房屋建筑中的剪力墙结构设计
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框架剪力墙结构布置原则1、框架―剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系,主体结构构件之间不宜采用铰接。
抗震设计时,两主轴方向均应布置剪力墙。
梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合,框架的梁与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。
2、框架―剪力墙结构中剪力墙的布置一般按照“均匀、对称、分散、周边”的原则布置:(1)剪力墙宜均匀对称地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位。
在伸缩缝、沉降缝、防震缝两侧不宜同时设置剪力墙。
(2)平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
(3)剪力墙布置时,如因建筑使用需要,纵向或横向一个方向无法设置剪力墙时,该方向可采用壁式框架或支撑等抗侧力构件,但是,两方向在水平力作用下的位移值应接近。
壁式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑。
(4)剪力墙的布置宜分布均匀,单片墙的刚度宜接近,长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙,单肢墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m。
每段剪力墙底部承担水平力产生的剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。
(5)纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。
房屋纵向长度较长时,不宜集中在两端布置纵向剪力墙,否则在平面中适当部位应设置施工后浇带以减少混凝土硬化过程中的收缩应力影响,同时应加强屋面保温以减少温度变化产生的影响。
(6)楼梯间、竖井等造成连续楼层开洞时,宜在洞边设置剪力墙,且尽量与靠近的抗侧力结构结合,不宜孤立地布置在单片抗侧力结构或柱网以外的中间部分。
(7)剪力墙间距不宜过大,应满足楼盖平面刚度的要求,否则应考虑楼盖平面变形的影响。
3、框架―剪力墙结构中的剪力墙,宜设计成周边有梁柱(或暗梁柱)的带边框剪力墙。
纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形及口形等,以增大剪力墙的刚度和抗扭能力。
4、在长矩形平面或平面有一项较长的建筑中,其剪力墙的布置宜符合下列要求:(1)当剪力墙之间的楼盖有较大开洞时,剪力墙的间距应予减小。
房屋剪力墙结构设计关键信息项:1、设计要求及标准2、设计费用及支付方式3、设计交付时间4、双方责任与义务5、违约责任6、争议解决方式1、设计要求及标准11 乙方应按照国家及地方相关建筑设计规范和标准,以及甲方提出的具体要求,进行房屋剪力墙结构的设计。
12 设计应确保房屋结构的安全性、稳定性和耐久性,能够承受正常使用条件下的各种荷载和作用。
13 剪力墙的布置应合理,满足建筑功能要求,同时考虑抗震、抗风等因素。
14 结构计算应准确无误,包括内力分析、构件配筋等。
15 设计文件应包括结构计算书、施工图、节点详图等,且应清晰、完整、准确。
2、设计费用及支付方式21 设计费用总计为人民币______元(大写______元整)。
22 甲方应在本协议签订后______个工作日内,向乙方支付设计费用的______%作为预付款,即人民币______元(大写______元整)。
23 乙方提交初步设计文件并经甲方确认后______个工作日内,甲方支付设计费用的______%,即人民币______元(大写______元整)。
24 乙方提交全部设计文件并经甲方验收合格后______个工作日内,甲方支付设计费用的______%,即人民币______元(大写______元整)。
3、设计交付时间31 乙方应在收到甲方预付款后______个工作日内,完成初步设计文件并提交给甲方。
32 初步设计文件经甲方确认后______个工作日内,乙方完成施工图设计并提交给甲方。
33 如因甲方原因导致设计进度延误,交付时间相应顺延。
4、双方责任与义务41 甲方责任与义务411 甲方应向乙方提供房屋建筑的相关资料,包括建筑平面图、立面图、使用功能要求等。
412 甲方应及时对乙方提交的设计文件进行确认和反馈。
413 甲方应按照本协议约定支付设计费用。
42 乙方责任与义务421 乙方应严格按照设计要求和标准进行设计,确保设计质量。
422 乙方应保守甲方提供的相关资料的机密,不得向第三方泄露。
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。
钢板剪力墙结构设计_浅谈结构设计中剪力墙的设计与分析摘要:高层的增多让剪力墙的应用更加繁复,所以我们作为结构设计者更要清晰准确的掌控好剪力墙的使用,达到设计的建筑的使用性,安全性都能最优化,来保护人民的生命财产安全,在灾难面前不受损失。
关键词:剪力墙;设计;基本概念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。
一、剪力墙的尺寸 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。
3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
整体墙受力如同竖向悬臂,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;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。
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要注意墙肢轴压比限值。
壁式框架:当剪力墙开洞过大时形成宽梁、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。
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。
《剪力墙结构》ppt课件contents •剪力墙结构基本概念与特点•剪力墙结构设计原理•剪力墙构造要求及细节处理•剪力墙结构施工方法与技巧•剪力墙结构在工程中应用实例•剪力墙结构发展趋势及挑战目录剪力墙结构基本概念01与特点定义及作用定义剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙。
房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载(重力)的墙体,防止结构剪切(受剪)破坏。
作用承担全部水平荷载和竖向荷载,并将这些荷载传递到基础。
1 2 3钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙。
按结构材料划分整体墙、小开口整体墙、联肢墙、壁式框架。
按结构形式划分短肢剪力墙、一般剪力墙。
按墙肢高度与厚度比划分结构形式与分类优点刚度大,整体性好,用钢量较省。
侧向变形小,承载力高,适用于建造较高的建筑物。
由于自重大,基础费用较高。
局限性结构自重较大,且延性较差。
01不宜用于高大地震烈度地区的建筑。
02由于墙体较多,不易布置面积较大的房间。
剪力墙结构设计原理02通过楼板将水平荷载传递给剪力墙,再由剪力墙将荷载传递至基础。
水平荷载传递竖向荷载传递荷载分配原则通过楼板和梁将竖向荷载传递给剪力墙和框架柱,最终传递至基础。
按照刚度分配原则,将水平荷载在各片剪力墙之间进行分配。
030201荷载传递机制基于弹性力学理论,采用有限元或有限差分等方法进行分析。
弹性方法考虑材料非线性,采用塑性铰模型或弹塑性分析方法。
塑性方法基于工程经验,采用等效刚度法、连续化方法等简化分析方法。
简化方法内力分析方法变形控制要求层间位移角限值保证结构在正常使用极限状态下的层间位移角满足规范要求。
顶点位移限值控制结构在罕遇地震作用下的顶点位移,避免结构倒塌。
舒适度要求控制结构在风荷载或地震作用下的加速度和速度,满足人体舒适度要求。
剪力墙构造要求及细03节处理墙体厚度与高度限制墙体厚度根据抗震设防烈度、结构类型以及墙体所在位置确定。
一般来说,一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位不应小于200mm,其他部位不应小于160mm。
浅谈房屋建筑中的剪力墙结构设计摘要:剪力墙结构由于其抗侧刚度大,能有效地减少侧移,且具有较好的抗震性能,因而被广泛应用于高层房屋建筑中。
本文结合笔者多年建筑设计工作经验,详细介绍了房屋建筑中的剪力墙结构设计。
关键词:剪力墙结构设计房屋建筑应用
1、前言
剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
剪力墙结构刚度大,整体性能好,且用钢量较省,相对于其他建筑结构设计而言较为经济,而且外形美观,便于室内布置,因而剪力墙被广泛用于高层建筑中。
本文从多方面介绍了房屋建筑中的剪力墙结构设计。
2、剪力墙结构的布置原则
剪力墙的间距一般为3m~5m,其平面布置的灵活性受到了一定的限制,因此一般用于高层建筑住宅中。
剪力墙的布置原则主要有以下几种:
2.1在剪力墙结构中,剪力墙承受了全部的竖向力以及水平力,所以剪力墙应该沿着建筑物的主要轴线双向布置,形成空间结构。
尤其是在抗震结构之中,应该避免单向布置布置剪力墙,宜使两个方向的抗侧刚度接近,即两个方向的自振周期应该相近。
2.2为了增加抗震能力,剪力墙应该尽量拉通对直。
在建筑结构设计中,剪力墙洞口布置应该规则开洞,洞口成列、成排布置,这样才能形成明确的连梁和墙肢,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,设计计算结果安全可靠。
在抗震结构中,应该尽量避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现。
其中叠合错洞墙的洞口因为错开距离很小,有时甚至会出现叠合的现象,这样一来,不仅墙肢不规则,而且在洞口之间会形成薄弱部位,对抗震产生会产生很不利的影响。
2.3剪力墙沿竖向时应该贯通建筑物的全高,从整体出发,剪力墙的抗侧刚度较大,如果在某一层或几层切断剪力墙,易造成结构刚度突变。
因此剪力墙沿竖向改变的时候,抗侧刚度应该逐步减小,避免各层刚度突变,而造成应力集中。
2.4剪力墙要尽量避免在洞口与墙边、洞口与洞口之间形成小墙肢。
小墙肢的截面高度与厚度之比不大于四时,宜按框架柱进行截面设计,剪力墙与柱都是压弯构件,其压弯破坏状态以及计算原理基本相同,但截面配筋构造有很大不同,因此柱截面和墙截面的配筋计算方法也各不相同。
2.5如果是较长的剪力墙,那么应该开设洞口,将剪力墙平均地分为若干墙段,墙段与墙段之间应该用弱梁连接,另外每个对立的墙段的总高度与其截面的高度之比不宜小于3,因为墙长较小时,受弯产生的裂缝宽度较小,这样一来,墙体配筋才能够充分地发挥其作用,所以墙肢截面的高不宜大于8m。
2.6在高层建筑中不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式,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。
短肢剪力墙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,又承担较大轴力和剪力,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,在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多,不应采用全部为短肢剪力墙的结构。
2.7楼面主梁不宜支承在剪力墙之间的连梁之上。
连梁产生扭转,一方面不能有效约束楼面梁,也会因为没有抗扭刚度而去抵抗平面外弯矩;另一方面连梁受力十分不利,连梁本身的剪切应变比较大,易出现裂缝;因此要尽量避免。
楼板次梁等截面较小的梁支承在连梁上时,次梁端部可按铰接处理。
2.8尽量控制剪力墙的平面外弯矩,剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都很小,因此应注意剪力墙平面外受弯时的安全问题。
当剪力墙与平面外方向的大梁连接时,会使墙肢平面外承受弯矩,当梁高大于约2倍墙厚时,刚性连接梁的梁端弯矩将使剪力墙平面外产生较大的弯矩,因此应当采取措施,以保证剪力墙平面外的安全。
为此应该采用增加与沿梁轴线方向的垂直墙肢、暗柱或者增加壁柱等方式,来有效地减少梁端部弯矩对墙的不好影响。
另外,对截面较小的楼面梁可以设计为半刚接或铰接,这样可以减少墙肢的平面外弯矩。
3、剪力墙结构设计在房屋建筑中的应用
3.1剪力墙截面厚度
在建筑结构设计中之所以会规定剪力墙的最小厚度,是为了保障剪力墙平面之外的刚度以及稳定性能。
当墙肢平面外出现与之相交的剪力墙的时候,可以将其视为剪力墙的支承,这样一来就有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定了。
因此剪力墙截面厚度除满足稳定要求外尚应满足剪力墙受剪截面限制条件、剪力墙正截面受压承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。
规范规定:在非抗震设计时,剪力墙的最小厚度不应该小于160 mm。
而在抗震设计时,一、二级抗震等级时底部加强区不应小于200mm;其他部位不应小于160mm,一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220 mm,其他部位不应小于180 mm;三、四级抗震等级时不应小于160mm,一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180 mm。
分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm。
3.2设置构造边缘构件和约束边缘构件
剪力墙一般在一、二、三级抗震的一般部位以及四级抗震设计和非抗震设计的时候,剪力墙的墙肢端部应该设置构造边缘构件;在一、二、三级抗震的底部加强部位以及其上一层的墙肢端部应该设置约束边缘构件。
3.3为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限受弯
承载力,配制的竖向分布钢筋必须满足最小配筋百分率要求。
同时,为了防止斜裂缝出现后发生脆性的剪拉破坏,规定了水平分布钢筋的最小配筋百分率。
一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为:
一、二、三级抗震等级时不应小于0.25%,四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%,剪力墙的竖向和水平分布钢筋的间距均不宜大于300mm,直径不应小于8mm,也不宜大于墙肢厚度的1/10。
3.4剪力墙连梁超筋的处理
连梁超筋在剪力墙结构设计中是一种常见现象,常言道:防范于未然,所以连梁配筋时就务必应该满足以下要求:
①、连梁上下纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度抗震设计时不应小于lae,非抗震设计时不应小于la,且均不应小于600mm。
②、抗震设计时,剪力墙中的连梁全长箍筋的构造要求应采用框架梁端加密区箍筋构造要求;在非抗震设计时,沿连梁全长的箍筋直径应不小于6mm,间距不应大于150mm。
③、在顶层连梁锚入墙体的钢筋长度范围内,应该配置间距不大于150mm的箍筋,构造箍筋的直径与该连梁的箍筋直径要相同。
④、连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。
截面高度大于700mm的连梁,其两侧面腰筋的直径不应小于8mm,沿高度间距不应大于200mm;跨高比不大于2.5的连梁,其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于0.3%。
⑤、跨高比不大于1.5的连梁,非抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率可取为0.2%;抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率宜符合规范最小配筋率的要求,跨高比大于1.5的连梁,其纵向钢筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。
非抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率不宜大于2.5%;抗震设计时,顶面及底
面单侧纵向钢筋的最大配筋率宜符合规范连梁纵向钢筋的最大配
筋率的要求。
如不满足,则应按实配钢筋进行连梁强剪弱弯的验算。
如果出现剪力墙连梁超筋的现象,一般有以下三个处理方法:一是想法设法地减小连梁的截面高度或采取其他减小连梁刚度的
措施;二是在抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可以进行塑性调幅;三是当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的时候,方可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,再按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下进行结构内力分析,最后墙肢应该按照两次计算所得的较大内力进行配筋计算。
4、结束语
综上所述,随着高层建筑的快速发展,建筑结构设计在样式创新、结构安全以及功能需求上都提出了更高的要求。
房屋建筑的剪力墙结构设计,在建筑施工整个过程中占有重要位置,也是我国设计人员一直努力钻研的方向。
如果剪力墙想更好地发挥其刚度大、外形美观等优点,并又想克服自身结构上的缺点,那其关键就全在于结构设计,设计师们必须对剪力墙的设计要做到安全、经济、合理、外形美观。
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