探析小高层短肢剪力墙结构设计
小高层建筑框支短肢剪力墙结构设计
浅谈小高层建筑框支短肢剪力墙结构设计摘要:本文结合工程实例,分析了框支短肢剪力墙结构形式的特点、适用范围、结构构件设计及构造措施等, 提出了设计此类结构时应注意的一些问题, 以期指导实践。
关键词:工程实例;框支短肢剪力墙;框支短肢剪力墙结构出现时间较晚。
近年来,随着该结构形式的推广,但设计中存在的转换层上首层标准层墙肢容易超筋及转换层角柱位移较大等问题,对这类结构安全性的评估已十分必要。
1.工程概况实例分析的对象为南宁市某房地产开发的一大型商住综合性的小高层建筑。
该建筑下部一层为商业用途,上部为住宅,主体结构形式为典型的框支短肢剪力墙结构,结构总高度39m,地面首层为6米层高的商铺和超市,二层以上为标注层高3米的住宅10层。
1层为购物超市的超市的区域采用框支结构形式;2-10层为公寓式住宅,采用短肢剪力墙一筒体结构;11层(屋面突出部分)为电梯机房;基础采用梁筏基础;结构转换层设在2层,采用深梁转换。
整个小区项目结构为八个塔楼,根据受力特点,对结构沿首层大底盘用分隔缝或后浇带的方式进行了分隔;将一号塔楼连带其底部群房单独提出作为分析对象。
根据本工程特点结构设计需处理好以下2个问题:首先是首层转换结构的选择,其次是上部短肢剪力墙的合理布置。
结构抗震等级首层为二级抗震,2-11层为三级抗震。
场地土类型为11类场地土。
按最新抗震设计规范规定,东莞地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,场地特征周期值0.35s。
2.概念设计与结构布置本工程属于复杂高层建筑结构中带转换层的结构类型,转换层在首层,因为首层商业功能的需要,上部需要转换的墙肢比较多。
底部加强部位剪力墙及框支柱抗震等级为二级,底部加强部位以上标准层剪力墙抗震等级为三级,短肢剪力墙抗震等级为二级。
2.1转换结构选型与布置由于结构竖向传力构件的不连续,造成结构上部荷载不能直接传给下部对应构件,而是通过转换结构的内力重分配,再向下传递。
小高层建筑短肢剪力墙结构设计论文
小高层建筑短肢剪力墙结构设计摘要:短肢剪力墙结构小高层住宅合理的结构选型和结构布置对工程的安全、经济性的影响是重大的,只有对结构整个体系的承载能力、性能以及对结构分体系与结构构件相互作用的关系了解透彻,才能避免只依赖规范、设计手册、计算程序的设计习惯,从而实现结构优化设计,实现安全、科学合理、经济的设计目标。
本文探讨了小高层建筑短肢剪力墙结构设计。
关键词:小高层;建筑;短肢剪力墙;结构设计abstract: short shear wall structure small high-rise residential reasonable structure selection and structure arrangement on the safety of the project, the economy’s influence is big, only to the structure of the bearing capacity of the whole system, performance, and to the structure points system and structure component interaction relationship thorough, to avoid just rely on the specification, design manual, calculation program design habits, so as to realize the structure optimization design so as to realize safe, scientific, reasonable, economical and design target. this paper discusses the small high-rise building short shear wall structure design.keywords: small high-rise; architecture; short shear wall; structure design中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:近年来,随着小高层建筑的逐渐发展和为了更好地满足使用功能的要求, 短肢剪力墙结构在小高层住宅中广泛运用。
浅析高层建筑短肢剪力墙结构设计
一
《 规 》 没 有 明 确 规 定 短 胺 剪 力 墙 数 质 量 中心 与刚 度 中心 重 合 , 层 建 筑 中宜 避 高 中 高 免 采 用 “ ” 短 肢 墙 , 布 置 为 “卜 、 ” 一 形 应 ” “广 和“ ” + 等形 式 。 短肢 剪 力墙 的抗 震等 级 应 比 般剪 力 墙 的抗 震等 级 提 高一 级 采 用 , 主要 日的是 从构 造 上改善 短 肢 剪 力墙 的延 性 。 抗
一
{1 1薄冰 , 慎 江 . 肢 剪 力墙 结 构 的抗 震性 黄 短 能 比较 与研 究l . l 工程 与 建设 ,( 0 2 1 2 1 ,. ) I 孟灿 , 围. 2 1 黄 高层 建 筑 短 肢 剪 力墙 结 构设
计 … 广 东科 技 ,0 0,. 21 2 【 1李 红梅 、对 短 肢 剪 力墙 结 构 设 计 的探 讨 3 震 设计 时 , 肢 剪 力 墙截 面 的纵 向 钢 筋 的配 … 中 国新技 术 新 产品 ,0 0, . 短 2 1 7 筋 率 , 部 加 强 部 位 不 宜小 于 1 % , 它 部 底 . 其 2 位 不 宜 小 丁 10 。 .% 对 于短 肢 剪 力墙 的剪 力 设 计 值 仅 底 不 部 加强 部 位 心按 规 范 调 整 , 他 各层 也 要 调 其
摘 要: 短肢 剪 力墙 结构 , 它不仅 具 有可使 室 内不 出现柱 楞 , - Y W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 , 由于短 肢 剪 力墙结 构 抗震 性 能较 差 , 地 震 区应 用 经验 不 多 , 但 且 因此 , 肢 剪 力墙 短 结构在 设计 的 时候要 注意许 多的 问题 。 关键 词 :
小高层建筑中短肢剪力墙结构设计
小高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅析摘要:随着社会的发展以及人民生活水平的不断提高,人们对于建筑的要求也越来越高,特别是对于中高层住宅的平面与空间的要求。
过去的普通框架结构和剪力墙结构对建筑空间的分隔与界定以远远不能满足人们对于住宅空间的要求。
据此,建筑行业在原有剪力墙结构的基础之上,不断完善,在其中吸收了框架结构的优点,以此来满足人们对于住宅空间的要求。
目前,高增建筑结构的型式主要分为两种:短肢剪力墙结构和异形柱框架结构。
本文就短肢剪力墙结构在小高层建筑中的应用作浅要分析,以供大家参考。
关键词:短肢剪力墙小高层建筑设计1 前言所谓短肢剪力墙,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》中对其的定义是:墙截面厚度不大于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。
剪力墙结构中,短肢剪力墙结构是其中最常见的一种型式,它通常会运用到高层或者中高层建筑结构当中。
短肢剪力墙通常运用在建筑工程中的结构有:“t”字型、“l”型、“十”字型、“z”字型、折线型、“一”字型。
近些年来,随着社会的不断发展以及人民生活水平的提高,人们对于建筑物的要求越来越高,尤其是对中高层建筑空间的要求。
过去的建筑中,施工单位是通过普通的框架结构以及普通的剪力墙结构来对建筑空间进行分布,然而这样的建筑空间并不能够满足人们日益增高的要求。
所以,施工单位在原有剪力墙结构的基础之上,进行不断完善,在其中吸取了框架结构的优点,以此来满足人们对于建筑空间的高要求。
钢筋混凝土短肢剪力墙结构由于具有灵活性、施工方便、在施工过程中减少了其重量、抗震性强、节约材料成本等优点被广泛应用到了建筑结构当中。
本文就中小高层建筑中短肢剪力墙结构的设计应用作重点分析。
2 短肢剪力墙结构体系的特点通过对短肢剪力墙结构的深入分析,我们了解到它具有以下特点:1)能与建筑结构相融合。
在对短肢剪力墙结构进行施工过程中,与建筑平面相结合,来对建筑空间进行分布,在其中短肢剪力墙结构通常不会与建筑的使用功能相冲突。
高层建筑短肢剪力墙结构设计
高层建筑短肢剪力墙结构设计探讨中图分类号:tu972摘要:随着科学技术的发展,短肢剪力墙结构具有原有剪力墙没有的优势,建筑空间更大、自重更低,因此,短肢剪力墙结构在高层建筑中得到了广泛的应用。
本文结合工程实例,对高层短肢剪力墙结构设计进行了探讨,并阐述了设计中应注意的问题。
希望能为大家在设计工作提供一些参考。
关键词:短肢剪力墙;结构设计;结构布置;异形柱框架结构随着社会的发展,城市的可用土地逐渐减少,人们对建筑平面与空间的要求也越来越高。
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。
短肢剪力墙结构体系以剪力墙为基础,并吸取框架的优点,与剪力墙结构相比,短肢剪力墙结构比较经济、且结构布置灵活。
与异形柱框架结构相比,它的抗侧向变形性能好,可适应更高的建筑高度。
因此,短肢剪力墙结构逐步发展而形成一种能较好适应高层住宅建筑的结构体系。
1 工程概况该建筑工程为一高层住宅建筑,建筑面积为3876m2,标准层建筑面积为338m2。
纵向总长度为24.97m,横向总长度为14.3m。
开间为3.3m~5.1m,进深为4.5m~6m。
层数为十一层,局部跃十二层。
其中一至十一层层高为2.9m,十二层层高为2.7m。
建筑总高度为36.95m。
外墙采用300mm空心砖,内夹70厚水泥聚苯板,内墙采用200厚空心砖。
结构形式采用短肢剪力墙。
楼盖采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,墙、柱、梁均为现浇,抗震设防烈度为七度。
2 短肢剪力墙结构设计应注意的问题(1)根据国内外研究结果,在承受压弯作用的剪力墙中,当处于小偏压状态时,墙的延性较差。
不仅如此,即使在大偏压状态下,若轴压比较大,混凝土受压区的边缘应力很高,如果混凝土没有约束或约束不够,可能混凝土先达到极限压应变,出现竖向裂缝,甚至压碎,使构件丧失变形能力和承载能力。
因此,在设计时,应严格控制短肢墙的轴压比,以保证短肢墙的延性。
(2)应采取三维计算方法进行结构的动力特性分析和杆件内力计算。
浅谈短肢剪力墙结构在小高层建筑中的设计与应用
浅谈短肢剪力墙结构在小高层 建 筑 中的设计 与应用
储 园 园
摘
( 泰州 市建 筑设计院有限公 司) 要: 短肢剪力墙 结构 是普通现浇剪力墙结构 的一种特殊形式, 具有布置灵活 使用方便等特 点, 因而在住宅楼结构设计 中被广泛采用 。本 文结合
笔者 多年工作经验 , 详细探讨 了小高层住宅剪力墙结构设计中的短肢剪 力墙结构设计 。 关键词 : 短肢 剪力墙 结构 设计 小 高层 灵活
对二十到三十层 的住宅楼设计的,其中的环抱状布置可 以使结构保持基本 的对称要求 , 每层一般情 况下是六到八户 , 在用地受到 限制 的时候, 每层是
三到 四户。 4 . 7 在进行杆件 内力计算和结构动 力特性分析的时候 , 最好采取三维 的
在对短肢剪力墙进行结构设计时, 主要包括对墙肢和连梁的设计。 对于 墙肢的截面设计来说, 在设计前要进行受剪 、 受弯 的试验 与计算 , 还要对 正
4 . 4要对短肢剪力墙结构 的属性准确的进行判定 。在设计跨高 比的时 候, 最合理 的方法就是将各个梁规范的分类然后分别进行设计。 这样做可以 使设计更加的满足 要求 , 也可以使安全性得到有效的保障。
偏压的状态 , 那么墙的延展性就会相对较差 。即便是在大偏压的状态下 , 如 果轴压较大 , 混凝士边缘应力也较高, 这样就会使混凝土 的约束不够甚至没 有约束 , 从而会使混凝土最先出现极限压应变 , 使构件丧失承载能力和变形 能力 。 4 . 2 在短肢剪力墙结构体系 中最薄弱的环节 出现在抗震性方面 , 主要是 在建筑 的边缘和其角点处的墙肢 , 尤其是针对~字型的剪力墙 , 最先 出现破 坏的问题 。在设计 的过程中, 首先要加强的是针对 以上 出现问题 的部位 , 加 强相关 的抗震性能设计 。 4 . 3 要按照相关的规定要求来制定短肢剪力墙的抗震等级 , 方便对配筋 的提高, 还 要对短肢剪力墙进行周期性的折 减, 加强地震的抵抗 能力 , 保 证
短肢剪力墙结构的设计探讨
弱环节会首先开裂 ; 在地震作用下, 高层短肢剪力墙结构将以 整体弯曲变形为主,短肢剪力墙因截面积小且承受较大的竖
向荷载破坏严 重 , 尤其 “ 一” 字形小墙肢 , 破坏 最严 重 ; 在短 肢 剪力墙结构中 , 由于墙 肢刚度较 小 , 墙肢间 的连梁受 力已接近
择合适的 乡土树种 , 这样既能起 到绿化效果又能减少费用。 总
之,在煤矿工业场地的设计绿化措施的实施过程中必须综合
Z HA NGL i - j u a n , Y A NGX i n g - q i a n g , S U NS h a o - x i a
( S h a n d o n g P r o v i n c e Me t a l l u r g i c a l E n g i n e e r i n g C o . L t d . , J i n a n 2 5 0 0 1 4 , C h i n a )
普通框架梁, 剪切破坏的可能性增加。因此, 在设计中对这些
薄弱环节应加强概念设计及抗震构造措施 : 结构布置均匀 , 使 建 筑物 刚心与质心尽量接近 ,以减小扭转效应 。通常可 以在
宽比大, 延性较好 , 对抗震有利 ; 墙肢的承载力得到了充分的
发挥。 但是, 与一般剪力墙相比, 短肢剪力墙的抗震性能要差, 地震区的较高房屋要慎用; 与框剪结构相比, 由于短肢剪力墙
P e r f o r ma n c e , c o n c e p t u a l d e s i g na n dm o de l i nga n dc a l c u l a t i o n , e r e ; mo r e o v e r , her t e l a t i v ep r o bl e msd u r i ngt hes t r u c t u r ed e s i g na rea p p o i n t e di n
浅谈小高层商品住宅结构设计--短肢剪力墙结构
浅谈小高层商品住宅结构设计--短肢剪力墙结构摘要:本文通过工程设计介绍一种适于小高层住宅建筑的短肢墙—筒体(或一般剪力墙)结构体系,简述这种体系的构成、特点、设计注意事项。
关键词:小高层住宅短肢剪力墙近年来随着人们对住宅,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—筒体(或一般剪力墙)”结构体系。
这种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点,受到了建筑师的肯定,更得到了住户与房开商的欢迎,为此,本文对这种新的高层住宅结构型式的受力特点、结构分析及构造要求进行阐述“短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系,只不过是采用较短的剪力墙肢(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),而且通常采用T形、L形、]形、+形等。
从广义角度讲,宜将这种结构体系称之为“短肢剪力墙—筒体(或一般剪力墙结构体系)”。
所谓”筒体”就是以楼电梯间所组成的钢筋混凝土核心筒;所谓“一般剪力墙”就是指墙肢截面高度与墙厚之比大于8的剪力墙。
这种结构型式的特点是:①结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾;②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,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;③能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单;④连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内,可隐蔽;⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
对于短肢剪力墙结构体系,广东地区的小高层住宅采用较多。
对短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法,前者如建研院的TBSA、TAT,广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块,后者如建研院的TBSSAP、SATWE等。
浅谈某小高层住宅建筑短肢剪力墙结构设计
1 l层
x 向地 震
Y 向地 震
4 5 . 4 65
4 1 9 08
6 0 . 5 96
5 5 . 0 08
4 .7 02 %
4 .0 92 %
x 向地 震 Y 向地 震 x 向 地 震 Y 向 地 震
x 向 地 震
5 7 . 6 06 6 9 . 7 56 6 0 . 9 50 8 9 . 7 08
2 7 89 2 7 3 8 82 2 8 . 2 3 47 83. 3 5 56 69.
3 0 42 % 4 O 98 % 3 .1 27 % 4 % 95 3 .7 】1%
4 . % 99 4 2 3 95 % 4 .8 88 % 2 4 94 %
1 5 89 08 . 1 9 05 58 . l7 41 14 . 1 4 04 9 2 . 18 26 23 .
2 7 46 22 . 17 31 38 . 2 8_ 5158 12 72 5 6
2 3 28 0 7. l0 09 68. 2 5. 4151 18 07 90 . 2 3 l6 8 3
8 4 . 158
8 0 . 8 16 6 4 . 8 95 l2 47 17 . 88 8 71
l9 37 3 8
3 .8 91% 4 0 98 % 3 8 79 % 4 2 97 %
3 _ % 68j
2 工 程 实 例
某 住 宅 项 日』= , 主 体 结 构 地 上 1 层 ( 中底 层 架 空 停 程 l 其 车)地 下 l , , 层 建筑 总 面 积 14 0 2开 发 商 为 了建 筑 美 观 和 降 10 m , 低 成 本 , 求 在 满足 安 全 和 使 用 的 前 提 下 , 宅 内部 不 允 许 露 梁 要 住 露 柱 , 时 尽 量 满足 底层 及地 下 车库 的停 车 要求 。 了满 足 开发 同 为 商 的要 求 , 计 采 用 了 短 肢 剪 力墙 结构 方 案 。 设 主体 结构 计 算 采 用 中 国建 筑 科 学 研 究 院 开 发 的 S T A WE 程 序 进 行 分 析 计 算 。结 构 布 置 时结 合 建 筑 平 面 和 使 用 功 能 ,将 一 般 剪 力 墙 主 要 布 置 于 中 心 竖 向交 通 区 的楼 电梯 间处 ,形 成 剪 力 墙 筒 体 作 为 主 要 的抗 侧 力构件 , 以承 受 主要 水 平 力 : 它 部 位 则 布 置 短 肢 剪 力 墙 。受 建 其 筑平面 的影响, 竖直 方 向 的 一 般 剪 力 墙 要 比水 平 方 向 的 少 : 为 而 方便 架 空 层 和 地 下 室 停 车 ,周 边 的短 肢 剪 力 墙 在 水 平 方 向 的墙 肢 长 度 不 能 太 长 ,为 满 足 轴 压 比 的要 求 只 能 加 长 竖 直 方 向 的墙 肢 。这 样 一来 , 出现 了 水平 方 向 的 一 般 剪 力 墙 强 、 肢 剪 力 墙 就 短 弱 向 竖 直 方 向的 一 般 剪 力 墙 弱 、 肢 剪 力 墙 强 的不 利 情 况 , 设 短 在 计 试 算 时 竖 直 方 向 的 短 肢 墙 地 震倾 覆 弯 矩 百分 比大 于 5 % , 0 不 满 足 规 范 的 要 求 。 来 经 过 与开 发 商 沟 通 协 商 , 竖 直 方 向利 用 后 在 卫 生 间 隔 墙 等 增 加 布 置 一 些 短 的一 般 剪 力墙 , 同 时 加 厚 竖 直 方 向 的 一般 剪 力 墙 。 调 整 后 , 方 向 的短 肢 墙 地 震 倾 覆 弯 矩 百分 经 两 比均 符 合 要 求 , 见表 1 。
小高层短肢剪力墙结构设计分析
小高层短肢剪力墙结构设计分析摘要:近年来,短肢剪力墙结构由于具有平面布置灵活,空间不受限定,结构稳定等优点,从而在房屋建筑中得到了广泛地应用。
文章主要阐述了短肢剪力墙结构的优势,并以小高层建筑为背景,着重针对短肢剪力墙结构的计算分析、布置原则以及配筋构造等要点进行了分析与研究,以供大家参考。
关键词:短肢剪力墙计算分析结构布置抗震构造1 短肢剪力墙结构的优势目前,短肢剪力墙结构在小高层建筑结构设计中得到了推广及应用,其主要的优势包括以几个方面:(1)与框架结构相比,它可结合建筑平面,利用间隔墙位置布置竖向构件,基本上不与建筑功能产生矛盾;(2)根据建筑平面抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙筒体形成主要抗侧力构件,易满足刚度和强度要求;(3)剪力墙数量和肢长可随意选择,主要视抗侧力需要而定,还可通过不同尺寸和布置来调整其刚度中心位置。
(4)与普通剪力墙结构相比,随着剪力墙数量减少和结构自重减轻,整体结构刚度也减小,可削弱地震作用,对结构抗震较为有利;(5)墙肢高度比较大,延性好,主要由受弯承载力决定破坏状态,对抗震有利;(6)减少了剪力墙数量,以轻质砌体替代,造价相对较低;(7)外墙墙面有相当一部分采用轻质保温材料替代钢筋混凝土墙面,改善了房屋的保温隔热性能,满足建筑节能要求。
2 实例分析2.1 工程概况某小高层建筑,采用短肢剪力墙结构,基础为静压预应力管桩基础,地上10层,地面以上结构高度33m,建筑面积7500m2,结构安全等级为二级,设计使用年限为50 年,建筑抗震设防类别为丙类,本工程基本风压为0.5KN/m2,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.01g,设计地震分组为第1组,建筑物场地土类别为Ⅱ类。
2.2 计算分析本工程采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件(墙元模型)SATWE进行计算。
计算分析结果如表1。
表1本工程严格按规范条文进行设计计算,因短肢剪力墙较多,布置了电梯筒体和一般剪力墙,形成短肢剪力墙与筒体和一般剪力墙共同抵抗水平力的剪力墙结构,并符合下列规定:(1)其最大适用高度比《高规》中剪力墙结构的规定值低,本工程地面以上结构高度为33m,低于100m;(2)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为结构总底部地震倾覆力矩的65%,不小于50%;(3)抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级比《高规》规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用;本工程短肢剪力墙抗震等级为一级;(4)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,抗震等级为一级不宜大于0.5;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,不大于0.4;(5)抗震设计时,除底部加强部位应按《高规》规定调整剪力设计值外,其他各层短肢剪力墙的剪力设计值,一级抗震等级乘以增大系数1.4;(6)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%,其他部位不宜小于 1.0%;(7)短肢剪力墙截面厚度最小值为200mm。
短肢剪力墙在小高层住宅设计中的应用分析
!程筵苤短肢剪力墙在小高层住宅设计中的应用分析.阮志华(中国葛洲坝集团股份有限公司勘测设计院,湖北宜昌443002);“腧要】随着市场经济的发展,住房已经实现商品化,一方面耍满足对住房的高标准的要求,另一方面要在有限的土地资源上实现开发商+,的最大利益。
短肢剪力墙结构在适应市场经济的发展中逐渐发碾起来,形成一种新的结构体系,受到了建筑师的肯定,更得到了住户与开发:商的燃’口猢】短肢剪力墙;布置原则;加强措施;薄弱环节近年来随着房地产业的发展,小、中高层板式住宅越来越受到开发商和住户的青睐,于是经过不断的实践和改进,以异型柱和剪力墙为基础,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——短肢剪力墙结构体系。
短肢剪力墙结构既保留了异形柱不突出墙面的优点,又克服了异形柱框架抗震性能不理想等缺点,因而逐渐得到了推广应用。
1短肢剪力墙结构的定义短肢剪力墙结构是墙肢截面高度与厚度比为5—8的一种剪力墙结构,它仍属于剪力墙结构,只不过是采用较短的剪力墙肢。
短肢剪力墙结构将传统的剪力墙方案合理地减:!懒用量,在结构上采用开洞使之成为短肢剪力墙,然后再用轻质墙体材料作为填充。
作为框架和全剪力墙结构之间的一种过渡型结构,短肢剪力墙结构与框架结构相比具有更多适用于高层住宅的特点,从而能使建筑取得较好的经济效果。
2短肢剪力墙结构的布置原则及优点短肢剪力墙结构通常利用中部由楼梯、电梯及竖向管道等形成的竖向交通区设置较多的剪力墙,组成—个较完整或基本完整的筒体。
外围部分的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置,设置适量的钢筋混凝土短肢剪力墙,在各短肢剪力墙的墙肢间布置连系梁,把这些短肢墙以及核,滞连成—个整体,构成整幢建筑的结构体系。
21布置原则短肢剪力墙结构中的墙肢应按需布置,既满足抗震要求,又要使结构刚柔并济,其布置原则归纳如下:短肢墙的数量应当适中,满足竖向荷载和抗侧力需要即可;短肢墙应尽量均匀分布,其轴向应力不应相差悬殊:当有抗震要求或风力较大或平面凹凸较多时,在平面外边缘及角点处,特别是外凸部分,布置必要的短肢墙以加强其整体性和满足平面刚性的要求:各短肢墙应尽量对齐、拉直,使之与连梁一起构成较规整目连续跨数较多的抗侧力片,当不能完全做到时允许局部互相错开:每道短肢墙宜与两个方向的梁连结;墙肢不宜过厚,尽量不凸出或少凸出间隔墙表面,但亦不应太薄以导致稳定性差和施工困难,局部可以混合布置部分较长的墙或矩形柱:在抗震设计中,筒体和—般剪力墙承受的第q畏型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%。
中小高层建筑中短肢剪力墙结构的设计
国建 工 出版 社 ,9 6 19 .
19 96年我 国钢产量首次突破 l t跃 居世界第 一位。钢材 的开 [ ] 蒋家奋 , 亿 , 汤关祚. 三向应力混凝 土[ . M] 北京 : 中国铁道 出版 2 发、 计算的改进 、 的结构体系的应用取得了很大 的进 展 , 新 为组合 社 。9 8 18 .
结 构 的发 展 奠 定 了坚 实 的 物 质 基 础 。组 合 结 构 的 优 良性 能 和 技 [ ] 钟 善 桐 . 管 混凝 土 结 构 [ . 尔滨 : 龙 江 科 学技 术 出 3 钢 M] 哈 黑
术经济指标使它在我 国有着更广 泛的应用前景 , 随着试 验研究 和
计, 成为 了 目前 备 受关 注 的重 点 问 题 。 铰, 能起 到很 好 的耗 能 作 用 。
1 短肢 剪力墙 结构体 系
短肢剪力墙的应用范 围为 :) 1 B级高 度高层建筑和 9度抗震
设 计 的 A级 高 度 高 层 建 筑 , 使 置 简 体 , 不 能 采 用 。2 其 最 大 即 也 ) 短肢剪力墙是近年来 在我 国兴起 的一种抗侧 力构件 , 它既保 适用高度 比《 高层建 筑混凝 土结构技 术规程》 4 2 21中剪力 表 ..- 留了异形柱不 凸出墙面的特点 , 又克服了异形柱抗震性能不 理想 墙结构的规定值适 当降低 , 7度和 8度抗震设计 时分别不应大 且
中图分类号 :U 7 .6 T 9 3 1
文献标识码 : A
字 形等 形 式 。
0 引 言
短肢剪力墙结构体 系的特点 :) 1 结合建筑平 面利用 问隔墙 位 近年 来 , 由于 住 宅需 求 增 加 土地 供 应 紧 张 等 原 因 , 中小 高 层 置来布置竖 向构件 , 基本上不 与建筑使 用功能 产生 冲突 , 底部 能 住宅 逐 渐 受 到 开 发 商 和 住 户 的青 睐 。设 计 者 为 了 满 足 人 们 对 于 与 商 场 等 服 务 用 房 相 结 合 。2 布 置 灵 活 , 选 择 的 楼 盖 类 型 较 ) 可 住 宅 的空 间结 构 和 平 面 布 局越 来 越 高 的 要 求 , 短 肢 剪 力 墙 结 构 将 ) 构件受力 明确 , 传递路线 简洁。4 短肢 ) 广泛地应用于 中小 高层住 宅建 筑 中。在 结构布 置时 , 用楼 梯 多 。3 剪力墙 的间距大 , 利 位置 和墙 肢长 度 , 主要依 据 结构抗 侧力 的大 小 而定。 问、 电梯问 、 山墙和分户墙设置部分一般剪力墙 , 其余布置短 肢剪 墙的数量 、 5 由于减少剪力墙的数 量且局部 以轻质墙体替代 , ) 建筑物 的 自重 力墙 , 这样的布置 既能使大厅 和卧室 中没有 凸出的梁 和柱 , 又能 这样可以减小地震反应和降低 工程造价。6 短肢高宽 比增 ) 通过调整墙体 的位 置 , 应现 代居 住空 间要求 的大 空 间和灵 活 减轻 , 适 延性较好 , 其破坏以弯曲破坏类 型为主。7 连梁跨高 比较 大 , ) 性, 并且该结构体 系能进一步减 轻结构 自重 , 降低 基础及 上部结 大 , 其破 坏 以弯 曲破 坏 为 主 , 震 作 用 下 首 先 在 连 梁 的 端 部 出 现 塑 性 地 构的造价 。因此 , 如何对短肢剪力墙结构进行正确判 断和合理设
浅议小高层建筑短肢剪力墙结构设计
浅议小高层建筑短肢剪力墙结构设计目前,随着我国国民经济的不断发展,建筑建设的数量日益增多,人们对建筑物的平面与空间提出了更高的要求,传统的普通框架结构中凸入室内空间的房梁、柱子等影响美观,不能满足人们对住宅空间的要求。
而短肢剪力墙结构的出现,不仅能够克服了传统的普通框架与普通剪力墙结构存在的一些问题,而且降低了基础及上部结构的造价,从中得到了广泛的应用。
本文通过结合笔者的工作经验,主要就小高层短肢剪力墙结构设计的重点进行了论述。
1 短肢剪力墙的概念和应用优势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;短肢剪力墙结构主要布置在房间分隔墙的交点处,视抗侧力的需要及与分隔墙相交的形式而布置适当数量的相应形式的短肢墙,并在各肢处布置连系梁,把这些墙连结成一个整体以构成结构体系。
结合目前我国现代城市建筑的空间结构来看,使用短肢剪力墙结构来限定和分隔建筑室内空间的例子有很多,甚至可以说,现代几乎所有超过12层以上,16层以下的小高层建筑,其所采用的建筑结构都是短肢剪力墙结构。
笔者就短肢剪力墙结构在应用中的优势作以下论述:(1)满足建筑功能的需要。
1)墙肢和填充墙的厚度相同,各墙相连的梁处于一个竖向的平面內,以避免梁柱可能突出墙面的情况。
2)墙体改革的方向要求墙体采用轻质材料,因此短肢墙更能够满足建筑功能的需要。
3)短肢墙构件增加了施工困难程度,但扩大了使用面积。
(2)满足结构设计的需要。
短肢剪力墙体系中墙肢和梁可以隐蔽,同时结构布置比较灵活,墙的数量和肢长可以根据抗侧力的需要而定,同时,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度和刚度中心的位置。
(3)结构体系使用方面,可灵活运用。
1)结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾。
2)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。
3)能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单。
浅析小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计
浅析小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计发表时间:2018-08-07T11:52:32.313Z 来源:《防护工程》2018年第7期作者:陈柏春[导读] 本文主要从短肢剪力墙结构体系的特点、短肢剪力墙结构布置、短肢剪力墙结构的计算分析、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。
江苏文博建筑设计有限公司江苏丹阳 212300摘要:本文主要从短肢剪力墙结构体系的特点、短肢剪力墙结构布置、短肢剪力墙结构的计算分析、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;小高层住宅;设计一、前言短肢剪力墙是指墙截面高度与厚度之比为5~8倍剪力墙结构,且墙厚不小于200 mm。
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,特别是小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的需求。
在这样的情况下,由于钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有墙肢可灵活布置,房间内无露梁露柱的现象,给建筑较大的灵活空间,剪力墙数量较少,减轻了自重,减小了水平地震作用,降低了钢筋混凝土的用量等优点,因此得到了广泛运用。
为此,本文将重点谈谈小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计应用。
二、短肢剪力墙结构体系的特点1.结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾。
2.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,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置。
3.在结构布置方面灵活性及可调整性大,可选择的方案较多,较易处理楼盖的支承。
4.连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内。
可隐蔽。
5.根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
小高层建筑结构中短肢剪力墙的设计要点分析
小高层建筑结构中短肢剪力墙的设计要点分析摘要:短肢剪力墙结构是在普通剪力墙结构之上发展而来,并且短肢剪力墙结构是小高层建筑结构的常见形式,因此为了保证其质量,本文概述了短肢剪力墙,阐述了短肢剪力墙的主要特征及其应用优势,对小高层建筑结构中短肢剪力墙的设计要点进行了探讨分析。
关键词:短肢剪力墙;特征;应用;优势;小高层建筑;设计要点一、短肢剪力墙的概述短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm,各肢横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。
所谓“短肢剪力墙—筒体(或一般剪力墙)”结构体系,是融合框架结构的优点,剪力墙的长短可灵活布置,是介于剪力墙与异形柱之间的新的结构形式,这种结构形式能较好适应小高层住宅建筑的结构体系。
短肢剪力墙结构体系根据高层住宅平面的特点,利用竖向交通中心区的分隔墙设置钢筋混凝土墙,组成一个基本完整的核心筒体,作为承受竖向荷载和抗侧力的主要部分。
外围部分的竖向构件,视结构受力需要和建筑平面布置,在房间的分隔墙体处可灵活设置短肢剪力墙。
在各短肢剪力墙之间布置连系梁,把短肢剪力墙和核心筒体连成一个整体,构成整栋建筑的结构体系。
二、短肢剪力墙的主要特征及其应用优势1、短肢剪力墙特征。
主要表现为:(1)在开展短肢剪力墙结构的设计时,应当结合隔墙来布置短肢剪力墙结构竖向构件,从而保证对此类结构的可靠连接,进而充分发挥出建筑结构实际应用功能。
(2)在小高层建筑项目的设计阶段,技术人员应该结合项目具体状况来判断短肢剪力墙结构具体数量、位置以及长短,另外也应当采用合理手段来科学调节短肢剪力墙结构系统,以便保证此结构可以与实际施工需求相符合。
(3)在布置短肢剪力墙结构的过程中可知,其灵活性较高,而这便可不断丰富相关的设计施工方案,经过筛选、优化,得以使此类结构类型获得更好的安全性、适用性、经济性。
(4)将短肢剪力墙结构应用于小高层建筑当中时,可以在很大程度上隐蔽梁柱,传统长肢剪力墙结构的优势较小。
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探析小高层短肢剪力墙结构设计
摘要:本文结合某住宅楼主体结构实例,介绍了短肢剪力墙结构设计的一般规定、受力特点、计算结果分析和主要技术措施,并提出短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计的一些看法,与相关同行商讨。
关键词:短肢剪力墙;建筑结构;概念设计
Abstract: in this paper the main structure of residential building in combination with an example, the paper introduces the short shear wall structure design of the general provisions, mechanical characteristics, the calculation results analysis and the main technical measures, and put forward the short shear wall structure seismic weak links and concept design’s views, and relate d counterparts to discuss.
Keywords: short-shear walls; Building structure; Concept design
1.工程概况
该工程位于某小区4#楼,是1栋小高层带电梯的住宅楼,总建筑面积约1.02万m2,房屋总高度31.8m。
主楼共10层,平面尺寸为45.6m×22m,其中架空层一层,层高4.8m,作车库使用;地上9层为住宅标准层,层高3m;局部突出屋面部分为电梯机房。
裙楼为外扩地下室,也作车库使用,平面尺寸为45.6m×18m,层高3.3m,顶板面比主楼1层楼面低1.5m。
本工程建筑结构的安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组,地面粗糙度为B类,基本风压值取0.35kN/m2,场地土类别为Ⅱ类,属抗震有利地段。
2.上部结构体系
本工程的平面体型较为复杂,住宅层结构平面Y向一侧凹进的尺寸为10.8m,为Y向总尺寸的49.1%,大于30%,按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.4.2条,属平面不规则类型。
加上主、裙楼高差较大,地下室外扩部分面积也较大,故本工程设置了两道防震缝,将上部结构划分为三个较规则的抗侧力结构单元,即主楼为两个结构单元(完全相同),裙楼为1个结构单元。
其中,主楼结构单元局部高差较大部分采用后浇带处理。
3.主楼上部结构抗震计算结果分析
3.1主要结构构件
剪力墙截面厚度同相邻砌体填充墙厚度:四周外墙肢肢厚240mm,内墙肢肢厚200mm;但无端柱的一字形短墙肢除外:底层肢厚300mm,其余肢厚240mm。
剪力墙砼强度等级2层以下为C35,3层以上为C 25梁、板的砼强度等级均为C25。
主要连梁的尺寸多为240×500mm核心筒处楼板的厚度为200mm,顶层楼板厚度为120mm。
有别于肢长肢厚比不大于4.0的异形柱,短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在5~8范围内,一般剪力墙的肢长肢厚比均大于8。
3.2计算结果分析
从构件力学特性上来说,短肢剪力墙的肢长与肢厚比≥5.0,更接近于剪力墙,故计算时将短肢剪力墙作为剪力墙而不是柱考虑应更合理。
因此,结构整体计算采用中国建筑科学研究院开发的SATWE程序(2003年版)进行。
SATWE
采用的是在每个节点有六个自由度的壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙,墙元不仅具有平面内刚度也具有平面外刚度,可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受力状态,计算结果较精确;同时,对楼板SATWE可以考虑其弹性变形。
(1)自振周期的控制
考虑扭转耦联时的自振周期(计算时自振周期折减系数取0.8)如表1所示。
从表1可得,结构扭转为主的第一自振周期T3=0.7233s,平动为主的第一自振周期T1=1.0532s,T3/T1=0.687<0.9,满足JGJ3—2002第4.3.5条的规定。
(2)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)见表2,从中可以看出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。
(3)楼层最小地震剪力的控制
GB50011-2001及JGJ3—2002规范中,均没有对6度设防烈度区的楼层最小地震剪力系数值作限制,故本工程不予考虑。
(4)短肢剪力墙与一般剪力墙刚度比的控制
短肢剪力墙及一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩见表3。
由表中数据可见,本工程一般剪力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50%,满足JGJ3—2002规范第7.1.2条的规定。
底部地震倾覆力矩表3
4.结构设计的主要技术措施
4.1短肢剪力墙设计
为了保证结构有足够的抗侧刚度,设计中将电梯井道与楼梯间的剪力墙形成本结构的核心筒,其余剪力墙采用短肢剪力墙通过连梁连接,形成了具有一定抗侧力的短肢剪力墙结构体系。
根据短肢剪力墙结构的特点:地震作用下的抗扭能力较弱,因此本工程设计中将一般剪力墙布置在建筑四角处,短墙肢尽量均匀对称布置,以减小水平力作用下的扭转效应,且短墙肢绝大多数在两个方向有连接,即截面型式多采用L、T型。
少量短墙肢由于建筑需要采用了一字型,为了减少剪力墙平面外弯矩,设计时尽量不布置与之垂直相交的大跨度单侧楼面梁,避免不了的墙肢,尽量设端柱。
短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要求控制在5~8范围内,并且保证每一段墙肢长度不小于1.2m,另外,对短肢剪力墙的轴压比均控制在0.6以内,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率均大于1.2%。
由于短肢剪力墙的肢长较短,故截面配筋型式参照异形柱(见图3),纵向钢筋间距不大于200mm,箍筋肢距不大于300mm,箍筋间距100mm。
图3短肢剪力墙截面配筋示意图
4.2连梁设计
本工程中,由于剪力墙数量较多,且比较分散,布置均匀,墙肢较短,各片剪力墙之间抗侧刚度相差不大,在水平力作用下,每片剪力墙受力较均匀,因此,构成剪力墙壁的主要构件连梁无超筋现象。
跨高比≥5的连梁按框架梁进行设计(顶层处按连梁的构造要求配筋),其余连梁按JGJ3—2002中第7.2.26条的规定设计。
为保证楼层处的梁连成一个整体,框架梁、连梁及暗梁设有一定数量的纵向钢筋拉通。
4.3楼板设计
由于核心筒处的楼板受到电梯井及楼梯开洞的削弱,使得核心筒上下两部分平面的连接较为薄弱,故与建筑专业协商,要求该部分楼板的连接宽度不小于5m,并在设计时加厚为200mm,配双层双向通长筋ф12@200。
为加强建筑物的顶部约束,提高抗风、抗震能力,顶层楼板加厚为120mm。
5.短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计
短肢剪力墙结构是介于框架-剪力墙结构和一般剪力墙结构之间的一种结构形式,其抗震薄弱环节是建筑平面外边缘及角点处的墙肢、“一字形”短肢剪力墙及连梁。
当有扭转效应时,建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂;在地震作用下,高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主,短肢剪力墙因截面面积小且承受较大的竖向荷载,破坏严重,尤其“一字形”小墙肢破坏最严重;在短肢剪力墙结构中,由于墙肢刚度相对减小,连接短肢剪力墙间的连梁已类似普通框架梁,其受剪破坏的可能性增加。
因此,在短肢剪力墙结构设计中,对这些薄弱环节,应加强概念设计和抗震构造措施。
6.结束语
作为剪力墙结构体系的分支,短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性,使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想,因而在小高层住宅楼结构设计中已被广泛采用。
设计短肢剪力墙结构时,应区别于一般剪力墙结构,多结合住宅特点,使结构刚柔适中,并运用抗震概念设计的原则,采取有效的抗震措施,注重细部设计,从而做到结构设计安全、经济、适用。
参考文献
[1]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3—2002
[2]建筑抗震设计规范GB50011-2001
[3]中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部.高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE(墙元模型).2003年
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。