙肢刚好错位布置的情况( 图1 中框起部分的墙肢) 。
稍微调整该墙肢的位置,可形成2 道联肢剪力墙,则对齐布置的计算模型局部侧向刚度可增加10% 。
2 墙肢均匀布置高层建筑结构在满足承受竖向荷载和结构抗侧移刚度的需要外,还应具有一定的抗扭转刚度。
具体设计过程中,可通过适当加强周边剪力墙以及外圈梁,调整结构刚度中心与结构平面几何形心、质量中心的相对位置,尽量做到“三心”重合的理想效果。
3 避免使用短肢剪力墙或长墙由于短肢剪力墙的延性较差,且构造要求高,钢筋用量较大,结构布置时应避免使用短肢剪力墙。
墙肢长度过长,刚度过大,会造成地震力比较集中。
剪力墙结构中如果存在少量长墙,地震作用下的楼层剪力主要由这部分长墙承受,发生超烈度地震时该部分墙肢由于承受巨大的地震力往往首先破坏,由于其他墙肢的承载力较弱,容易造成剪力墙墙肢由强到弱各个击破的破坏形式,最终导致结构倒塌。
因此,进行剪力墙结构布置时宜使各墙肢刚度接近,尽量避免使用长墙。
4 优先采用带翼缘墙L 形、T 形的剪力墙因墙肢端部的翼墙起到扶壁作用,稳定性较好,同时也比较容易满足框架梁搭接在剪力墙端部时钢筋的锚固长度要求,进行结构布置时宜优先采用,L 形、T 形墙的翼墙长度可控制在0. 5 ~1. 0m,翼墙长度越短,则配筋越少。
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。
故稳定性一般会满足;此时剪力墙墙厚主要由构造与施工要求控制。
建筑物高度在百米以下时剪力墙厚度一般取200~300mm(3)剪力墙的墙肢长度:剪力墙墙肢长度不能太短,否则就短肢(4-8倍),不能太长(大于8 m),受弯后产生的裂缝宽度会较大,墙体的配筋容易拉断。
故我们控制剪力墙的墙肢长度大于厚度的8倍一点点,比如200墙;取1650墙肢长度,300墙取2450墙肢长度就行,但整个剪力墙的墙肢长度一般不要超过4m,当墙的长度很长时,可通过开设洞口将长墙分成两段长度较小的墙段。
论剪力墙结构设计优化方法及措施1、合理的结构布置结构的布置对建筑物的抗震性能有巨大的影响,合理的结构布置是结构安全、经济的前提。
主要从平面和竖向布置两个方面进行考虑。
(一)平面布置原则。
高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规则的平面形状,这样可以减少扭转的影响。
宜选用风压较小的形式,还必须考虑有利于抵抗水平作用和竖向荷载,受力明确、传力直接。
(二)竖向布置原则。
竖向布置应使体型规则、均匀,避免有较大的外挑和内收,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
剪力墙结构为了底部大空间的需要,底层或底层若干层剪力墙不落地,可能产生刚度突变,这时应尽量增加其他落地剪力墙,柱或筒体的截面尺寸,并适当提高相应楼层混凝土的等级,使刚度的变化减少。
2、剪力墙结构设计分析2.1 剪力墙结构刚度大,整体性好,用钢量较省。
在高层住宅中,开间均较小,分隔墙较多,采用现浇剪力墙。
可将承重墙减少,比较经济。
另外,剪力墙外观整齐,没有露梁、露柱现象,便于室内布置因此,在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。
2.2 剪力墙结构设计中应注意的问题,剪力墙结构的抗侧刚度大,结构周期小,地震响应大;剪力墙结构墙体越多,建筑物的重量越大,地震反应也大,会造成浪费;另外,剪力墙结构墙体多为构造配筋,如果配筋率太低,则结构延性差。
2.3 结构位移的控制最大层间位移角(应≤1/1000)、最大水平位移与层平均位移的比值(不宜大于 1.2,不应大于 1.5)及最大层间位移与平均层间位移的比值(不宜大于1.2,不应大于1.5)。
结构在风荷载和地震作用下的位移均能很好地满足规范限值。
2.4 剪重比控制剪重比是反映结构承受地震作用大小的指标之一,地震力计算不能偏大,但也不能太小。
3、剪力墻结构构件含钢量控制随着我国建筑科学的迅速发展,建筑高度越来越高,剪力墙结构在高层建筑中的应用也越来越广泛。
要实现高层建筑结构设计的经济性,就必须对其剪力墙结构中的含钢量进行适当的控制。
高层住宅剪力墙的合理布置摘要:本文以8度抗震设防区一幢高层住宅剪力墙的布置为例,分析了高层剪力墙结构不同墙体间距方案对结构的抗震性能和材料用量等的影响。
关键词高层住宅剪力墙墙体间距周期位移工程概况本工程为山西省军区军官住宅发展中心筹建的一幢高层住宅,大楼建筑面积为23400m2,地下2层,地上24层,顶部设有2层塔楼,建筑物总高78.6m。
其中,准层层高2.8m,因没有设置设备层,故十二层及二十四层的层高为3.2m,地下一层层高为3.0m,地下二层层高为3.6m。
平面形式为对称蝶形,采用剪力墙结构体系。
据工程地质勘察报告,该场地土为Ⅱ类土,需按8度抗震设防,建筑物抗震等级为二级,采用筏板基础,埋深7.4m。
±0.000以下墙体厚均为300mm,±0.000以上内、外墙厚均为200mm,填充墙采用加气砼砌块。
砼标号十三层以下均为C35,十四层以上均为C30。
2 剪力墙布置分析剪力墙结构平面布置应根据建筑的使用功能、墙体构件类型、施工工艺及综合经济技术指标等多种因素加以确定,就本工程而言,墙体布置按承重情况可分为小开间横墙承重(方案一)和大开间横墙承重(方案二)两种方案。
为了对本工程进行优化设计,使结构设计既符合现行规范要求,又达到经济合理,对大小开间横墙间距两种布置方式、结构的力学性能和经济指标的影响进行了比较。
2.1 小开间横墙承重方案(方案一)采用方案一,每开间都有剪力墙(见图1),因结构不是双轴对称,所以应考虑扭转耦联作用。
计算时,采用9个振型,计算结果见表1。
从这些结果中可看出,采用小开间剪力墙布置,基本自振周期较短,结构的抗推刚度和抗扭刚度较大,相应的地震作用也较大。
同时,墙体开间小,建筑布置也受限制,不够灵活。
墙体过多,用的材料也多,楼房建设费用也要增加,而且墙体自身的承载力不能得到充分发挥和利用。
从抗震性能讲,结构越刚,地震作用越大,墙体损坏后,才能减小地震力,如果墙体的延性设计不当,就容易产生脆性破坏。
5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
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。
浅谈剪力墙的建筑结构设计原则及应用剪力墙是建筑结构中常用的一种结构形式,具有良好的抗震性能,广泛应用于高层建筑和框架结构中。
本文将从剪力墙的设计原则和应用方面进行浅谈。
剪力墙的设计原则主要包括以下几点:1. 剪力墙的布置原则:剪力墙应该布置在建筑结构的承重墙位置,以实现将建筑荷载直接传导到地基的目的。
剪力墙的布置应尽量均匀和连续,避免出现局部集中的应力。
2. 剪力墙的尺寸原则:剪力墙的尺寸应根据设计荷载和建筑高度来确定,一般情况下,剪力墙的深度和宽度应满足一定的比例关系,以确保剪力墙的稳定性和刚度。
3. 剪力墙的墙体开洞原则:剪力墙的开洞应尽量避免,特别是在剪力墙的周边区域。
开洞会破坏剪力墙的整体作用,降低其承载能力和抗震性能。
4. 剪力墙的配筋原则:剪力墙应配备足够的纵向和横向钢筋,以增加其抗弯和抗剪承载能力。
横向钢筋应按照一定的间距和数量进行布置,以提供足够的抗剪刚度。
5. 剪力墙的连接原则:剪力墙应与建筑结构的其他部分进行良好的连接,以确保力的连续传递和整体稳定性。
连接方式一般采用焊接或螺栓连接,连接部位应具有足够的强度和刚度。
剪力墙的应用主要体现在以下几个方面:1. 抗震性能:剪力墙具有较好的抗震性能,能够在地震荷载下吸收和分散能量,保证建筑结构的安全和稳定。
在高层建筑和框架结构中,通常将剪力墙布置在建筑的纵向和横向,以提高整体的抗震承载能力。
2. 空间效果:剪力墙可作为建筑结构中的隔断墙使用,既能满足结构安全的要求,又可以根据设计的需要灵活布置房间和空间。
剪力墙的存在可以增加房间的整体刚性和稳定性。
3. 施工效率:剪力墙的施工相对简单,且不需要大量的模板和支撑结构,可以提高施工的效率和速度。
剪力墙的施工工艺也较为成熟,施工风险较小。
浅谈高层住宅剪力墙的合理布置原则摘要:为了使结构设计人员能更好把握高层住宅剪力墙结构的设计方法,以崇左市江州区地税局1#高层住宅楼为例,针对在设计过程中考虑诸多因素,如何进行概念设计,如何科学合理布置剪力墙,如何在结构整体计算中满足规范规定的各种控制指标要求,如何进行剪力墙边缘构件的分类和合理配筋,如何在设计中减小连梁刚度避免剪切破坏,分别给予说明。
使结构设计人员在今后的剪力墙结构设计中做到既安全、经济又合理。
关键词:高层住宅;剪力墙;短肢墙;结构设计整体性能控制指标慨述近年来,随着社会的发展和人口的城镇化,以及土地越来越紧张,高层住宅大量涌现,如何在设计过程中使结构安全、经济、合理已成当务之急。
由于目前的高层住宅的户型平面布置大多数是建筑师依据业主的使用要求以及城市规划的景观立面效果要求先进行方案设计,建筑方案阶段,结构专业要先介入建筑专业,运用结构概念设计协调建筑师完善建筑平面布置,以免后续的初步设计阶段及施工图设计阶段产生很多不合理之处和不必要的浪费。
现以崇左市江州区地税局1#高层住宅楼工程为例,对高层住宅剪力墙结构设计中需考虑诸多因素予以阐述。
1工程概况崇左市江州区地税局1#高层住宅楼位于崇左市江滨路,该工程为住宅建筑,属二类高层建筑,主体结构地上为一梯四户塔式建筑18层(1层为架空层,2-18层为单元住宅,层高均为3.1m),地下负1层(层高为3.5m)为设备用房及部分摩托车、单车停放用房(非人防地下室),建筑总高为55.8m,设计使用年限为50 年,建筑耐火等级为一级,工程总建筑面积为10841m2,东西长23.30 m,南北长31.60 m。
结构体系为剪力墙结构,抗震设防烈度为六度,设防类别为丙类,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组。
内隔墙为190厚多孔页岩烧结砖(业主不同意使用轻质加气砼自保温节能砖)。
2.剪力墙的布置原则2.1 因为剪力墙的抗侧刚度大,容易满足小震作用下高层结构的位移限值,在高层剪力墙结构中,剪力墙宜沿两个主轴方向双向布置,形成空间结构,抗震设计时应避免单向布置剪力墙,幷宜使两个方向刚度接近。
一般来说,剪力墙的平面布置遵循“均匀、对称、周边“的原则。
剪力墙数量过少,结构的变形过大,结构抗侧刚度不够,反之,如果剪力墙的数量太多,抗侧刚度过大,会使地震力加大,自重加大,对结构并不利且会增加房屋建造成本造成浪费,所以剪力墙的数量应合理确定,使结构具有适宜的侧向刚度。
2.2剪力墙的竖向刚度应均匀,剪力墙宜自下到上连续布置;剪力墙墙肢截面宜简单、规则,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,尽量避免不规则洞口布置的错洞墙。
2.3 近年兴起的短肢剪力墙较多的剪力墙结构,有利于住宅建筑布置,又可进一步减轻结构自重。
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,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。
但在高层建筑结构中不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构,当短肢剪力墙较多时,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)共同抵抗水平力的结构。
当短肢剪力墙较多时(一般认为,剪力墙结构中的短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩约占40~50%结构总底部地震倾覆力矩,界定为短肢剪力墙较多的剪力墙结构),在抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。
在布置崇左市江州区地税局1#高层住宅楼剪力墙时,由于x向受门窗洞口布置的制约,x向剪力墙墙肢较短,y向剪力墙墙肢较长,为了使x向和y向抗侧刚度接近,墙肢尽量多做成带翼缘的L形、T形等,少做“一”字形短墙。
并沿建筑外围周边均匀分散布置,强化周边,弱化中间,增强整体扭转刚度。
剪力墙的墙长不用沿轴线满轴布置,满轴布置剪力墙刚度太大,周期太短,导致地震效应增大,造成不必要的材料浪费。
利用外围周边门窗洞口对齐,形成受力明确的墙肢和连梁,地下一层墙厚为250,1-18层墙厚为200,高厚比多数控制在8.5-9左右(即墙长在1700mm-1800mm之间)。
个别墙肢长度受建筑使用的制约,形成短肢墙,高厚比在5-8左右(即墙长在1000mm-1500mm之间)。
经中国建筑科研院PKPM糸列SATWE计算结果显示,底部短肢墙倾覆弯矩占结构总底部地震倾覆力矩百分比(X向最大)22.216%,可判断该剪力墙结构为普通剪力墙结构。
3. 剪力墙结构的整体性能控制要求结构平面布置尽可能使结构的刚度中心和质量中心重合,以减少扭转;在进行结构整体抗震计算分析时,结构还需满足<<抗规>>GB-50011-2010及<<高规>>JGJ3-2002规定的七个比例控制指标---周期比、位移比、剪重比、侧向刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、轴压比。
在利用PKPM建模完成对崇左市江州区地税局1#高层住宅楼结构平面布置(剪力墙布置及楼盖的梁板布置)后,进入SATWE整体结构计算。
由于业主使用上的要求,在建筑平面布置形式上该项目平面体形接近于工字形,为了加强中间薄弱的楼板,在此处加厚楼板(160mm,并双层双向布筋),并定义为弹性板。
由SATWE整体计算结果显示:(A) 剪力墙的墙肢最大轴压比在第一层(13)轴交(T)轴L形墙肢处为0.65,该工程抗震等级为四级,为一般剪力墙结构。
虽然<<抗规>>没有规定剪力墙结构抗震等级为四级的轴压比要求,但为了剪力墙结构有较好的延性,可以参考三级轴压比限值采用,但不要偏离太大,该项目轴压比0.65能满足要求。
(B) 周期比:Tt/T1= 1.6217/ 1.8936=0.85,满足A级高度高层建筑不应大于0.9的要求。
(C) 位移比:最大处,X+5% 偶然偏心地震作用下的楼层最大位移比1.22~1.24,位移角最大值为1/2955,位移比均满足A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A 级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,及剪力墙结构的位移角最大值1/1000的要求。
(D) 剪重比:X方向水平地震的楼层剪重比最小值为0.0085满足<<抗规>>楼层最小地震剪力系数6度λ=0.008的要求。
(E) 刚重比:结构整体抗倾覆验算,X向刚重比 EJd/GH**2= 5.25,Y向刚重比 EJd/GH**2=6.72该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应(F) 层间受剪承载力比:层间受剪承载力比(在第二层)最小值为0.97,能满足<<高规>>楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力80%的要求。
(G) 侧向刚度比:第1层X方向侧向刚度RJX 1 = 4.2436E+06(kN/m)至第18层RJX = 4.9438E+05(kN/m)第1层Y方向侧向刚度RJY 1 = 6.0192E+06(kN/m)至第18层RJY = 6.2179E+05(kN/m)因为剪力墙沿竖向高度均匀连续布置,侧移刚度从下至上逐渐均匀减小,没有形成竖向刚度突变,能满足<<高规>>对楼层侧向刚度的要求。
从此案例可知,高层住宅剪力墙结构在进行剪力墙及梁板布置后,在采用PKPM糸列SATWE 软件进行结构整体抗震计算分析时,需满足《抗规》与《高规》对周期比、位移比、剪重比、侧向刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、轴压比的要求。
4.剪力墙配筋及构造4.1剪力墙加强区高度范围取值在抗震设计时,为了保证出现塑性铰后剪力墙具有足够的延性,提高其抗剪切破坏的能力,在底部一定的范围内应当加强构造措施。
该工程剪力墙加强区高度范围,依据<<抗规>>6.1.10要求,剪力墙加强区高度取墙肢总高1/10及底部两层较大值,即55.8/10=55.8m,取1-2层为加强区,并延伸至地下-1层。
4.2剪力墙墙身配筋该工程剪力墙地面以上墙厚均为200 mm,水平钢筋放在外侧,竖向钢筋放在内侧,加强区水平筋双排φ10@200,竖向筋加强区双排φ10@200,双排钢筋之间采用φ6@400×400拉筋;非加强区水平筋双排φ8@200,竖向筋双排φ10@200,,双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋。
地面以下墙厚均为250 mm,地下部分外围墙体竖向配筋φ14@150为主要受力钢筋,水平筋φ12@150,地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制,简化计算后由竖向筋控制;为增大计算墙体的有效高度,可将地下部分墙体的水平筋放在内侧,竖向钢筋放在外侧。
4.3 剪力墙边缘构件的设置剪力墙在轴向压力和水平力作用下,在墙肢边缘应力较大,在该部位用端部竖向纵筋和箍筋组成的暗柱或明柱,称为边缘构件。
边缘构件内的砼是约束砼,它是提高墙肢端部砼极限压应变、改善剪力墙延性的重要措施。
试验研究表明,钢筋混凝土设置边缘构件后与不设边缘构件的矩形截面剪力墙相比,其极限承载力提高约40%,耗能能力增大20%,且增加了墙体的稳定性,因此一般抗震等级为一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件,抗震等级为一、二级的其它部位及抗震等级为三级、四级、非抗震设计的剪力墙的墙肢端部应设置构造边缘构件。
一、二级的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部,其约束边缘构件的纵向钢筋配筋最小截面积及约束边缘构件沿墙肢方向Lc和箍筋配箍特征值λv按《高规》第7.1.16条规定。
一、二级剪力墙的其它部位及三级、四级抗震设计、非抗震设计的剪力墙的墙肢端部构造边缘构件的纵向钢筋配筋最小截面积及箍筋配箍要求按《高规》第7.1.17规定。
对剪力墙的配筋应区分剪力墙的受力特性及类别,即普通剪力墙(长墙)、短肢剪力墙较多的短肢剪力墙、小墙肢应区别对待。
对于普通剪力墙,其约束边缘构件配筋满足规范要求的最小配筋率;对于短肢剪力墙较多的短肢剪力墙,应按《高规》第7.1.2条控制配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%。
对于小墙肢(高厚比小于5)其受力性能较差,应严格按《高规》控制其轴压比,宜按框架柱进行截面设计,并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%。
该工程抗震等级为四级,为一般剪力墙结构,个别短肢剪力墙抗震等级亦按四级,-1层及上部1-18层均设置构造边缘构件;-1层,第1层, 第2层为剪力墙底部加强区,个别纵筋最大直径为φ14,绝大部分纵筋直径为φ12,加强区构造边缘构件配筋率最大为0.84%,最小为0.53%,3-18层构造边缘构件纵筋配筋率普遍在0.53%~0.58%之间。