关于短肢剪力墙结构设计
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浅析短肢剪力墙结构设计摘要:短肢剪力墙结构体系在原有剪力墙结构体系的基础上,吸收了框架结构体系的优点,具有较强的实用性。
本文主要从短肢剪力墙结构的布置原则和特点、短肢剪力墙结构的判定、短肢剪力墙结构设计应注意的问题及短肢剪力墙结构的构造要求进行阐述。
关键词:短肢剪力墙;设计;分析1前言短肢剪力墙结构是剪力墙结构中的一种,多用于高层及小高层住宅建筑。
短肢剪力墙结构的大多数墙肢相对较短,常用的有“t”字型、“l”型、“十”字型、“z”字型、折线型、“一”字型。
近年来,随着人们对住宅空间及舒适度的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、影响房间美观;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的需求。
从结构方面,比较一下普通剪力墙结构和框架结构的优缺点,普通剪力墙结构结构整体刚度大,安全,但是自重大,地震力大。
建筑布置不灵活;框架结构布置灵活,但是结构刚度小;而短肢剪力墙结构就是结合两者的优点,克服了各自的缺点,使建筑房间功能布置偏于灵活,容易获得大的建筑空间,受到了建筑师的肯定。
另外,从经济方面,短肢剪力墙结构降低了钢筋和混凝土的用量。
深受开发商的喜爱,所以越来越广泛的应用于实际工程。
本文主要阐述了小高层住宅中应用短肢剪力墙结构的设计应用。
2短肢剪力墙结构布置原则进行短肢剪力墙布置的时候,应注意使结构的刚度适宜,传力路径明确,结构专业应较早地介入建筑专业的方案设计,使结构布置既能满足建筑功能的要求,又能做到经济合理,(1)短肢剪力墙总的布置原则是:均匀、分散、对称、周边。
均匀、分散是要求每片剪力墙的抗侧刚度相差不大,避免一、二片刚度特大的剪力墙受力过于集中。
对称布置,可使质心和刚心重合,这样可以避免和减少建筑物受到的扭矩。
剪力墙靠近结构单元的周边布置,可增大房屋的外围刚度,从而减小结构的扭转周期。
(2)高层建筑不应全部是短肢剪力墙结构,若短肢剪力墙较多,可在竖向交通中心区布置筒体或一般剪力墙来共同抵抗水平力。
短肢剪力墙的结构设计摘要:近年来,建筑事业以突飞猛进之势高速发展,建筑工程中对短肢剪力墙的应用也越来越广泛,为了满足建筑工程中空间结构和平面布局的高要求,短肢剪力墙结构设计开始广泛应用于建筑中。
短肢剪力墙在结构设计方面最大的优点是可以通过调整墙体的位置,使现代建筑获得更大空间和灵活性,同时减轻结构自重,降低造价因此,合理的进行短肢剪力墙结构设计是目前讨论的重点问题。
关键词:短肢剪力,结构设计,布置,特点一、短肢剪力墙结构的概念与设计1. 短肢剪力墙结构的概念根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2010)中所描述的,短肢剪力墙较多时,形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵水平力的剪力墙结构,称为短肢剪力墙结构。
这是结构的概念。
对于“短肢剪力墙较多”的理解,专家给予的解释为:短肢剪力墙所承担的第一振型底部地震倾覆力矩>4o%的结构总底部地震倾覆力矩,同时简体和一般剪力墙所承担的第一振型府部地露倾覆力矩不宜小于结构总地震倾覆力矩的50%。
因此我们可以理解为:短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩为40%~50%的结构总底部地震倾覆力矩的结构为短肢剪力墙结构,50%时结构布置不合理,应调整结构布置。
2. 短肢剪力墙结构的设计通过大量的实验研究表明,短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节包括建筑物角点处的墙肢、底部外围的小墙肢,以及连梁等构件。
当结构发生扭转时,建筑物外边缘和角点处的墙肢会首先开裂;在地震作用下,对于层数较高的短肢剪力墙结构将主要发生弯曲变形,底部外围的小墙肢将遭严重破坏,特别是一字形小墙肢遭破坏最严重。
因此,在设计中,对这些薄弱环节,不仅要通过计算保证其抗震能力,更应当加强概念设计和抗震构造措施。
(一)在短肢剪力墙结构布置上,墙肢平面上分布要力求均匀,使建筑物的刚度中心和质心尽量接近,以减小扭转效应。
通常将一般剪力墙布置在建筑物四角和楼电梯间,短肢墙双向均匀对称布置。
(二)为提高建筑物外边缘和角点处的墙肢的抗震能力,应适当增加相应位置墙肢厚度,加强墙肢端部的暗柱配筋量,严格控制墙肢截面的轴压比,以提高墙肢的延性和承载力。
浅谈建筑短肢剪力墙结构设计摘要:短肢剪力墙结构作为一种新的住宅结构形式,是在原有剪力墙的基础上吸取框架结构的优点,有利于住宅建筑布置,又可进一步减轻结构自重。
探讨短肢剪力墙结构的定义与特点优势及其设计要点。
关键词:短肢剪力墙;结构设计一.建筑短肢剪力墙结构的定义及特点短肢剪力墙是指墙的肢长与墙的厚度比为5/8的一种剪力墙结构,其有以下特点。
(一)满足建筑功能的需要墙肢与填充墙等厚,连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内,避免框架结构中梁柱突出墙面的问题。
墙体采用轻质材料,符合墙体改革的方向。
虽然短肢墙构件增加了施工难度,但扩大了使用面积。
(二)满足结构设计的需要与常用的框架—抗震墙体系相比,框架—抗震墙体系具有受力明确、计算简单等优点,但其柱子截面大、梁柱外露,影响美观和使用,在平面复杂多变的情况下结构布置体系难趋合理,结构分析计算困难。
而短肢剪力墙体系,墙肢和梁可隐蔽,结构布置灵活,墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定,数量可多可少,肢长可长可短,还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。
与常用的剪力墙体系相比,短肢剪力墙体系具有如下优点: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。
二.建筑短肢剪力墙结构体系的布置原则(一)平面布置短肢剪力墙一般用在10层~25层之间,按“高规”分类属a级高度高层建筑。
平面布置应遵守的一般要求:宜使结构平面形状简单、规则’冈0度和承载力均匀;宜选用风荷载作用较小的平面形状;平面长度不应过长,突出部分不应过大;不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。
短肢剪力墙、短肢剪力墙结构及其设计要点1、短肢剪力墙的定义高规7.1.8规定,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。
以下几种情况不属于短肢剪力墙: 1)厚度大于300mm的墙,各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4时,属于一般剪力墙。
2)若剪力墙中,即使有几肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8,但有一肢截面高度与厚度之比大于8,该截面与属于一般剪力墙。
3)高规7.1.8条文提到,对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙,不宜按单独墙肢判断其是否属于短肢剪力墙。
《北京细则》5.5.5条规定,当短肢剪力墙与较强的连梁(连梁净跨与连梁高度之比不大于2.5,且连梁高度至少大于400mm)相连,或与翼墙(翼墙长度应该不小于短肢墙厚度4倍)相连,可不作为短肢剪力墙。
2、短肢剪力墙较多的剪力墙结构具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,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小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。
如果不符合上述范围时,不属于“短肢剪力墙较多的剪力墙结构,这时仍可按一般剪力墙结构进行设计,但其短肢剪力墙仍应提高一级等级后满足本措施对短肢剪力墙轴压比的限值及其他构造措施。
(刘铮《建筑结构快速入门》P72) 但李国胜《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》P187提到,在剪力墙结构中,只有少量不符合墙肢截面高度与厚度之比大于8的墙肢,不属于短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,这些少量小墙肢抗震等级不需提高一级。
2011版高规对02版规程进行了修改,不论是否短肢剪力墙较多,所有短肢剪力墙都要满足7.2.2条规定。
但短肢剪力墙的抗震等级不再提高(条文说明)。
同时说明一下,《广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)补充规定》对短肢剪力墙的抗震性能及其优缺点则有不同的看法,第3.2.4条则定量化界定“具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指短肢剪力墙的截面面积占剪力墙总面积的50%以上。
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。
短肢剪力墙结构设计摘要:随着社会的发展,越来越多的住宅小区出现,短肢剪力墙结构设计在现代住宅建筑应用中起到重要作用,本文在工程实践基础上,分析这种结构形式的特点、适用范围、计算方法等,指出结构设计中应注意的一些问题。
关键词:短肢剪力、结构计算近年来兴起的短肢剪力墙结构,它不仅具有可以使室内不出现柱楞,又可增加使用面积的特点,而且具有改善建筑功能并使室内布置灵活的特点,受到建筑师和开发商以及广大用户的欢迎,但由于短肢剪力墙结构抗震性能差,且地震区应用经验不多,为此新修订的《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)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做了限制,并提出了一系列加强措施1短肢剪力墙的设计和应用1.1短肢剪力墙的定义短肢剪力墙仍属于剪力墙结构体系,只不过采用较短的剪力墙墙肢而已,《高规》第7.1.2条8款的定义: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,通常采用“T”型、“L”型、“十”字型、“Z”型、折线型、“一”字型。
对于T型、L型等双肢剪力墙只要有一个墙肢的长度与墙厚的比值大于8就不是短肢剪力墙,当一个剪力墙截面厚度不小于层高的1/15,同时又不小于300mm,高度与厚度之比大于4时仍属于一般剪力墙。
通常短肢剪力墙与简体(一般剪力墙)结构体系称之为“短肢剪力墙-简体”(或一般剪力墙结构体系)。
1.2短肢剪力墙布置原则短肢剪力墙应结合建筑平面利用窗间墙和开间墙来布置,基本上不与建筑使用功能发生矛盾,墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要和高规规定的一些计算参数能否满足而定。
还可以通过墙肢的长短变化来调整刚度中心的位置,能灵活布置,可选择的方案也较多,楼盖方案简单,连接各墙的梁,随墙肢位置而设计于间隔墙竖平面内,可隐蔽,不外漏,梁的截面可根据建筑立面的要求来布置,如根据建筑立面布置的梁不能满足一些参数的需要,还可通过调整梁的截面来调整参数的大小,直到满足为止。
谈有关短肢剪力墙结构设计摘要:随着生活水平的提高,人们越来越重视住宅空间的布局。
尤其是对小高层、多层住宅的适住性,已不局限于普通框架结构,经过不断的试验改进,人们把普通剪力墙和框架相结合,形成了以短肢剪力墙为主要结构的体系。
由于该体系既保留了异形柱不凸出墙面的优势,又在应用的过程中克服了异形柱框架抗震性能不佳的缺陷,因此其在目前的小高层住宅建筑工程中得到了广泛的应用。
关键词:短肢剪力墙;结构设计;要点引言:随着经济发展和人们生活水平的提高,人们对住宅平面及空间的要求也随之增高,因此,以一般剪力墙结构为基础上部吸取框架结构优点的短肢剪力墙结构应运而生,但为了保证该种结构形式的各种性能在设计过程中应控制其要点。
1.短肢剪力墙结构及其设计布置原则1.1 短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构是指具有局部或是较多短肢墙体的剪力墙结构形式。
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。
其具有下列优点:符合建筑需要。
连接墙体的梁位于竖向平面内,具有很好隐蔽性,其利用隔墙来布置竖向构件而使结构受力与建筑功能能够实现良好统一,既避免了梁柱突出问题同时当下部层数为大空间时可通过转换层来处理上下部结构的关系,布置灵活。
1.2 设计布置原则平面布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置,两个方向的侧向刚度不宜相差过大。
抗震设计时,不应采用仅单向有墙的结构布置;宜自下到上连续布置,避免刚度突变。
抗震设计时,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 级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下列规定:1 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%;2 房屋适用高度按7 度、8 度(0.2g)和8 度(0.3g)时分别不应大于100m、80m 和60m。
论短肢剪力墙结构设计在多年高层建筑工程设计基础上,本文对短肢剪力墙结构设计体系的特点、结构计算、及结构设计注意事项作简要的论述,提出个人看法。
随着高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、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。
于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即短肢剪力墙结构体系。
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。
本文旨在对短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨。
1、短肢剪力墙结构的特点(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,作为主要的抗侧力构件,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也可形成两道抗震设防。
(2)短肢剪力墙一般情况下较为高细,破坏形态由受弯承载力控制,延性较好。
(3)短肢剪力墙结构体系中的连梁跨高比较大,以受弯破坏为主,地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰,能起到很好的耗能作用。
(4)短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,在大部分情况下连梁首先开裂,然后墙肢开裂。
对于连梁跨度较大,刚度较低的部分剪力墙不能形成联肢墙,这部分墙肢受力接近于整截面墙。
(5)墙肢的翼缘和腹板相交处应力集中现象明显,出现明显的上下贯通裂缝。
(6)当底部为大空间而需设置转换梁时,因其墙肢长度比转换梁短得多,且往往梁支座上没有墙肢,此时转换梁上的墙体不能形成起拱作用,即这种转换梁不是拉弯构件,而是受弯构件。
2、短肢剪力墙结构计算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。
短肢剪力墙结构由于肢长较短,本身较高细,更接近于杆件性能,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(多一个截面翹曲角,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。
简析短肢剪力墙的结构设计短肢剪力墙是是墙肢厚度和长度为5~8的剪力墙,其采用的形式有多种。
在现代建筑工程中,短肢剪力墙的应用越来越受广大开发商和建筑商的青睐,短肢剪力墙结构不仅满足了人们对于建筑内部大空间的要求,同时也满足了人们对于建筑内部空间灵活性的要求。
短肢剪力墙主要应用于小高层住宅建筑,短肢剪力墙是在原有剪力墙的基础上进行取长补短,以满足现代都市人生活需求为前提进行设计的新结构体系。
短肢剪力墙结构是在补足普通框架与剪力墙结构缺点的前提下,以中部竖向交通为形式构成完整的筒体,保持了外围布置墙面平整、空间灵活。
一、段肢剪力墙结构分析(一)短肢剪力墙的结构特性短肢剪力墙是采用连梁的形式,主要是用来将各墙体进行连结,其是属于隐藏于间隔墙的竖平面内,而竖向构件的设置则是根据隔墙位置而定的。
在短肢剪力墙结构中建筑功能与结构的受力是紧密相连的,能有效防止框架结构中梁柱突出抢免单问题。
其上下结构的关系可通过转换结构来轻易达到,比如若以大空间作为结构下部层数,只可简单进行装换结构就完成了。
由于以轻质砌体代替剪力墙,达到了减轻房屋自重的目的,减少了地震对其的影响力,从而极大地降低了工程造价。
短肢剪力墙采用轻质保温材料作为外墙面代替钢筋混凝土,从而增加了房屋的保温隔热性能,从而实现了节能的目的。
间隔墙的位置以及建筑平面构造均是布置竖向构件的标准,墙的数量以及肢长都是灵活多变的,具体可以抗侧力为依据来确定,对于刚度的大小以及中心位置均是可以通过尺寸的改变和布置的调整来改变的。
短肢剪力墙与普通框架剪力墙相比,其隐蔽性更好,梁和墙肢均是隐藏在墙体内,由于这种特性,导致用户对内部结构的设计灵活性更高。
短肢剪力墙的墙肢设计原则为其厚度等同于填充墙的厚度。
并且其连结各个墙体之间的梁是位于树立平面内的,从而避免了框架结构中梁柱外露问题的产生。
(二)短肢剪力墙的结构布置原则短肢剪力墙的布置主要是以开间隔墙和窗间墙来布置的,只要是结合建筑平面就不会与建筑使用功能发生矛盾。
关于建筑短肢剪力墙结构设计应用摘要:本文结合笔者近年来的工作经验,简述了短肢剪力墙结构的定义及优点,并简单的阐述了短肢剪力墙结构设计中的几点注意事项,仅供同行参考。
关键词:短肢剪力墙短肢剪力墙结构结构设计前言短肢剪力墙结构是应社会发展而从剪力墙结构体系中独立出来的分支,其在原有剪力墙结构的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成的能适应人们新的住宅观念的高层住宅的结构型式。
确切的说,应称其为较多短肢的剪力墙结构,由于其有利于住宅建筑布置,进一步减轻了结构自重,从而降低了基础及上部结构的造价,很得建筑发展商的青睐,应用也逐渐广泛起来。
1短肢剪力墙结构的定义及优点1.1短肢剪力墙定义短肢剪力墙,顾名思义为墙肢比较短的剪力墙,《高规》7.1.2条规定墙的肢长与墙的厚度比为5:8,一般剪力墙大于8。
而鉴于《异形柱规范》规定墙肢高厚比不大于4的为异形柱,《混凝土规范》也规定截面长度与高度之比大于4的宜按墙设计,高厚比在4~8之间的均可归入短肢剪力墙。
1.2短肢剪力墙结构的定义并不存在单纯的全短肢剪力墙的结构,因为规范不容许,所谓短肢剪力墙结构也只是“短肢剪力墙较多的剪力墙结构”,简称为短肢剪力墙结构。
按照《高规》规定,抗震设计时,短肢剪力墙承受的地步地震倾覆力矩不能超过总力矩的50%,这是短肢剪力墙数量的上限。
而数量的下限规范中没有明确条文规定,各地方规范说法不一,而参考《高规解说》,短肢剪力墙的数量下限一般可控制在低于上限的一个范围内,即约10%,若低于这个范围,即可不比按照短肢剪力墙结构进行设计。
1.3短肢剪力墙结构的优点短肢剪力墙既保留了异形柱不凸出墙面的优点,又克服异形柱框架抗震性能不理想等缺点。
由于住宅需求的增加和用于建造住宅的土地供应紧张,高层住宅的建造成为众多开发商的首选。
与普通的剪力墙相比短肢剪力墙门窗洞口更大,结构布置灵活:墙的数量可多可少,肢长可长可短,可以较好地满足住宅建筑的采光与通风要求,增加使用面积,造价更低,且结构自重更小。
具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的分析和设计随着现代社会对居住品质的要求越来越高,短肢剪力墙在高层建筑中频繁出现;其受力特点介于异形柱与普通剪力墙之间。
新版《高规》对其形状、厚度、轴压比、配筋率及结构适用高度都作了详细规定。
本文针对短肢剪力墙进行详细论述,以供工程设计人员参考。
标签:短肢剪力墙;弯曲变形;抗震加强;延性1 前言随着《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的实施,10版规程对应02版規程对短肢剪力墙的定义及相关规定做了较大的修订。
短肢剪力墙是压弯构件,一般出现在多层和高层住宅建筑中,但它与普通剪力墙受力略有不同,其沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点,受力特点接近异形柱,同时它又承担较大轴力与剪力,因此受力比较复杂,需在构造措施及内力调整上进行合理设计,并加强对计算结果正确性的判断,特别需要注重概念设计,已保证结构的整体性,使结构能可靠地发挥非弹性延性变形能力。
本文依据新版《高规》简要的分析短肢剪力墙的受力特点、应用范围、抗震加强及设计原则,以供同行参考。
2 “短肢剪力墙”的判定原则短肢剪力墙是指墙肢截面厚度不大于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。
当墙肢的截面高度与厚度之比不小于3且不大于4时,宜按框架柱进行截面设计;当墙肢的截面高度与厚度之比小于3时,应按框架柱进行截面设计;当墙肢的截面高度与厚度之比大于8时,应按普通剪力墙进行截面设计。
定义详下(注H为截面高度,B为截面宽度)。
单肢截面:普通柱:1≤H/B≤4;短肢剪力墙:48。
多肢截面(2肢或2肢以上):异形柱:各肢均满足1≤H/B≤4;短肢剪力墙:各肢均满足1≤H/B≤8,至少有1肢应该满足48,其余各肢长宽比不限。
短肢剪力墙常见形状:“一”字型、“L”型、“T”字型、“十”字型、“Z”字型等,其布置的主要原则是结合住宅建筑的功能及平面,利用分隔墙位置来布置,使其与建筑本身完美结合。
短肢剪力墙结构的抗震性能及设计理论研究短肢剪力墙(Short-legged shear wall,简称SLW)作为一种新型的结构体系,在近年来受到了越来越多研究者的关注。
其独特的性能和设计理论成为了许多抗震工程师和研究人员的研究重点。
本文将就短肢剪力墙结构的抗震性能及设计理论进行广泛探讨。
首先,我们需要了解短肢剪力墙的定义及其特点。
短肢剪力墙是指在一定范围内将剪力墙的高度减小,使之更加短小紧凑的一种结构形式。
相比传统的剪力墙结构,短肢剪力墙具有以下几个显著的特点:首先,短肢剪力墙具有较好的抗震性能。
由于短肢剪力墙的高度相对较矮,使得墙的整体刚度较大,能够更好地承受地震力的作用,提高了结构的抗震性能。
其次,短肢剪力墙的材料利用率高。
由于短肢剪力墙的高度相对较低,相同体积下所需的材料较少,可以有效节约资源,提高结构的经济性和可持续性。
再次,短肢剪力墙的施工周期短。
相比传统的剪力墙结构,短肢剪力墙的高度较低,施工难度较小,能够更快速地完成施工任务,从而减少了施工周期。
有了对短肢剪力墙特点的初步了解后,我们进一步来探讨其抗震性能及设计理论。
首先,短肢剪力墙的抗震性能主要受到剪力加固措施的影响。
在研究中发现,采取适当的剪力加固方式可以有效提高短肢剪力墙的抗震性能。
例如,可以通过在短肢剪力墙上设置配筋钢板,提高结构的剪力承载能力。
其次,短肢剪力墙的设计理论主要包括抗震设计理论和结构优化设计理论。
抗震设计理论是指在设计过程中充分考虑地震力的作用,合理设置剪力墙的布置和尺寸,从而提高结构的抗震能力。
而结构优化设计理论则是指通过优化剪力墙的几何形状和材料使用等,使之达到最佳的经济性和抗震性能。
最后,在实际工程中,短肢剪力墙在设计过程中需要注意以下几个关键点。
首先,应合理选择短肢剪力墙的位置和布置,保证结构的整体稳定性。
其次,应根据地震设计标准合理确定短肢剪力墙的尺寸和配筋设计。
最后,要进行合理的施工工艺控制,确保短肢剪力墙的质量和强度。
试析建筑工程中短肢剪力墙的结构设计摘要:短肢剪力墙结构体系的设计应根据其特点正确的使用结构分析程序,保证结构设计的合理性及抗震要求,对计算结果,还应按概念设计的方法及工程实践经验进行判断、分析才能经济合理的完成设计任务。
本文探讨了建筑工程中短肢剪力墙的结构设计。
关键词:建筑工程;短肢;剪力墙;结构设计中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:随着新型墙体材料的不断开发和应用,现代高层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、梁壳,短肢剪力墙结构体系在高层住宅中的应用越来越广。
一、短肢剪力墙随着人们对住宅,特别是小高层及多层住宅平面与空间的要求越来越高,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。
于是经过不断的实践和改进,以剪力墙为基础,并吸取框架的优点,逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系,即所谓“短肢剪力墙一简体(或一般剪力墙)”结构体系。
1、短肢剪力墙高厚比的要求:①短肢剪力墙与一般剪力墙的区分。
《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)中7.1.2 条规定,短肢剪力的高厚比是5~8,而一般剪力墙的高厚比大于8。
②短肢剪力墙与异型柱的区分。
《异型柱规范》中7.1.1 条规定,异型柱是截面几何形状为l 形、t 形和十字形,且截面各肢的高厚比不大于4 的柱,这样就与《高规》中7.1.2 条的规定出现不衔接的情况,即墙肢高厚比在4~5 之间的构件应按异形柱设计还是按短肢剪力墙设计?《混凝土规范》中10.5.1条规定,当构件截面的长边大于其短边的4 倍时,宜按墙的要求设计。
2、短肢剪力墙的判定在实际中,由于l 形、t 形、十字形和z 形的短肢剪力墙的大量应用,比一字形短肢剪力墙的抗震性能强,延性及平面外稳定性较好,所以规范要求短肢剪力墙尽可能设置翼缘。
pkpm(结构计算软件)规定,短肢剪力墙必须是不超过两个墙肢且每个墙肢高厚比都小于8 的剪力墙,软件按此定义搜索和判断短肢剪力墙。
关于高层建筑短肢剪力墙结构的设计摘要: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。
对短肢剪力墙及短肢剪力墙结构的判别方法讨论,归纳总结了规范对短肢剪力墙的规定,根据短肢剪力墙的特点,提出设计建议。
关键词:短肢剪力墙1 短肢剪力墙与普通剪力墙和异型柱的界定短肢剪力墙是指墙肢的高度与厚度的比值(高厚比)为5~8倍的剪力墙;一般剪力墙是指墙肢高厚比大于8的剪力墙。
当墙肢高厚比≤4时则是异型柱。
2 短肢剪力墙结构与剪力墙结构的界定对于短肢剪力墙结构与剪力墙结构的界定,目前规范尚不统一。
《高规》中解释为:当结构中短肢剪力墙数量较多时才属于短肢剪力墙结构。
2004年中国建筑科学研究院《房屋建筑设计常见问题解答》中对相关规定作了如下解释:一般剪力墙结构中,如果存在少量的短肢剪力墙,则不必要遵守7.1.8、7.2.2条的规定。
这里如何界定“较多”与“少量”的标准并不明确。
由于一旦确定为短肢剪力墙结构,其抗震等级就要相应提高一级;一二级抗震等级的剪力需要提高,轴压比控制也更为严格,因此会造成结构造价增加。
所以短肢剪力墙结构的判别标准是结构工程师比较关心的问题。
目前从一些地方规定和各种资料看,采用的判别方法主要有三种:2·1 按抗倾覆力矩来判别当结构中的短肢剪力墙第一振型底部地震倾覆力矩占底部地震总倾覆力矩的40%~50%时,则可以认为该结构属于短肢剪力墙结构。
当占底部地震总倾覆力矩小于40%是可认为是一般剪力墙结构。
2·2 按所承受荷载面积来判别当短肢剪力墙所承担楼面负荷的面积占全部楼面面积的比值,对于多层建筑占60%以上,对于高层建筑占50%以上,则可以确认该结构为短肢剪力墙结构。
2·3 按短肢剪力墙截面面积与全部剪力墙截面面积的比值来判别当短肢剪力墙截面面积占全部剪力墙截面面积的比值大于50%时可确定为短肢剪力墙结构。
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。
关于短肢剪力墙结构设计的探讨摘要:本文就对短肢剪力墙结构形式的概念、结构及计算、在实际工程中的应用优点及注意事项进行探讨,力求使我们工程设计人员对这种结构形式有更深刻准确的理解和灵活的运用。
关键词:短肢剪力墙;结构设计;应用优点; 注意事项
1前言
钢筋混凝土短肢剪力墙结构形式是我国工程技术人员近年来提出的一种新型的抗侧力结构形式,在高层住宅结构中已经得到了日益广泛的应用, 并广泛受到建筑师和业主的认可和欢迎。
本文就对短肢剪力墙结构形式的概念、结构及计算、在实际工程中的应用优点及注意事项进行探讨,力求使我们工程设计人员对这种结构形式有更深刻准确的理解和灵活的运用。
2短肢剪力墙的概念
下面我们从以下几个小概念来了解短肢剪力墙:
2.1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。
2.2 短肢剪力墙的界定方法
规程相关规定:《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.2条规定了高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。
第
7.1.3条规定了b级高度高层建筑和9度抗震设计的a级高度高层建筑,不应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
2.3短肢剪力墙结构的必要条件
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%。
2.4.短肢剪力墙结构的下限
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。
下限规范没有规定。
b级高度高层建筑和9度抗震设计的a级高度高层建筑,即使置筒体,也不能采用。
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”。
2.5短肢剪力墙结构的抗震加强措施
抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。
抗震设计时,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、三级时分别不宜大于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。
抗震设计时,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。
抗震设计时,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%。
短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。
7度和8度抗震设计时,短肢剪力墙宜设置翼缘。
一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。
高规7.2.1条文规定了带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于c25。
3短肢剪力墙结构及其计算
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。
但是,薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂(如有转换层)时,也存在一些不足,主要是薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响,当结构布置复杂时变形不协调。
而短肢剪力墙结构由于肢长较短(一般为墙厚的5-8倍)。
4短肢剪力墙在实际工程中的应用优点
4.1满足建筑功能的需要
墙肢与填充墙等厚,连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内,避免
框架结构中梁柱突出墙面的问题;墙体采用轻质材料,符合墙体改革的方向;虽然短肢墙构件增加了施工难度,但扩大了使用面积。
4.2满足结构设计的需要
在小高层住宅中,短肢剪力墙体系,墙肢和梁可隐蔽,结构布置灵活,墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定,数量可多可少,肢长可长可短,还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。
在小高层住宅中,与常用的剪力墙体系相比,短肢剪力墙体系具有如下优点: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,尤其对于地基承载力较低的地区经济效益显著;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。
5短肢剪力墙实际工程应用中的注意事项
由于短肢剪力墙抗震性能差,在地震区应用经验不多,因此在设计时,首先要选用适合的计算软件,合理选用计算分析方法,确定计算模型和相关参数,并加强对计算结果合理性判断,特别要加强概念设计。
5.1抗侧力构件布局要合理
高层住宅采用短肢剪力墙结构体系,只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系,但在地震区,高层建筑中,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(一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构。
短肢墙的布置合理、对称、均匀、力求质量中心与刚度中心重合,短肢墙布置应以t形、l形、]形、 +形为主,这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。
短肢墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可以通过不同尺寸和布置调整刚度和刚度中心位置。
5.2加强短肢剪力墙抗震构造措施
短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,因此应加强短肢剪力墙抗震构造措施,如减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率。
5.3要注意刚度的均衡性
主要抗侧力结构筒体(或长墙)一般利用楼、电梯间,但要注意刚度的均衡性,不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应,同时筒体要有足够的刚度,为了确保水平力可靠传递,核心区楼板适当加厚,与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计,短肢墙之间的梁净跨不宜过小(一般取4~6m),使其具有一定的耗能作用。
5.4截面尺寸要适当
短肢墙受力以承担竖向荷载为主,承担水平荷载为辅,其截面尺寸要适当,墙肢截面高度与厚度之比宜在5~8左右为好,且墙厚
不小于200mm,当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时,应按柱的要求进行设计,短肢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、0.7。
对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,因其延性更为不利,因此轴压比限值要相应降低0.1。
5.5提高其抗震等级
短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用,主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性。
5.6按规范调整. 短肢剪力墙的剪力设计值
对于短肢剪力墙的剪力设计值,不仅底部加强部位应按规范调整,其他各层也要调整,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2,主要目的是避免短肢剪力墙过早剪坏。
8.抗震设计时,短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。
5.7采用适当的力学模型
短肢剪力墙—筒体(或一般剪力墙)结构体系,电算分析力学模型建议采用高层建筑结构空间有限元分析软件satwe,短肢剪力
墙结构体系考虑,配筋可采用一般剪力墙的计算方法,但是对于长宽比小于3的短肢墙则必须按柱的方法进行设计。
注意整体计算需考虑填充墙对建筑基本自振周期影响,折减系数可取0.8~0.9
5.8处理好填充墙与钢筋砼变形模量的问题
由于外墙面钢筋混凝土短墙肢之间填充墙与钢筋混凝土墙的变
形模量不同,在二者交界处易产生裂缝,通常采取的措施是在做粉刷时,在二者交界面处附粘一层玻璃丝布,使应力平缓过渡。
6 结论
通过对上述问题的探讨,进而正确理解短肢剪力墙的概念、结构及其计算、在实际工程中的应用优点及注意事项将有助于我们设计工作人员设计出更安全、更经济、更适用的房屋来。