本文作者:合肥钢结构设计公司

剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比(剪力墙结构布置时应注意控制剪力墙平面外的弯矩)

合肥钢结构设计公司 2周前 ( 11-15 15:05 ) 685 抢沙发
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剪力墙布置应注意哪些问题?

1.剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向或多向布置,不同方向的剪力墙宜分别 联结在一起,应尽量拉通、对直,以具有较好的空间工作性能;抗震设计时,应 避免仅单向有墙的结构布置形式,宜使两个方向侧向刚度接近,两个方向的自振 周期宜相近。剪力墙平面布置应尽可能做到规则,避免过大的扭转效应。 2.纵、横向剪力墙宜组成L形、T形和匚形等形式,以使纵墙(横墙)可以作为 横墙(纵墙)的翼缘,从而提高其刚度、承载力和抗扭能力;楼、电梯间等竖井 宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置,以增强其空间刚度和整体性。 3.剪力墙的侧向刚度及承载力均较大,为充分利用剪力墙的能力,减轻结构自 重,增大结构的可利用空间,剪力墙不宜布置得太密,使结构具有适宜的侧向刚 度;若侧向刚度过大,不仅加大自重,还会使地震力增大,对结构受力不利。 4.剪力墙宜自下到上连续布置,避免刚度突变;允许沿高度改变墙厚和混凝土 强度等级,或减少部分墙肢,使侧向刚度沿高度逐渐减小。剪力墙沿高度不连续, 将造成结构沿高度刚度突变,对结构抗震不利。 5.细高的剪力墙(高宽比大于2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免发生脆性的剪切破坏。因此,当剪力墙的长度很长时,为了满足每个墙段高 宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的若干独立墙 段,每个独立墙段可以是整截面墙,也可以是联肢墙,墙段之间宜采用弱连梁连 接(如楼板或跨高比大于6的连梁),因弱连梁对墙肢内力的影响可以忽略,则 可近似认为分成了若干独立墙段(图6.1.1)。此外,当墙段长度较小时,受弯 产生的裂缝宽度较小,而且墙体的配筋又能充分地发挥作用,因此墙段的长度不宜大于8m。 6.剪力墙洞口的布置,会极大地影响剪力墙的力学性能。为此规定剪力墙的门 窗洞口宜上下对齐,成列布置,能形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则, 又与当前普遍应用的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。 错洞剪力墙和叠合错洞墙都是不规则开洞的剪力墙,其应力分布比较复杂,容易 造成剪力墙的薄弱部位,常规计算无法获得其实际应力,构造比较复杂,因此宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙

剪力墙墙肢的平面布置有哪些原则

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,它可以承担各类荷载引起的内力,也可以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。

剪力墙结构在高层房屋中被大量运用。

剪力墙墙肢的平面布置原则

直接影响整个建筑结构的经济指标和力学性能的因素是墙肢布置的好坏。所以说剪力墙结构设计优化的关键就是优化墙肢布置。墙肢布置应该注意以下几点。

1 布置要对齐

剪力墙的主要作用是承担竖向荷载(重力)、抵抗水平荷载(风、地震等)。因此,设计师们进行结构设计时应充分发挥墙肢间的联动效用。而布置结构时,同一方向的墙肢应该均匀布置,使多道联肢剪力墙在一个平面上协同工作。要注意避免的是剪力墙错位布置。

例:如图 1 所示,某高层住宅标准层结构平面布置图中,Y方向有四个墙肢是错位布置的。一般的调整方法是使墙肢形成两道联肢剪力墙,这样对齐布置可以使局部侧向刚度提高 10% 。

2 布置要均匀

剪力墙结构中,全部的竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受,所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。而高层建筑结构除了要满足承受竖向荷载和结构抗侧移刚度,还需要有一定的抗扭转刚度。在具体设计过程中,设计师们可以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、重心的相对位置,这样可以更加靠近理想中“三心”重合的状态。

3 避免使用短肢剪力墙或长墙

众所周知,短肢剪力墙的延性差,构造要求高,对钢筋的需求也大,所以设计师们布置结构时应该尽量避免用短肢剪力墙。但是如果墙肢过长,又会造成刚度过大,地震力比较集中。另外,在剪力墙结构中,若有少量长墙存在,发生地震时,楼层剪力主要会由这部分长墙承受;若地震强度超烈,首先遭到破坏的就是承受地震力的长墙。而因为其他墙肢的承载力比较弱,就会导致剪力墙墙肢由强到弱被各个击破,最后整个结构倒塌。

因此,设计师们在布置剪力墙结构时,应该使各墙肢刚度接近,避免使用短肢剪力墙或长墙。

4 优先采用带翼缘墙

矩形、L形、T形平面时,剪力墙沿两个正交的主轴方向布置;三角形及Y形平面可沿三个方向布置;正多边形、圆形和弧形平面,则可沿径向及环向布置。

其中L 形、T 形的剪力墙因墙肢端部的翼墙可以起到扶壁的作用,可以增强稳定性,同时也可以使框架梁搭接在剪力墙端部时,钢筋的锚固长度满足要求,因此设计师们进行结构布置时最好优先采用L 形、T 形墙。

剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比(剪力墙结构布置时应注意控制剪力墙平面外的弯矩) 钢结构网架施工

建筑中剪力墙设计?

建筑中剪力墙设计具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。

一、剪力墙结构

(一)剪力墙的概念和结构效能

建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。

剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。

剪力墙结构体系,有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。

剪力墙结构的优点是侧向刚度大,在水平荷载作用下侧移小,其缺点是剪力墙的间距有一定限制,建筑平面布置不灵活,不适合要求大空间的公共建筑,另外结构自重也较大,灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。

剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板,可以不设梁,所以空间利用比较好,可节约层高。

(二)普通剪力墙结构的结构布置

1.平面布置。剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受,所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。

(1)矩形、L形、T形平面时,剪力墙沿两个正交的主轴方向布置;

(2)三角形及Y形平面可沿三个方向布置;

(3)正多边形、圆形和弧形平面,则可沿径向及环向布置。

单片剪力墙的长度不宜过大:

(1)长度很大的剪力墙,刚度很大将使结构的周期过短,地震力太大不经济;

(2)剪力墙以处于受弯工作状态时,才能有足够的延性,故剪力墙应当是高细的,如果剪力墙太长时,将形成低宽剪力墙,就会由受剪破坏,剪力墙呈脆性,不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时,应用楼板或小连梁分成若干个墙段,每个墙段的高宽比应不小于2。

2.每个墙段可以是单片墙,小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8.0m,以保证墙肢是由受弯承载力控制,和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时,墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用,每个墙段作为一片独立剪力墙计算。

二、剪力墙设计

剪力墙所承受的竖向荷载,一般是结构自重和楼面荷载,通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁(门窗洞口上的梁)内产生弯矩以外,在墙肢内主要产生轴力。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。

在水平荷载作用下,剪力墙受力分析实际上是二维平面问题,精确计算应该按照平面问题进行求解。可以借助于计算机,用有限元方法进行计算。计算精度高,但工作量较大。在工程设计中,可以根据不同类型剪力墙的受力特点,进行简化计算。

整体墙和小开口整体墙:在水平力的作用下,整体墙类似于一悬臂柱,可以按照悬臂构件来计算整体墙的截面弯矩和剪力。小开口整体墙,由于洞口的影响,墙肢间应力分布不再是直线,但偏离不大。可以在整体墙计算方法的基础上加以修正。

联肢墙:联肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成,可以采用连续化方法近似计算。

壁式框架:壁式框架可以简化为带刚域的框架,用改进的反弯点法进行计算。

框支剪力墙和开有不规则洞口的剪力墙:此两类剪力墙比较复杂,最好采用有限元法借助于计算机进行计算。

框架结构和剪力墙结构,两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。框架的侧移曲线是剪切型,曲线凹向原始位置;而剪力墙的侧移曲线是弯曲型,曲线凸向原始位置。在框架—剪力墙(以下简称框-剪)结构中,由于楼盖在自身平面内刚度很大,在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。这使得框—剪结构的侧移曲线既不是剪切型,也不是弯曲型,而是一种弯、剪混合型,简称弯剪型。在结构底部,框架将把剪力墙向右拉;在结构顶部,框架将把剪力墙向左推。因而,框—剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些,比纯剪力墙结构的侧移要大一些;其顶部侧移则正好相反。框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时,二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。框架和剪力墙之间的这种相互作用关系,即为协同工作原理。

考虑地震作用组合的剪力墙,其正截面抗震承载力应按规定计算,但在其正截面承载力计算公式右边,应除以相应的承载力抗震调整系数γRE。剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值:对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层,应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用,其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数。

三、小高层中剪力墙设计实例

(一)布置

剪力墙布置必须均匀合理,使整个建筑物的质心和刚心趋于重合,且X,Y 两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙,若出现则应布置成长墙(h/w8);应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免,则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的2.5倍时,应计算暗柱配筋,转角处墙肢应尽可能长,因转角处应力容易集中,有条件两个方向均应布置成长墙。

(二)配筋及构造

对于小高层住宅来说,剪力墙是面广量大的,因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。

(三)剪力墙墙体配筋(以200厚墙体为例)

一般要求水平钢筋放在外侧,竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。加强区φ10@200,非加强区φ8@200双层双向即可,双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为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,而由于简化计算经常由竖向筋控制,此种情况下为增大计算墙体有效高度,可将地下部分墙体的水平筋放在内侧,竖向钢筋放在外侧。

(四)设置边缘构件

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。对于普通剪力墙,其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率,建议加强区0.7%,一般部位0.5%。对于短肢剪力墙,控制配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%;对于小墙肢其受力性能较差,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%;而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体,设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋。

(五)合理配筋

剪力墙中的连梁跨度小,截面高度大,在地震作用下弯矩、剪力很大,有时很难进行设计,如果加大连梁高度,配筋值有时反而更大。对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时,可再增加一根梁,两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置,腰筋同墙体水平筋。

四、结语

建筑设计中剪力墙运用具有较好的抗震性能,且结构布置灵活,造价低,经济性好,所以小高层住宅较多的使用这种设计形式。经过对设计、施工和使用中发现的问题进行总结,进一步优化,这种结构形式的小高层住宅是值得发展的住宅模式。总之,对小高层建筑设计一般力求合理性与经济性,建筑设计中要合理把握关键部位及次要部分,这也是小高层建筑设计中需要努力改进的方向。

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剪力墙设计的注意要点?

一、一般情况下对高厚比小于等于3剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比的柱形墙肢剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比,应按框架柱输入剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比,并按框架柱配筋剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比,但对于高厚比大于3的墙肢应按剪力墙输入并按剪力墙进行配筋。但对柱形墙肢要根据实际情况确定其抗震等级和轴压比限值。对不同的类型剪力墙设计时应尽可能减小墙肢高宽比,两者的结果相差较多。判断是否为短肢剪力墙的依据是墙肢的高厚比,同时还应考虑翼缘的影响,翼缘可以提高剪力墙的稳定性,但不能改变短肢剪力墙的属性,同时翼缘是相互的。

二、对于地下室的墙肢,如果地上是一般墙肢,考虑地下室层高的原因,地下室需加厚墙肢,但由于加厚墙肢导致其变成短肢剪力墙,对这种情况需分两种情况区别对待:

(1)墙厚不变满足稳定要求,则加厚墙肢不按短肢剪力墙考虑;

(2)墙厚不变不能满足稳定要求,则加厚墙肢,但需按短肢剪力墙考虑。

三、对剪力墙有效翼缘的判定,抗震规范规定翼缘的长度小于其厚度的3倍或端柱的边长小于墙厚的2倍认定为无翼缘和无端柱。这里的其厚度代表墙肢的厚度。且长度应取墙肢垂直方向的投影长度。

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剪力墙的布置原则是怎么样的

剪力墙的布置原则为:

(1) 剪力墙结构中全部竖向力和水平力都由剪力墙承受。所以一般应沿建筑物的主要轴线双向布置。特别是在抗震结构中,应避免仅单向有墙的结构布置形式,并宜使两个方向抗侧刚度接近,即两个方向的自振周期宜相近。

(2) 剪力墙应尽量拉通对直,以增加抗震能力。门窗洞口上下各层对齐,形成明确的墙肢和连梁,使受力明确,计算简单。在抗震结构中,应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合错洞墙。叠合错洞墙的特点是洞口错开距离很小,甚至叠合,不仅墙肢不规则,而且还在洞口之间形成薄弱部位,对抗震尤为不利。

(3) 剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高。剪力墙沿竖向改变时,允许沿高度改变墙厚和混凝土等级,或减少部分墙肢,使抗侧刚度逐渐减小,避免各层刚度突变,造成应力集中。

(4) 剪力墙要避免洞口与墙边,洞口与洞口之间形成小墙肢。小墙肢宽度不宜小于三倍墙厚(否则应按框架柱设计),并用暗柱加强。

(5) 较长的剪力墙宜开设洞口,将其分为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱梁连接,每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2,墙长较小时,受弯产生的裂缝宽度较小,墙体配筋能够充分的发挥作用,因此墙肢截面高度不宜大于8 m。

(6) 高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式,短肢墙应尽可能设置翼缘。在短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或

一般剪力墙),以形成共同抵抗水平力的剪力墙结构。

(7) 控制剪力墙平面外弯矩,应采取增加与沿梁轴线方向的垂直墙肢,或增加壁柱、柱等方式,来减少梁端部弯矩对墙的不利影响。对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接,减小墙肢平面外弯矩。

(8) 不宜将楼面主梁直接支承在剪力墙之间的连梁上。因为一方面主梁端部约束达不到要求,连梁没有抗扭刚度去抵抗平面外弯矩;另一方面对连梁本身不利,连梁本身剪切应变较大,容易出现裂缝,因此应尽量避免。

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