建筑结构设计中剪力墙结构设计要点
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剪力墙结构布置方案在建筑结构设计中,剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。
合理的剪力墙结构布置方案对于确保建筑物的安全性、稳定性以及功能性至关重要。
本文将详细探讨剪力墙结构布置的原则、要点以及常见的布置方案。
一、剪力墙结构的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,这些墙体不仅承担竖向荷载,还能够有效地抵抗水平荷载,如地震力和风荷载。
其主要特点包括:1、抗侧刚度大:能够有效地限制建筑物在水平荷载作用下的侧向位移,提高结构的稳定性。
2、整体性好:剪力墙之间协同工作,使结构具有良好的整体性和抗震性能。
3、空间利用率相对较低:由于墙体较多,可能会对室内空间的布局和使用造成一定限制。
二、剪力墙结构布置的原则1、均匀对称布置剪力墙应在建筑物的平面和竖向尽量均匀、对称地布置,以避免结构在水平荷载作用下产生过大的扭转效应。
这样可以使结构的受力更加合理,减少局部薄弱部位的出现。
2、周边布置将剪力墙沿建筑物的周边布置,可以增加结构的抗扭刚度,提高结构抵抗地震等水平作用的能力。
同时,周边的剪力墙还能够有效地约束内部框架的变形。
3、纵横墙相连纵向和横向的剪力墙应相互连接,形成空间工作体系,共同抵抗水平荷载。
这样可以充分发挥剪力墙的承载能力和抗侧性能。
4、避免短肢剪力墙短肢剪力墙的抗震性能相对较差,应尽量减少其使用。
如果无法避免,应采取加强措施以提高其抗震能力。
5、满足建筑功能要求在进行剪力墙布置时,应充分考虑建筑的使用功能,尽量减少对室内空间的影响,保证房间的规整和使用的便利性。
三、剪力墙结构布置的要点1、墙肢长度和厚度剪力墙的墙肢长度不宜过长或过短。
过长的墙肢容易在地震作用下发生弯曲破坏,过短的墙肢则稳定性较差。
墙肢厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承受的荷载等因素确定,以满足结构的承载能力和稳定性要求。
2、洞口设置剪力墙的洞口应合理设置,避免在同一位置集中开设过多的洞口。
洞口的大小和位置应经过计算和分析确定,以保证墙体的受力性能不受过大影响。
建筑结构设计中剪力墙结构设计要点刘连连摘要:随着我国社会经济的飞速发展,有效的推动了我国建筑行业的不断发展。
建筑规模的不断扩大,建筑物的建设层数也逐渐增高。
在高层建筑结构的设计过程中,剪力墙结构以其自身具有刚度大、整体性好的优势,在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用。
本文就针对建筑结构设计中剪力墙结构设计要点进行深入探讨。
关键词:建筑结构;设计;剪力墙;要点剪力墙结构之所以能够在建筑结构设计中得到非常广泛的应用,还是要从结构体系上的很多优势说起。
剪力墙结构整体性好,侧向刚度大,承载力高,弹塑性变形能力大,具有良好的抗震性。
从历次地震中的结果来看,剪力墙结构的震害比框架结构轻得多,由于变形能力不足或承载力不足而导致倒塌的剪力墙结构极少。
当然,并不是所有的建筑结构都要用到剪力墙结构,设计者需要严格按照建筑设计要求和特点,进行剪力墙结构的应用分析和规划,才能确保其良好的应用效果。
1、剪力墙结构的设计原则剪力墙结构主要是由钢筋混凝土材料制成,其代替了建筑项目中的框架梁柱结构,通过钢筋混凝土结构来承载内力,从而保证了结构的水平承载力。
现在剪力墙结构已经应用到众多建筑中,同时其作用也越来越重要,已经成为建筑不可或缺的结构体系。
1.1科学探析墙体受力情况在开展剪力墙结构设计工作时,设计人员必须深入的探究墙体结构的具体受力情况。
这是由于墙体属于平面构件,所以其不仅需要承受弯矩以及水平方向的剪力,同时还需要承受竖向压力。
所以在设计剪力墙结构时,一定要深入的探究剪力墙的具体受力情况,从而一方面保证墙体的强度,另一方面提升墙体的实际使用效果。
1.2注重平面内搭接的使用由于剪力墙结构所具有的特殊性,这就使得在同一平面剪力墙结构所需要承担的承载力以及刚度相对较大,同时导致平面外的承载力以及刚度逐渐减弱。
若是直接连接有平面外的梁体结构以及剪力墙,则会导致墙肢平面外弯矩逐渐提升。
然而大多建筑设计,均会忽视墙的平面外刚度以及承载力大小的验算,从而导致墙体受力情况出现计算不足这一情况,导致安全隐患、问题出现。
剪力墙结构设计注意要点关键信息项:1、剪力墙的布置原则2、剪力墙的厚度要求3、剪力墙的配筋设计4、连梁的设计要点5、边缘构件的设计规定6、剪力墙结构的抗震性能要求1、剪力墙的布置原则11 剪力墙应沿建筑物的主要轴线方向布置,以形成有效的抗侧力体系。
111 剪力墙的布置应均匀、对称,避免出现局部薄弱部位。
112 剪力墙的间距应符合规范要求,以保证结构的整体稳定性和抗扭性能。
113 对于较长的剪力墙,宜设置洞口将其分成若干墙段,墙段之间宜采用弱连梁连接。
2、剪力墙的厚度要求21 剪力墙的厚度应根据其所在部位、抗震等级、房屋高度等因素确定。
211 一般情况下,底部加强部位的剪力墙厚度不应小于 200mm。
212 非底部加强部位的剪力墙厚度不应小于 160mm。
213 剪力墙的厚度还应满足稳定性和构造要求。
3、剪力墙的配筋设计31 剪力墙的竖向和水平分布钢筋应根据计算结果和规范要求进行配置。
311 竖向分布钢筋通常布置在剪力墙的两侧,其间距不应大于300mm。
312 水平分布钢筋应布置在竖向分布钢筋的外侧,其间距不应大于300mm。
313 剪力墙的边缘构件应按照规范要求配置箍筋和纵筋。
4、连梁的设计要点41 连梁的跨高比应合理控制,以保证其具有良好的耗能能力。
411 连梁的截面尺寸应满足剪压比要求,避免发生脆性破坏。
412 连梁的配筋应根据其受力特点进行计算和配置,同时应考虑强剪弱弯的设计原则。
413 对于跨高比较小的连梁,可采用交叉斜筋、对角暗撑等加强措施。
5、边缘构件的设计规定51 边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件,其设置范围和配筋要求应符合规范。
511 约束边缘构件的范围应根据抗震等级和墙肢轴压比确定。
512 构造边缘构件的配筋应满足最小配筋率要求。
6、剪力墙结构的抗震性能要求61 剪力墙结构应具有足够的承载能力、变形能力和耗能能力。
611 在地震作用下,剪力墙结构应满足层间位移角等变形要求。
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。
框架-剪力墙结构中剪力墙的设计框架剪力墙结构中剪力墙的设计在现代建筑结构设计中,框架剪力墙结构因其良好的抗震性能、较大的空间灵活性以及相对经济的成本,被广泛应用于各类高层建筑中。
剪力墙作为这种结构体系中的重要抗侧力构件,其设计的合理性直接影响着整个结构的安全性和经济性。
接下来,让我们深入探讨一下框架剪力墙结构中剪力墙的设计要点。
一、剪力墙的作用与工作原理剪力墙,顾名思义,是一种能够承受水平和竖向荷载的墙体结构。
在框架剪力墙结构中,剪力墙主要承担水平荷载,如风荷载和地震作用,将其传递到基础。
当水平荷载作用于结构时,剪力墙通过自身的抗弯、抗剪能力来抵抗水平力。
其工作原理类似于一个竖向放置的悬臂梁,墙肢的弯曲变形和剪切变形共同消耗了水平荷载产生的能量。
二、剪力墙的布置原则1、均匀对称原则剪力墙的布置应尽量均匀、对称,使结构在各个方向上的抗侧刚度相近,避免因刚度分布不均匀而导致结构在地震作用下发生扭转破坏。
2、周边布置原则在建筑物的周边布置剪力墙,可以有效地增加结构的抗扭刚度,减小结构的扭转效应。
3、纵横墙相连原则纵横墙相互连接,可以形成有效的抗侧力体系,增强结构的整体性和稳定性。
4、避免短肢剪力墙短肢剪力墙的抗震性能相对较差,应尽量减少其使用。
三、剪力墙的类型1、整体墙当剪力墙的洞口面积小于墙体面积的 15%,且洞口之间的净距及洞口至墙边的净距大于洞口长边尺寸时,可视为整体墙。
整体墙的受力性能较好,具有较大的抗侧刚度。
2、小开口整体墙洞口面积稍大,但仍能符合一定的条件时,可视为小开口整体墙。
其受力性能介于整体墙和联肢墙之间。
3、联肢墙当洞口面积较大,墙肢之间通过连梁连接时,形成联肢墙。
联肢墙的墙肢和连梁协同工作,共同抵抗水平荷载。
4、壁式框架当连梁的刚度较大,墙肢的线刚度与连梁的线刚度接近时,剪力墙的受力性能类似于框架,称为壁式框架。
四、剪力墙的尺寸设计1、墙厚剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体的受力情况确定。
框架剪力墙结构设计要点在现代建筑设计中,框架剪力墙结构因其具备良好的抗震性能、较大的室内空间利用率以及灵活的布局等优点,得到了广泛的应用。
要确保这种结构的安全性、可靠性和经济性,合理的设计至关重要。
以下将详细阐述框架剪力墙结构设计的要点。
一、结构布置1、剪力墙的布置剪力墙应均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间及平面形状变化较大的部位。
这样可以有效地提高结构的抗扭性能和整体稳定性。
同时,剪力墙的长度不宜过长,避免出现单片剪力墙承担过大的水平荷载,导致过早破坏。
2、框架柱的布置框架柱应尽量做到上下贯通,避免在同一楼层出现框架柱截面尺寸和位置的突变。
柱网的布置应满足建筑使用功能的要求,同时要保证结构的受力合理。
3、梁的布置梁的布置应与剪力墙和框架柱协同工作,形成良好的传力体系。
框架梁应尽量避免穿过剪力墙,以免削弱剪力墙的承载能力。
二、抗震设计1、抗震等级的确定根据建筑物所在地区的抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素,准确确定框架剪力墙结构的抗震等级。
抗震等级的确定直接影响到结构构件的配筋和构造要求。
2、地震作用计算采用合理的计算方法,如底部剪力法、振型分解反应谱法或时程分析法,计算地震作用下结构的内力和位移。
在计算过程中,要考虑扭转效应的影响。
3、抗震构造措施根据抗震等级,对框架柱、剪力墙、框架梁等构件采取相应的抗震构造措施,如加密箍筋、设置约束边缘构件等,以提高结构的延性和耗能能力。
三、荷载取值1、恒载包括结构自重、建筑装修材料重量、固定设备重量等。
在设计过程中,应根据实际情况准确计算恒载的大小。
2、活载按照《建筑结构荷载规范》的规定,合理取值各类活荷载,如楼面活载、屋面活载、风荷载等。
同时,要考虑活载的不利布置对结构内力的影响。
四、结构分析1、模型建立采用合适的结构分析软件,建立准确的框架剪力墙结构计算模型。
在模型中,要正确输入构件的几何尺寸、材料特性、荷载等参数。
2、计算结果分析对结构分析的计算结果进行仔细分析,包括结构的自振周期、位移比、层间位移角、内力分布等。
剪力墙结构设计要点关键信息项:1、剪力墙的布置原则2、剪力墙的厚度要求3、剪力墙的配筋设计4、剪力墙的连梁设计5、剪力墙的边缘构件设计6、剪力墙结构的抗震性能要求7、施工过程中的注意事项11 剪力墙的布置原则111 剪力墙应沿建筑物的主要轴线方向布置,以增强结构的抗侧刚度和抗震性能。
112 剪力墙的布置应均匀、对称,避免出现局部薄弱区域。
113 剪力墙的间距应满足规范要求,以保证结构的整体稳定性和经济性。
114 对于较长的剪力墙,应设置洞口或采取分段布置的方式,以减小温度和收缩应力的影响。
12 剪力墙的厚度要求121 剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级、风荷载等因素确定。
122 一般情况下,底部加强部位的剪力墙厚度应适当增加。
123 剪力墙的最小厚度应满足规范的规定,以保证其承载能力和稳定性。
13 剪力墙的配筋设计131 剪力墙的配筋应根据内力计算结果进行设计,包括竖向钢筋和水平钢筋。
132 竖向钢筋主要承受压力,其配筋率应满足规范要求。
133 水平钢筋主要承受剪力,其间距和配筋率应符合设计规范。
134 对于边缘构件,应根据抗震等级进行加强配筋。
14 剪力墙的连梁设计141 连梁的截面尺寸和配筋应根据其跨高比、内力等因素确定。
142 跨高比较小的连梁,应考虑其受力特点进行特殊设计。
143 连梁的箍筋应加密配置,以提高其抗剪能力。
15 剪力墙的边缘构件设计151 边缘构件包括约束边缘构件和构造边缘构件,应根据抗震等级和墙肢的轴压比确定。
152 约束边缘构件的范围和配筋要求应严格按照规范执行。
153 构造边缘构件的配筋应满足最低要求。
16 剪力墙结构的抗震性能要求161 剪力墙结构应具有良好的抗震耗能能力,通过合理的设计保证结构在地震作用下的安全性。
162 应进行抗震分析和验算,包括多遇地震和罕遇地震作用下的结构响应。
163 加强关键部位的抗震构造措施,提高结构的整体抗震性能。
17 施工过程中的注意事项171 施工中应严格按照设计图纸进行剪力墙的钢筋绑扎和混凝土浇筑。
剪力墙结构设计注意要点1.剪力墙的布置和分布应符合建筑结构设计规范要求。
根据建筑的平面布置和结构特点,合理确定剪力墙的位置、数量和尺寸。
剪力墙应均匀分布以保证结构的整体稳定性。
2.剪力墙的刚度应与整个结构相匹配。
在结构设计过程中,需要根据剪力墙的尺寸与布置来合理确定剪力墙的刚度。
刚度过大会导致结构刚性不均匀,易发生开裂;刚度过小则不能提供足够的抗震能力。
3.剪力墙的厚度应满足抗震设计要求。
剪力墙的厚度主要取决于墙体的高度和受力情况。
过薄的墙体会导致抗震能力不足,过厚的墙体则浪费材料和空间资源。
4.剪力墙的连接应牢固可靠。
剪力墙与结构其他部分(如梁、柱、地基等)的连接应采用合适的连接方式,确保其能够有效传递力和抵抗水平力的作用。
5.剪力墙的墙柱交接处应合理处理。
剪力墙与柱子的连接处应进行合理的过渡处理,避免出现应力集中和裂缝等问题。
可以采用加固柱子或设置墙柱节点以增加连接的稳定性。
6.剪力墙的开洞应符合规范要求。
在剪力墙上开设门窗洞口时,需要根据规范要求进行合理的加强措施,以保证墙体的整体稳定性和抗震能力。
7.剪力墙应设置合适的基础。
剪力墙的基础应具备足够的承载能力,能够将剪力墙的水平力传递到地基,同时需要注意基础与墙体的连接,确保其稳定性和可靠性。
8.剪力墙的维修和检测要得到重视。
剪力墙作为结构的重要部分,需要定期进行维修和检测工作,及时处理墙体裂缝和损坏问题,确保其功能和安全性。
总之,剪力墙结构设计的注意要点包括布置和分布、刚度匹配、厚度满足要求、连接牢固可靠、墙柱交接处理、开洞加固、基础合适、维修和检测等方面。
只有综合考虑这些要点,才能确保剪力墙的稳定性和抗震能力达到设计要求。
装配式混凝土剪力墙结构设计要点建筑1.设计荷载:根据建筑物所在区域的设计规范,确定结构需要承受的重力荷载和地震荷载等设计荷载,包括垂直荷载、水平荷载等。
2.剪力墙布置:根据结构的受力要求,合理布置剪力墙的位置和数量。
一般情况下,剪力墙应沿建筑的主要方向分布,并在平面布置上形成合理的剪力传力路径。
3.剪力墙的尺寸:根据荷载计算结果和设计规范,计算剪力墙的高度、厚度和宽度等尺寸参数。
同时要考虑剪力墙的开洞情况,如门窗、通风口等,进行合理的构造设计。
4.剪力墙配筋:按照设计荷载和剪力墙的尺寸,进行配筋计算。
剪力墙通常采用纵、横向钢筋的双向布置,以提高其抗震承载能力。
5.剪力墙与结构构件的连接:剪力墙与柱、梁、楼板等结构构件之间的连接要合理可靠,采用适当的连接方式,如机械连接、焊接或预埋连接件等。
6.剪力墙的施工:剪力墙采用预制混凝土构件,施工时应注意构件的准确安装位置和连接,确保墙体的整体性和稳定性。
7.剪力墙结构的抗震性能:装配式混凝土剪力墙结构具有良好的抗震性能,但在设计过程中仍需考虑其抗震性能的要求,如设立抗震支撑墙、剪力墙的抗震设计参数等。
8.剪力墙的隔声和防火要求:在设计过程中,要考虑剪力墙的隔声和防火要求,采用适当的隔声和防火措施,以满足建筑使用的功能。
9.结构的变形控制:考虑结构在使用过程中的变形,进行合理的变形控制措施,以保证结构的稳定性和使用性能。
10.结构的维护和检测:在设计过程中要考虑结构的维护和检测要求,设计合理的结构细部构造和检测通道,以便日后维护和检修。
总之,装配式混凝土剪力墙结构设计需要全面考虑结构的受力和使用要求,并根据设计荷载和剪力墙的尺寸进行合理的计算和布置,以确保结构的安全可靠和抗震性能。
同时,还需关注剪力墙的施工和连接方式,以及结构的隔声、防火和变形控制等方面的要求。
建筑结构设计中剪力墙结构设计难点分析一、材料的选择剪力墙结构设计中材料的选择是一个重要的难点。
剪力墙的主要材料包括混凝土和钢筋。
在选择混凝土的材料时,需要考虑混凝土的强度、韧性、抗压性和耐久性等因素。
还需考虑混凝土的配合比、施工工艺等因素对混凝土性能的影响。
对于钢筋材料的选择,需要考虑钢筋的材质、强度、韧性和焊接质量等因素。
还需要根据剪力墙结构所承载的水平荷载大小和荷载分布情况来选择合适的材料,以确保剪力墙结构可以承载所需的水平荷载。
二、结构稳定性分析剪力墙结构设计中的另一个难点是结构稳定性分析。
剪力墙结构的稳定性分析需要考虑剪力墙的整体稳定性、抗倾覆和抗侧移能力等因素。
在进行稳定性分析时,需要考虑结构的整体形状、尺寸、材料和荷载等因素对结构稳定性的影响。
还需要考虑剪力墙与建筑其他部分的连接形式、连接强度等因素对结构稳定性的影响。
还需要根据实际情况考虑结构的抗倾覆和抗侧移能力,确保剪力墙结构在遇到外部水平荷载作用时能够保持稳定。
三、水平荷载的承载和分布在剪力墙结构设计中,水平荷载的承载和分布是一个重要的难点。
剪力墙结构在承载水平荷载时需要考虑荷载大小、荷载分布、结构连续性和变形性等多方面因素。
需要根据建筑结构所处的地理环境和设计要求确定剪力墙结构所需要承载的水平荷载大小和分布情况。
需要考虑剪力墙结构的连续性和变形性,确保结构在承载水平荷载时能够保持稳定且不会产生过大的变形和位移。
还需要考虑水平荷载对结构的局部影响和不同部位的荷载承载情况,确保结构能够均匀承载水平荷载。
结论剪力墙结构设计是一项复杂的工作,设计师需要充分考虑材料的选择、结构的稳定性、水平荷载的承载和分布等多方面因素,才能确保设计出符合要求且安全可靠的剪力墙结构。
本文从材料的选择、结构稳定性分析、水平荷载的承载和分布等方面对剪力墙结构设计中的难点进行了分析,旨在帮助设计师更好地理解剪力墙结构设计中的难点,并为相关工作提供参考。
希望本文对相关工程技术人员有所帮助,促进剪力墙结构设计工作的进一步发展和完善。
建筑结构设计中剪力墙结构设计要点摘要:作为常见的建筑形式,剪力墙结构因自身良好的抗风性能和抗震性能在建筑工程当中得到了广泛的运用,为了充分发挥出剪力墙结构的优点,必须高度重视结构设计问题。
设计人员首先应该针对剪力墙结构进行充分分析,结合工程需求提出优化措施,考虑到影响剪力墙结构的要素众多,必须综合考量,结合工程实践完成设计方案调整,发挥剪力墙结构的应有之用,文章将以此作为切入点进行深入分析。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用分析0引言通过与传统墙体结构的比较,剪力墙结构在承载能力和抗震性能方面表现优良,保证了结构的稳定性,同时也营造了更加安全的居住环境。
剪力墙结构设计包含的内容多样,设计过程中需要根据工程实践分析结构设计当中的常见问题,结合工程经验,通过优化设计保证剪力墙结构性能的发挥。
设计人员是影响建设效果的关键所在,为此设计之前就应该针对其应用流程进行全面掌握,同时明确重点难点问题,以优化措施发挥最大的潜力墙结构优势。
1. 剪力墙的使用原则1.1 剪力墙结构设计原则要保证建筑墙体的安全性,必须在剪力墙结构以及结构形式的基础之上进行分析,找出针对性的解决方案,刚接形式的结构设计能够满足楼面横截面积小的情况,具有减少墙肢平面外弯矩的效果,能够提高整体的承重能力。
横向和纵向结构分化设计当中,需要从整体角度进行考量。
剪力墙在高层建筑当中的作用尤为突出,作为一个竖向构件,在建筑中充当着抵抗策略的角色,同时也承受着竖向负重以及横切面的负重,如果采用剪力墙组成受力墙面结构,剪力墙墙体就能够承担所有负重,对整个建筑工程影响很大。
为了发挥出剪力墙设计的最优作用,首先应该合理认识剪力墙的作用,布置方式采用沿中心轴方向双向布置,如果建筑抗震要求高,可以采用双向剪力墙设计方法;墙体的形状同样也会对剪力墙的使用设计产生一定的影响。
在设计过程中应保持受力均匀,保持受力对称,保证剪力墙中心和墙的结构中心相近,使剪力墙的效果最大化。
1.2 剪力墙的厚度需求原则需要根据抗震指数完成调整工作,如果建筑防震级别为一级和二级。
高层或剪力墙无肢长度需要保持在剪力墙底部加强部位的1/16以内,厚度高于200mm。
剪力墙的厚度对抗震效果影响深刻,厚度的确定需要根据需求完成调整。
其他墙体部位需要低于高层或剪力墙的1/20。
如果建筑抗震要求为三级或四级,可以加剪力墙无肢长度比例设置为1/20,数据的确定需要根据预测以及计算结果进行综合分析,任何数据的变化都会影响最终的建筑效果,所以设计时必须重点关注墙体的位置压力问题,完成相对应的设计工作。
1.3 剪力墙设计的基本原则通过与其他墙体之间的比较,可以发现剪力墙结构在同一平面上呈现出了更加高效的承载能力,平面以外的承载能力则会随之变小。
剪力墙和建筑梁相连,或是与平面以外的墙相连,都会导致外墙肢体平面承受过大重力容易造成弯矩,影响墙体的平整度,所以在设计过程中需要尽可能地避免这些情况,同时根据需求进行优化调整,保证墙体的安全和效果。
建筑设计当中,需要重点关注剪力墙的特点,了解其中的不足,做好前期的调研,同时选取相应的技术科学判断剪力墙的结构情况,获得内力后再完成试验,保证数据的精准。
2 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用2.1 基础方案及承重构件的设计作为影响建筑稳定性的关键因素,在对剪力墙结构设计时,设计人员应该从全局的角度入手,对影响因素进行细化分析,了解施工环境以及水文地质等相关情况,选择合适的施工工艺,保证设计的科学性和合理性。
在对承重构件设计时,需要重点关注结构布局,墙体通过双向布置方式增强整体的抗承载力以及抗震性能。
同时践行对称原则,保证承重能力达标。
根据需求对剪力墙中心进行调整,使其与建筑内部空间轴线保持一致,使得建筑布局整体均匀,达到分散剪力的作用。
2.2 剪力墙结构的设计剪力墙结构平面刚度好,承载性能佳,但同样也需要面对平面外承载力差的问题。
如果剪力墙与平面外梁相连接,会增加墙体平面外弯矩,为了达到调整的效果,可以采用半钢接法。
以此来弥补其中的缺陷。
同时根据需求完成剪力墙平面均匀性的调整,尽可能地降低扭转作用。
高度重视和建筑中心的控制需要保持在合理偏差范围内,如果偏差过大,就需要调整墙体长度以及连接梁的高度。
数据结果发现,剪力墙侧向刚度大,自振周期短,所以稳定性会受到一定的影响。
为了减少墙体厚度,可以采用间隔设计方式,将其设置在主次墙体结构之间,减少整体重量,减少侧向移动。
2.3 大墙肢处理为了发挥出建筑剪力墙结构设计的优势,设计人员需要重点关注大墙肢处理问题,保证其延伸特性,在对其进行调整时,可以从稳定性以及耐久性两个角度进行探讨。
为提高结构的承载力,在对其进行处理时,可采用分层间隔方式,将其分为不同的单独墙体,增强整体的稳定性。
2.4 剪力墙厚度的控制与配筋对剪力墙结构进行调整时,可以根据设计要求完成调整工作,目前剪力墙厚度设计不足的问题普遍存在,原因在于设计前期设计人员并未对空间布局问题进行充分思考,影响了整体的合理性。
在特殊的建筑结构下,不能在结构中添加外纵墙以及翼墙,墙体厚度有严格控制,需要保持在320mm以内。
完成墙肢轴压比的计算,保证数据符合要求。
配筋方面需严格按照法律要求执行,对照设计标准要求,确保稳定性和抗震能力均符合建筑结构要求。
一般建筑抗震等级设计当中,配筋率为0.25%,如果存在特殊部位,可以对其进行调整,保持在0.3%。
配筋率的调整完成之后就需要进行试验,了解具体的使用效果,通过优化设计来保证设计和施工的完整性。
2.5 连梁的设计与优化第一,降低连梁刚度,连梁跨度与连梁连接的墙体刚度为负相关,一旦出现横向应力,就会造成连梁受损导致开裂、破损等问题,所以适当降低高度,能够对其进行有效控制,对折减量控制,同样也能够满足项目需求。
第二,扩大孔洞宽度。
连梁高度被控制以后,就需要调整孔洞的宽,适当的放大,能够减少连梁刚度,是增强其抗剪性能的一种有效方式。
第三,工程设计时需在工程需求基础之上完成剪力墙结构,厚度的调整设计与工程需求更加匹配。
2.6 边缘构件设计边缘构件是剪力墙结构设计当中的重点,首先需要完成约束性边缘构件和无约束性边缘构件的区分。
如果前者承载力强,能够改善整体的承载力。
所以设计时需要根据需求,合理选择边缘构件种类,同时对轴压比进行调整,如果轴压比要求高,便可采用约束性边缘构件。
3.实例分析3.1 工程概况某项目工程为高层建筑,采用了框支剪力墙结构设计方案。
该项目分为两个部分,地下属于人防地下室。
地上部分为商业以及住宅,设计使用年限为50年,安全等级二级,地基基础设计甲级,文章将以此作为研究的实证对象,论证剪力墙结构设计的具体方法。
3.2 结构设计与布置3.2.1 转换层结构的布置上主体结构和下主体结构,在设计过程当中需要使上下之间相互协调,保证其连续性。
在设计过程中需要降低主体结构转换情况,同时让竖向主体结构保持上下联系,不仅设计合理,而且经济效果明显。
考虑到本项目1~5层层高之间存在一定差异性,为了对底部结构刚度以及受力结构进行控制,必须对核心筒的厚度进行调节,以免造成邻层结构高度突破。
3.2.2 标准层的结构布置第一,对主体抗侧力结构而言,如果两个主轴方向刚度接近,变形特性也会相对接近。
考虑到高层建筑属于三维空间,地震作用、风荷载方向随意,所以需要保持两个主轴方向刚度均匀,提高整体的抗震抗风性能。
第二,在进行标准层主体抗侧力结构平面布置时,针对中央核心与周边结构刚度进行均匀协调处理,保证抗扭刚度良好,以免造成扭转变形,造成结构构件的破坏。
在结构角部的剪力墙设计时,尽可能采用端柱或翼墙,能够达到结构平动性的控制效果,结构的扭转位移比效果控制良好。
3.3 剪力墙结构设计中的结构计算3.3.1 振型和周期通过分析可以知道,结构第一振型对应周期为2.76s(Y 向)第二振型对应周期为 2.76s(Y 向)和2.73s(X 向),两个方向抗侧力性能比较接近。
3.3.2 转换层上下部分结构的刚度比《高层建筑混疑土结构技术规程》对结构技术操作有明显规定,转换成需设置在2层以上,等效模型计算转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比 e2宜接近 1。
经过计算之后可以获得转换层上下部分刚度比,分别是 1.47(X 向)和 1.16(Y 向)。
3.3.3 转换层有限元分析由此可以了解,利用主梁框支梁转换的框支梁中,考虑到竖向力较大部分会传递到框支柱,造成的梁变形情况较小;次梁转换的框支梁变形大,同样也意味着所托的剪力墙竖向位移也大。
研究结果与实际情况符合性较高,可以通过模型对转换层的受力情况进行模拟,方便框支梁柱配筋的计算。
3.4 剪力墙结构设计中的结构构件设计3.4.1 框支柱的设计对于高层建筑剪力墙结构设计而言,框支柱设计占比较小,但对其抗震性能产生很大影响。
《建筑抗震设计规范》指出,需要重点关注框支柱的剪力、弯矩、轴力和轴压比等调整。
同时根据技术规程,对其承担的地震倾覆力矩进行控制,不能超过结构总地震倾覆力矩的50%。
3.4.2 框支梁的设计考虑到转换梁支托的上部结构。
通常采用不规则设置方式,不规则的开洞会影响工作的推进,而且上部结构的垂直和水平荷载作用,会让转换梁截面上的正应力、剪应力更大。
为了提高上部结构,刚度,提高转换梁结构的抗剪性,增强其刚度炎性。
可以对设计剪压比进行严格控制,初步将其范围确定在0.07~0.1之间。
该方法在实践当中的应用能够对设计进行优化,保证其强度高度以及延性符合要求。
考虑到本次工程需求,项目最大转换梁截面的规格为1500mm×1700mm,现场施工时将采用C50等级混凝土。
3.4.3 转换层楼板的设计转换层是高层建筑框支剪力墙结构当中的分界线,上下部位的内力分布存在明显差异。
对于下部楼层来说,剪力墙会承受平剪力结构的受力,这就会造成转换层楼板荷载分配的突变,对于上部楼层来说,为了避免设计误差出现,必须根据剪力墙的等效刚度进行合理分配。
4 结束语城市化的推进对建筑工程要求更高,剪力墙结构在工程实践当中得到了广泛的运用,为进一步优化剪力墙结构在实践当中的运用效果,设计人员需要加大结构分析力度,在建筑结构的基础之上对剪力墙布局进行合理优化,同时严格控制剪力墙数量,保证建筑结构的稳定性和安全性。
除此之外,剪力墙应用方案的合理性也直接影响后期的工程效果,为此需要做好细节把控,保证整体使用的安全性。
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