高层建筑剪力墙结构设计的应用分析
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用【关键词】剪力墙;结构设计;建筑结构高层建筑是社会经济飞速发展和科学技术不断进步的产物,是城市人口集中、人口众多、用地紧张和商业竞争加剧的必然趋势。
在高层建筑工程中,建筑结构设计是整个工程项目工作重点,也是提高建筑结构的实用性、耐久性的关键。
剪力墙结构作为目前建筑工程领域中极为常见的一种,在大中型高层建筑结构中应用极为广泛,其在提高建筑结构整体性、耐久性方面发挥着不可替代的作用。
1.剪力墙结构概述在目前的建筑结构设计工作中,剪力墙结构的应用越来越广泛,特别是那些高层、超高层建筑结构中,其身影更是随处可见,已成为建筑设计工程领域一个司空见惯的问题。
在高层建筑不断发展的社会大势下,如何在设计工作中满足建筑物创新、使用、安全要求的同时追求结构的新颖、个性已成为建筑工程师研究的重点,也是未来一段时期内建筑结构设计的关键。
剪力墙结构就是基于这种时代背景下产生的一种新结构体系,是整个工程项目中最受重视和关注的一个环节。
1.1剪力墙结构概念所谓的剪力墙结构主要指的是采用钢筋混凝土板来代替传统的框架中的梁柱,承担主各种荷载引起的内力,并能够控制结构的水平力。
这种采用钢筋混凝土板承受竖向和水平力的结构剪力墙被广泛的称之为剪力墙结构,这种结构在现阶段的高层建筑结构中被广泛的使用,已成为建筑结构中一项司空见惯的结构体系。
1.2特点剪力墙也被广泛的称之为挡风墙、抗震墙、结构墙,为此它在房屋结构中的主要作用在于抵挡各种荷载,是建筑物主要的支撑结构。
剪力墙作为承担竖向荷载也就是我们常说的重力、抵挡水平荷载的主要结构,是一个能与墙体、楼板共同组成受力体系的结构,它的主要缺陷在于不能拆除或者说是无法破坏。
就目前我国建筑工程现状而言,剪力墙结构由于造价高、施工困难、材料耗费大的特点而往往被建设单位所限制,为此在其设计中需要认真的进行归纳和总结。
1.3剪力墙结构设计原则在目前的建筑结构设计中,剪力墙的应用极为广泛,特别是在大型的高层建筑物中,其身影更是随处可见。
剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述
肢长度、 上部荷载、 混凝土强度等级 、 墙肢支承条件 、 层高 , 其 中层高 及 墙肢 墙 肢支 承条 件 对稳 定性 影 响较 大 ,因此 在层 高较 大 时宜 尽量 设置 T形 、 L 形、 槽形及工字形等有翼缘剪力墙。 以 6度区 1 0 0 米左右 高层住宅 为例 , 层高 3米时剪力墙厚度由轴压 比控制 , 以2 0 0 a r m为 宜; 底 部楼 层 层 高较 大 时 , 剪 力 墙 厚 度会 由稳 定性 起 控 制 作 用 , 根 据
付 馒 耕与 用 f 2 0 1 7 年 第3 期
建 筑 科 学
剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述
郑 鹏
( 重庆市设计院 , 重庆 4 0 0 0 1 5 )
摘 要: 剪力墙 结构具有较好 的抗震性能 , 且可以很好适用住宅建筑功能需要 , 因此在高层位宅建筑中得到大量应 用。文章从剪 力 墙种 类 入 手 , 对剪 力墙 结 构在 高层住 宅建 筑 结构 中的合 理 设计 进 行 分析 , 希 望 可 以为 相 关人 员进行 剪力 墙 结构 设 计提 供 借 鉴 。 关键词: 剪 力墙 结构 ; 高层住 宅建 筑 ; 设计 内容 ; 分析 研 究
需 要适 当加 厚 至 2 5 o  ̄ 3 0 0 a r m。 2 . 4 剪力 墙水 平 、 竖 向钢筋 设计
剪力墙结构在建筑结构设计中的应用解析
剪力墙结构在建筑结构设计中的应用解析摘要:因具有抗震性能好、荷载能力强等诸多优点,剪力墙结构被广泛应用于建筑结构设计中,本文基于剪力墙结构的优点,对其结构在建筑结构设计中的应用进行了解析。
关键词:建筑工程;剪力墙;结构设计;应用前言剪力墙结构是一项保证建筑物稳定性的重要结构,其在建筑结构设计中广泛应用,为了提高剪力墙结构在建筑结构设计中的应用效果,必须对剪力墙结构进行合理的设计。
1建筑工程剪力墙结构的概述1.1剪力墙结构的简述在建筑中主要用以承受风荷载或地震作用下引起的水平荷载的墙体则称之为剪力墙,因此,剪力墙在建筑设计中又被称作抗风墙、抗震墙或结构墙。
在建筑结构设计中,剪力墙的应用主要是为了防止建筑结构受到剪切破坏,一般使用钢筋混凝土作为剪力墙的建筑材料,从而保证建筑物结构的坚固性。
在房屋或构筑物中,由梁、板、柱等构件,在一定的数量使用中连接构成能够承受一定荷载的空间体系就是建筑结构。
建筑结构根据施工方法的不同可分为混合结构、框架接结构以及剪力墙结构等,按照其他标准,建筑结构也可有其他分类。
在建筑领域内,习惯将有竖向的钢筋混凝土墙板搭建成的结构成为剪力墙结构,一般用以承受竖向和水平方向的各类荷载,对建筑结构产生的水平力能进行有效的控制。
剪力墙结构不仅具有良好的抗震性能,且抗侧刚度大、用钢量小,因而在我国建筑结构设计中的应用越来越广泛。
1.2剪力墙结构体系特点剪力墙结构是现代建筑结构设计中一项必不可缺的构件和组成部分,剪力墙在建筑结构设计的应用中有其独特的体系特点,加强对剪力墙结构体系特点的研究和分析能使剪力墙结构更好的发挥作用。
承载力和平面内刚度较大是剪力墙结构的优点,然而,剪切变形相对较大、平面外薄弱,以及剪力墙状态常常会受到外力因素的破坏在其结构发生变化时影响其抗震性能,这些都是剪力墙结构在实际应用过程中的缺点,加上建筑工程中的诸多不确定因素,剪力墙结构中存在的缺陷对建筑结构的稳定性有很大的影响。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用摘要:剪力墙结构是一种常见的高层建筑结构体系,它可以提供良好的抗震效果和结构稳定性。
在高层建筑设计中,剪力墙结构通常被用作主要的结构形式之一,其应用范围相当广泛。
本文从行业专业角度出发,就剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用进行探讨。
关键词:剪力墙结构;高层建筑;结构设计引言在高层建筑的结构设计中,多种结构体系被广泛应用,其中剪力墙结构是一种常用的结构体系。
其在高层建筑中的应用,不仅能够提高建筑结构的稳定性,还能够提高建筑物整体的安全性能和抗震能力。
此外,剪力墙结构还能适应不同地质条件下的建筑需求。
因此,在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构已经成为一种非常重要的结构形式,在高层建筑结构设计中的应用意义非常重大。
一、剪力墙结构概述(一)剪力墙结构的定义剪力墙结构是指在建筑结构中采用墙体作为主要承载构件,抗震承载力主要由墙体提供的一种结构形式。
剪力墙结构是一种“强墙弱柱”的结构,墙体在平面内承担剪力和扭矩作用,柱、梁等构件则主要承担垂直荷载和弯矩作用。
(二)剪力墙结构的基本原理和分类剪力墙结构的基本原理是将荷载通过墙体的剪力和扭矩分配到地基上,实现建筑物的稳定和安全。
根据墙体的位置和数量,剪力墙结构则可分为平面剪力墙结构、柱廊剪力墙结构、框剪力墙结构、核心筒剪力墙结构等。
平面剪力墙结构是指在建筑平面内设置一到多个墙体,使墙体充当主要的抗震构件。
该结构形式简单、易于施工,适用于中低层建筑。
柱廊剪力墙结构是指在建筑的立面设置柱廊,将墙体设置在柱廊内部,形成一个密闭的剪力墙系统。
该结构形式具有良好的抗侧扭能力和刚度。
框剪力墙结构是根据建筑物的功能和使用要求,在建筑的构造框架内设置剪力墙体,以构成一个具有较好抗震性能的整体结构体系。
该结构形式适用于高层建筑。
核心筒剪力墙结构是指在建筑的中央设置一个钢筋混凝土核心筒,将墙体设置在核心筒内部,形成一个密闭的剪力墙系统。
该结构形式具有良好的抗震性能和空间利用效率,适用于大型超高层建筑。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析随着城市化进程的加快和人口的不断增加,高层建筑的需求也越来越大。
在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构被广泛应用,以确保建筑的稳定性和安全性。
本文将对剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用进行分析。
1. 剪力墙结构的作用和原理剪力墙是由一系列的墙体构成的结构系统,用来吸收建筑在水平方向上的作用力,从而提高建筑的稳定性和抗震性。
剪力墙结构的主要作用是承担建筑在水平方向上的荷载,并将这些力传递到地基上,以减小建筑物的变形和振动。
剪力墙通常设置在建筑的外围或内部,以形成一个整体的结构系统,能够有效地抵抗风荷载和地震力,保证建筑物的安全性和稳定性。
在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构的设计原则有以下几点:(1)合理布局:剪力墙的布局应考虑建筑的功能需求和结构的整体性,保证在建筑内部能够充分利用空间,同时又能够满足结构的抗震性能。
(2)强度和刚度:剪力墙结构应具有足够的强度和刚度,以承担水平荷载的作用,防止建筑物的侧向位移和倾覆。
(3)与其他结构的协调:剪力墙结构应与其他结构系统(如框架结构、核心筒结构等)协调配合,确保整个建筑结构的完整性和稳定性。
剪力墙结构在高层建筑中得到了广泛的应用,其主要优点包括:(1)提高建筑的稳定性:剪力墙结构能够有效地提高建筑的稳定性,减少建筑的侧向位移和倾覆的可能性,保证居民的安全。
(2)增强抗震性能:剪力墙结构能够有效地吸收地震力,降低建筑受到地震影响时的变形和损坏,提高建筑的抗震性能。
(3)节约材料和成本:剪力墙结构能够减少建筑的侧向位移,降低对建筑外立面和墙体的需求,从而节约了材料和成本。
4. 剪力墙结构在设计中的应用案例剪力墙结构在高层建筑的设计中有许多成功的案例,例如中国国际贸易中心、上海环球金融中心、香港国际金融中心等。
这些建筑在设计中充分发挥了剪力墙结构的作用,确保了建筑的稳定性和安全性。
中国国际贸易中心采用了“扭转框架-剪力墙结构”,在结构设计中加入了剪力墙,大大提高了建筑的整体抗震性能。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析0引言剪力墙在建筑中具有结构刚度大、整体好、抗震性强等特点而被广泛应用到建筑结构设计中。
剪力墙在应用中具有很多优点,得到了开发商和业主的普遍欢迎。
在应用中,要认真分析剪力墙的优缺点,以提高剪力墙结构的综合利用率,更好的促进建筑事业的发展。
1剪力墙结构设计中的基本概念及其分类1)剪力墙高和宽尺寸都比较大,但是其厚度却非常小,这就决定了剪力墙的几何特征和受力形态。
其几何特征类似于板,但是受力形态却和柱子惊人的相似,但是在比值上与柱子有着一定的区别。
在剪力墙的结构中,墙是一个平面结构,它承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。
地震作用和风载下剪力墙仅仅满足刚度强度是远远不够的,其还必须满足非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的要求[1]。
所以,在剪力墙的设计中要求将其设计成延性弯曲型;2)剪力墙结构的分类剪力墙结构主要可以分为四类,而分类的依据则是剪力墙是否开洞及其开洞的大小。
(1)实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%,这种剪力墙的变形主要为曲型,其就像一个整体的悬壁墙,在整个墙肢的高度上,弯矩图既没有弯点,也不会发生突变;(2)整体小开口剪力墙。
虽然这种剪力墙的开口比较小,但是其开洞面积已经大于15%。
整个剪力墙的变形主要为弯曲型,但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点,弯矩图的主要位置发生了突变;(3)双肢或多肢剪力墙。
这种剪力墙一般开口较大,或者其洞口成列分布。
虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同,但是它们的受力特点却十分类似;(4)壁式框架。
这种剪力墙洞口尺寸很大,连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近,其整个受力墙的变形则为剪切型,受力特点与框架结构相似。
其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点,弯矩图在楼层的地方也会产生突变[2]。
2剪力墙结构的厚度和长度的选取剪力墙长度和宽的尺寸比较大,但是其厚度却比较小。
根据其设计的长度和厚度的比值可以将其按照柱形和双向受压构件设计。
剪力墙在建筑结构设计中的应用
剪力墙在建筑结构设计中的应用剪力墙是一种在建筑结构设计中常见的结构形式,它可以提供稳定的抗震性能和强度,同时还能节约材料和成本。
本文将介绍剪力墙的基本原理、设计要点和应用场景,帮助读者更好地了解剪力墙在建筑结构设计中的应用。
一、剪力墙的基本原理剪力墙是指由混凝土、砖石等材料制成的垂直于建筑结构平面的墙体,在建筑结构中起到紧张和抗剪作用的一种构件。
它的基本原理是利用墙体自身的刚度和强度来抵御水平荷载的作用,从而保护建筑物的安全。
在地震等水平荷载作用下,建筑结构会产生剪力、弯矩和轴力等受力状态。
其中,剪力是指垂直于建筑结构平面的受力,是建筑结构抗震性能的重要指标之一。
剪力墙可以通过其自身的稳定性,使建筑结构对水平荷载产生的剪力有很好的抵抗能力,从而提高建筑物的整体稳定性和抗震性能。
二、剪力墙的设计要点1. 剪力墙的位置在建筑设计中,剪力墙的位置和数量需要根据建筑结构的要求和受力情况进行合理的布置。
通常情况下,剪力墙应该分散放置,以保证整个建筑结构的稳定性。
同时,要尽可能减少剪力墙的面积和数量,以便节约建筑材料和成本。
2. 剪力墙的形状和尺寸剪力墙的形状和尺寸应该与建筑结构的要求和受力情况相匹配。
一般来说,剪力墙的宽度应该适当,过宽容易导致墙面开裂或者变形,同时也会增加墙体自身的重量。
墙的厚度对于抗剪力起决定性的作用,墙体厚度越大,抗挠刚度越大。
3. 剪力墙的抗力性能剪力墙的抗力性能需要考虑多方面的因素,主要包括墙体的强度、刚度、韧性和稳定性等。
在设计中,需要结合建筑结构的要求和实际情况进行综合考虑,以满足设计要求和建筑环境的要求。
三、剪力墙的应用场景剪力墙在建筑结构设计中的应用场景非常广泛,适用于各种建筑类型,如住宅、办公楼、商业综合体等。
以下是剪力墙常见的应用场景。
1. 中高层建筑中高层建筑的抗震性能要求比较高,因此剪力墙在这类建筑中的应用较为广泛。
剪力墙可以提供稳定的支撑和刚度,增强建筑结构的抗震能力。
剪力墙结构设计在高层建筑工程中的运用
( 沧州市建筑设计研究 院有限公 司, 河北 沧州 0 6 1 0 0 1 )
摘 要: 剪 力墙 结 构设 计 能使 高层 建 筑 的 承 重 能 力 大大 增 强 , 对 其 在 高层 建 筑 中广 泛 的 应 用 能够 有 效 保 证 建 筑 的 安 全 性 和 使 用 的 稳定性。现根 据高层建筑的施工特点 , 对剪力墙 结构设计在 高层建筑工程 中的运用进行 了研究与分析 , 目的在 于能够有效地利用剪力 墙机构提升 高层建筑的建筑质量 , 从 而促进 高层建筑在建筑行业 中的稳定发展。 关键词 : 高层 建 筑 ; 剪 力墙 结 构 ; 运用
1 概述
剪力墙结构是在建筑领域中常常被用到的用以增加建筑承重能 力的建筑施工技术 , 它在高层建筑中的应用更加能发挥其效果。高层 建筑工程在施工 中, 因为其层数较多 , 上层建筑会对下层建筑结构产 生压力 , 这对于下层建筑结构来说是必须要承受的重力 , 只有保证下 层建筑结构能有效承载上部分的压力, 才能保证建筑质量的合格。因 此, 如何能通过技术施工保证下层建筑工程完美的承重能力 , 成为建
通用墙元用于模拟高层结构中剪力墙的对尺寸较大剪力墙或带洞口剪力墙按照子结构基本思想由程序对其进行细分形盛小壳元然后计算小壳元的刚度矩阵并叠加最后用静力凝聚原理将内部自由度消去将其刚度凝聚到边界节点上从而保证墙元的精度和有限的出口自由度
民பைடு நூலகம்科技 2 0 1 4年第1 期
工 程 科 技
剪力墙结构设 计在 高层建筑工程 中的运用
震设防烈度的要求采取抗震构造措施。该工程为 A级高度建筑, 其结 构抗震等级为四级。场地的特征周期 = 0 . 3 0 5 , 水平地震影响系数最大 值。m a x =  ̄ 0 4基本风压  ̄ 3 5 k N / m z , 地面粗糙为 C类 , 风压体形系数 、 风压高度变化系数及风振系数均按 G B 5 0 0 0 9 — 2 0 0 1 《 建筑结构荷载规 范》 的规定采用 , 楼面活荷载标准值按荷载规范取值 。2 ) 结构平面布 置。 结构平面布置考虑有利于抵抗水平和竖向荷载 , 受力明确 , 传力直 接, 尽量均匀对称 , 减少扭转影响, 建筑平面力求简单规则 , 以减少震 筑工程 从业 人员重 点关 注 的问题 。剪力墙 的应 用 , 使 下层建 筑结构 的 害。一般 情况下在层数较多( 2 o 层以上 ) 的高层建筑 中常采用传统的 承重能力达到了高层建筑所所需的要求 , 这也是剪力墙成为了高层建 全现浇剪力墙体系。 因为如采用短肢剪力墙体系 , 就使得结构较柔, 结 筑中非常重要的施工技术措施。对剪力墙结构的研究一直没有停止 构顶点位移和层间位移不一定能满足规范要求 ,底部剪力系数也偏 过, 这充分说明了剪力墙结构技术设计对于建筑行业的重要 I 生。 低, 结构趋于不安全。 3 ) 结构竖向布置。 结构竖向布置方面, 该项 目高 2 剪力墙概述及意义 宽L H/B = 5 , 符合抗震规范剪力墙结构 6 度设防小于 6 的要求 。 在抗 2 . 1 剪力墙的施工特点。剪力墙的施工特点是客观的存在 , 只有科学 震设计中要求结构承载力和刚度宜 自下而上逐渐减小 ,变化均匀 、 连 不要突变。 该工程平面在竖向上没有大的内收外挑情况 , 平面从底 把握其施工的热点, 才能有针对l 生 _ 地对其可能出现的施工问题进行妥 续 , 竖向 刚度 的变化 主要表现 在分段 改变 构件 截面尺 寸和混 凝 善处理, 并能够合理地对其特点进行应用。其特点主要有以下几个方 至顶一 致 。 从施工方便来说 , 改变次数不宜太多。 面: 1 ) 抗侧刚度大, 侧移小 ; 2 ) 室内墙面平整 ; 3 ) 结构 自重大, 吸收地震 土强度等级, 4 . 2 设计内容及结果。 I ) 最大地震力作用方向。 最7 2 . t  ̄ 震力作用方向 能量 大 ; 4 ) 施 T较 麻烦 , 造 价较 高 。 2 . 2 剪力墙的分类。剪力墙的结构设计需要根据高层建筑 的建筑结 是指地震沿着不同方向作用 , 结构地震反映的大小也各不相 同, 那么 构及施工特点 , 决定是否开洞 , 如需开洞也需要对其大小进行科学分 必然存在某个角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。 析和考量 。 根据剪力墙在建筑施工中开动与否及所开的洞的大小科菲 设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算机中输 出, 设 为 以下几 种类 型 : 1 ) 实 体墙 : 不开 洞或 开洞 面积 不大 于 1 5 % 的墙 。受 计人员如发现该角度绝对值大于 1 5 度, 应将该数值回填到软件的“ 水 力特点: 如一个整体的悬臂墙 。在整个高度上 , 弯矩图既不突变 , 也无 平力与整体坐标夹角” 选项里并重新计算 , 以体现最不利地震作用方 反弯点,变形以弯曲型为主。2 )整体小开口剪力墙 :开洞面积大于 向的影响。 2 ) 结构基本周期。 结构基本周期是计算风荷载的重要指标。 1 5 %但仍g e e ] , 的墙。 受力特| : 弯矩图在连梁处突变, 在整个墙胺高度 设计人员如果不能事先知道其准确值 , 可以保留软件的缺省值 , 待计 上没有或仅仅在个别楼层才发生反弯点。3 ) 双肢或多肢剪力墙: 开洞 算后从计算书中读取其值 , 填入软件的“ 结构基本周期” 选项 , 重新计 比较大或洞 口成列布置的墙。 受力特点与整体小开 口墙相似。 4 ) 壁式 算即可。 3 ) 周期折减系数。 周期折减的目的是为了充分考虑框架结构 框架: 洞 口尺寸大 , 连梁线刚度与墙肢线刚度相近的墙。受力栈 : 弯 或剪力墙结构中的填充砖墙刚度对计算周期的影响。由于填充墙作 用, 在早期弹陛阶段结构会有很大刚度 , 因此会吸收很大地震力 , 当地 矩图在楼层处发生突变 , 而且在大多数楼层中都出现反弯点。 2 _ 3 剪力墙施工的意义。社会人 口激增的压力, 迫使高层建筑逐渐成 震力加大时 , 填充墙首先破坏, 刚度大大减弱。 周期折减系数不改变结 为建筑行业的主要建筑形式和发展趋势, 该建筑形式能够大大增加单 构 自振 特性 , 只改 变地震影 响 系数 。 4 ) 结果。 动 力性能 方面 , 通过 刚度 位面积土地的使用率 , 既能缓解人 口住房紧张问题 , 又能对其进行统 减少 ,方案一的第一平动周期由 T I = l A1 4 %变为方案 Z 、 T I = I . 9 5 7 2 s , 管理, 节省资源。 随着高层建筑不断的普及和发展, 建筑层数也在不 影响十分显著。平动周期数与扭转周期数量变化不大, 方案一第一扭 断增加 , 而建筑层数的增加就需要建筑能有更加强大的承重能力。剪 转周期值与第一平动周期的比值分别为 0 . 7 9 7 , 方案二为 0 . 6 9 9 , 均符 力墙的结构设计应用于高层建筑中其效果的完美体现 , 使高层建筑T 合规范要求。 结构变形方面 , 两方案的结构变形指标均符合规范要求。
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析
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口 口 口
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剪力 墙暗粱
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置能 够 有 效 地 避 免 出 现 不 良的 刚度 突 变 。 ( ) 结构 刚度 要求 上 来看 , 3从 在具 体 的 设
同 沿着 高度 是 非连 续 变化 的 , 势必 将 引起建 筑 仔 细 的 计 算 和 分 析 , 时 应 该 在 洞 口周 边 4 工程 实例 某 工程 为 2 层的 框 架 一 力 墙 结构 , 6 剪 结 布 设 加 强 措 施 ( 图 3 的 3 所示 ) 或 者 如 中 —2 , 结 构沿 着高 度 出现 不连 续 的刚 度 , 在 着 刚 存
分 别进 行 有 效 的 联结 , 过 科 学 的 布 置 , 通 借 助于 拉 通 、 直 的 作 用 , 效 地 保 证 剪 力墙 对 有 达到最好的空间工作性能 。 ( ) 布置 的顺 序上 来看 , 力墙 最 好 是 2在 剪 自 而 上进 行 连续地 布置 , 实践 证 明如 此 布
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() a 带竖缝 剪力墙 () b 带暗 支撑剪力墙 图 1 钢 筋 混凝 土 剪力 墙
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干 剪 力墙 的 布 置应 注 意 以 下 几 个 方 面 。
表 1
( ) 布 置 方式 上来 看 , 力墙 沿 主轴 1从 剪
剪力墙结构设计在建筑结构的作用
剪力墙结构设计在建筑结构的作用剪力墙结构是建筑领域中非常常见的一种结构形式,它通过在建筑物的两个相对的墙体之间设置钢筋混凝土墙体,从而起到了很好的加强和稳定作用。
在建筑设计和建造中,剪力墙结构的重要性不言而喻,它能够有效地承受水平荷载和地震力,确保建筑物的安全稳定。
本文将从多个角度来探讨剪力墙结构在建筑结构中的作用。
一、加强建筑物整体稳定性剪力墙结构本身就是为了加强建筑物的整体稳定性而设计的,因此它能够很好地完成这个任务。
建筑物在遭受水平力的作用时,剪力墙结构的密集布局和强度可以使建筑物整体产生稳定的作用,有效地抵抗震荡和倾斜倒塌等风险。
二、提高建筑物抗震性地震是建筑物所面临的最大威胁之一,确保建筑物在地震等重大自然灾害中整体稳定是建筑师们关注的重点。
剪力墙结构的设置极大地提高了建筑物的抗震性,使建筑物能够在过程中产生强极波荷载的时候具有更强的建筑物巨大的韧性和稳定性。
三、实现建筑物的经济性剪力墙结构在设计和施工过程中,能够有效地抑制成本的产生,从而实现建筑物的经济性。
相比于其他一些常见的结构形式例如框架结构、悬挂结构等等,剪力墙结构具有更低的成本,且能够在施工过程中降低后期的维护和维修成本。
四、提供更灵活的设计选择在实际的建筑设计中,剪力墙结构的设置可以为建筑师提供更多的灵活选择和操作空间,使得建筑物的设计更加美观和高效。
例如,在中高层建筑中,剪力墙结构的设置可以充分利用立面和梁柱的开间,从而降低了支撑挠度和变形等的效应,使得建筑物的设计更加的灵活和高效。
总而言之,剪力墙结构在建筑结构中的作用不可忽视。
它为建筑物的稳定性、抗震性和经济性提供了强力的保障,创造了更加灵活、高效和美观的设计空间。
在今后的建筑设计中,我们期待更多出色的创新和发展,为建筑领域的发展做出巨大的贡献。
建筑结构设计中剪力墙结构的运用张雪
建筑结构设计中剪力墙结构的运用张雪发布时间:2021-07-02T14:21:26.427Z 来源:《城市建设》2021年7月作者:张雪[导读] 建筑结构的安全性尤为重要,要求施工单位在建筑结构设计中合理运用安全措施,保证工程施工质量。
剪力墙结构在建筑结构设计中得到了广泛的应用,具有显著的优势。
本文将简要分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用,以供参考。
西安航天神舟建筑设计院有限公司张雪文摘:建筑结构的安全性尤为重要,要求施工单位在建筑结构设计中合理运用安全措施,保证工程施工质量。
剪力墙结构在建筑结构设计中得到了广泛的应用,具有显著的优势。
本文将简要分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用,以供参考。
关键词:建筑结构设计;剪力墙;结构设计1.引言剪力墙结构作为建筑工程结构设计中常用的一种形式,具有抗侧刚度大、抗震性能好的特点,特别是对于现阶段的高层建筑,采用剪力墙结构可以保证建筑物的稳定性和安全性,提高建筑的实用价值。
本文着重探讨剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用,以期提高建筑结构设计水平,丰富建筑的实用性能。
2.剪力墙结构的基本概念和优点2.1概念建筑结构设计中的剪力墙结构采用钢筋混凝土墙板代替框架结构中的梁、柱,在其平面作用下承受竖向压力和水平剪力的双重作用。
剪力墙的宽度和高度都较大,但厚度相对较小,这使得剪力墙具有几何特征,有别于其他结构。
由于剪力墙的厚度较小,相当于板的厚度,如果单独使用,在地震灾害下容易因刚度不足而引起结构变形和断裂。
因此,在设计过程中,除了考虑剪力墙刚度的增加外,还需要对结构的弹性变形能力和抗震性能进行综合分析,合理设计结构的类型和规模,以保证结构的稳定性和安全性。
剪力墙结构的设计一般以延性弯曲为主。
2.2优势在建筑工程设计中,剪力墙结构具有非常显著的优势。
首先,剪力墙结构具有良好的承载力,具有良好的整体性和空间效应,其抗侧力优于框架结构。
因此,剪力墙结构可以建造更高的建筑物。
实例分析高层建筑剪力墙结构设计
实例分析高层建筑剪力墙结构设计随着城市化建设进程的加快,促进了高层建筑的发展,使得高层建筑剪力墙结构设计作用更加突出。
以下就高层建筑的剪力墙结构设计及其应用进行简要分析,以供借鉴参考。
一.高层建筑剪力墙的设计原则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。
1、剪力墙在布置设计上不能太密集,要使整个结构具有合适的侧向的刚度,如果侧向刚度比较大的话,不仅会加大墙体本身的重量,还会使其在地震中所受的地震力变大,容易发生倒塌事件。
2、如果剪力墙的长度比较大的时候,可以通过开设洞口的方式来把墙分成几个均匀的独立的墙体,每一段墙体的长度不能大于8m。
3、在设计剪力墙的时候,最好沿主轴的方向多向或者双向布置,在不同方向的剪力墙最好联结在一起,要注意尽量避免对直或者拉通;在进行抗震设计的时候,要使两个方向的侧向刚度相接近,而剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单。
剪力墙在分布上要均匀,数量要适当。
4、剪力墙在竖直方向要从下到上做连续的布置,避免发生刚度的突变情况。
在高层建筑中,剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单,剪力墙在竖直方向的刚度要均匀,剪力墙的门窗或者洞口要形成明确的墙肢和连接梁。
要避免墙肢出现刚度相差悬殊的洞孔设计,在进行抗震设计的时候,一级、二级和三级抗震等级的剪力墙都不能采用叠合的错洞墙。
5、剪力墙的洞口或者门窗要上下对齐,不能错位,成列布置。
要避免使用叠合的错洞墙或者错洞墙,这样都会影响剪力墙的承重能力,容易发生应力变形。
6、在剪力墙和平面以外的方向的梁体连结的地方,要加强剪力墙平面之外的抗弯的刚度以及承载力,可以采取在墙内设置一些暗柱、扶壁柱或者和梁相互连接的型钢等措施,也可以用减小梁端的弯矩的措施来达到加强承载力和抗弯能力的目的。
例如:可以设计成铰接或者是半刚接的形式。
二、高层建筑剪力墙结构设计的应用以下就某工程为例,对高层建筑剪力墙结构设计的应用进行分析,旨在为同类工程提高借鉴参考。
剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析
剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析摘要:剪力墙结构就是近年来获得广泛应用的一种建筑结构设计,通过科学地应用剪力墙结构,能大幅提升建筑的综合性能。
但目前行业内关于剪力墙结构设计的尺寸、安装位置等尚未形成统一的规范和标注,主要依靠设计人员的经验展开设计,使得不同建筑中剪力墙结构的设计和安装都存在一定差异性,也可能存在一些安全隐患。
设计人员应充分掌握剪力墙结构的设计要点,保证剪力墙结构设计能满足建筑的建设要求。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;应用方式1、建筑结构设计中剪力墙结构的设计原则1.1拉通对直在设计建筑结构时,应注意保持将上下楼层剪力墙结构中的门窗和洞口保持垂直方向对直,合理规划结构的传力途径,保证剪力墙结构具有良好的抗震性能。
同时,应沿轴线将剪力墙结构拉通对直,避免因出现重叠或错洞现象影响整体结构的综合性能。
1.2双向布置原则将剪力墙结构沿着结构的纵、横两个方向铺设,能进一步提高整体结构的抗震性能,保证剪力墙结构具有双侧抗侧力,还应尽量控制纵横两个方向产生的侧刚度数值相近,使二者自振周期接近。
1.3竖向贯穿科学的剪力墙结构应沿竖直方向从上至下贯穿整个结构,若剪力墙结构在竖直方向上发生结构的变化,则墙体的刚度和厚度也可能一起发生变化,影响建筑结构的整体抗震性能,此时,可通过调整剪力墙单元刚度的方式提高结构对侧刚度的抵抗能力,规避因刚度突变对结构的抗震性能产生的负面影响。
1.4洞口宜上下对齐、成列布置孔洞会对剪力墙结构的承载力及刚度造成一定的影响,但当剪力墙结构整片长度较长时,墙体需要承载的负荷过大,通过合理的开口能有效分摊负荷,用弱梁连接洞口,同时将墙肢长度控制在8m之内。
1.5与建筑高度适配剪力墙结构根据孔口设计得不同分为实体剪力墙、小开口剪力墙、联肢剪力墙、壁式框架剪力墙等类型,应根据建筑的实际情况科学地选择不同的剪力墙结构,使其技能与建筑的高度适配,又能满足建筑的受力需求,少数类型的剪力墙结构不宜在建筑中大面积应用,可能会导致建筑结构受力不均。
建筑结构设计中剪力墙设计的应用分析
在 现代建 筑 中剪 力墙 结构 得 到了 广泛 的应 用 , 剪 力墙结 构在 抗 震方 面 和
在 建筑 设计 中进 行剪 力 墙 的设 计 要遵 循一 定 的设 计 原则 , 而且 在 进行 设
刚度 方 面有 独特 的优 势 。在 运用 剪力 墙结 构时 有 几项 特别 注 意 的事 项 , 设 计 计 的 时候一 定要 严 格满 足这 些要 求 。剪 力墙在 设 计 的时 候 , 不 仅仅 要 承担 水 人 员 在建 筑 的设计 中 , 应对 这 些 事项 进 行合 理 的 处 理 , 确 保 建筑 结 构设 计 的 平 面 的受 力 , 同 时要 承受 竖 向的压 力 。 剪 力墙 作 为一个 平 面的 构件 , 在弯矩 和
合理 性 。
剪 力 的综 合作 用 下是 要 承受 很 大 的作 用力 的 , 而 且在 水 平 力 的作 用 下 , 使 得 剪 力墙 的强度 一定 要满 足要 求 , 同时要 具有 一定 的延性 。剪力 墙 在 用 的时 候 是要 承 受一个 平 面 内最 大的 刚度 和承 载力 的 , 这 样就 使得 平 面外 的刚度 和
1剪 力墙结 构 的概 述
1 . 1剪 力墙 结 构 的 内涵
承载力 相 对是 较小 的 。 同时在 剪力 墙 和平 面外 的梁 相连 接 的 时候 , 一 定会 造 剪力墙结构是指将原来建筑物中的框架结构用钢筋混凝土的墙板代替 , 成墙 肢 在平 面外 出现弯 矩 的 情况 ,这样 就 一 定要 采 取相 应 的 措施 来 进行 防 保 证剪 力墙 在平 面 外也 可 以是非 常安 全 的。 以承 担建 筑 物产 生 的各 种荷 载 作 用 ,能 够有 效 地 制 约建 筑 结构 产 生 的水 平 范 , 2 1 建 筑物 楼层 之 间进行 调 整 最小 剪力 系数 的原 则 力, 换句话说, 也 就 是用 钢筋 混 凝 土墙 板 来代 替 之 前 建筑 物 中 承担 竖 向 和水 为 了 降低 建筑 结构 自身 的重 量 , 增 加建 筑 承受 地 震 的能 力 , 在 建筑 设 计 平 方 向荷 载作 用 的墙体 Ⅲ 。 因为 剪力 墙结 构具 有很 好 的经 济性 , 为 了最大 可能 应该尽可能少的设计剪力墙 , 这就需要短肢类型的剪力墙 所承受 的节省 高 层建 筑 的资金 成本 投 入 , 剪 力墙结 构 在我 国 高层 建 筑 中的应 用 非常 的过程 中, 普遍 , 如果一个建筑物中的剪力墙过多的话 , 就会将简体和剪力墙放在一起 的位于第一振型底部的地震倾覆力矩不能超过剪力墙结构承受总的底部地 顷 覆力矩的4 o %f 3 ] 。 这时, 可以通过将剪力墙墙体进行大开洞的处理 , 以使 使用 , 已承 受建 筑物 水 平方 向上 的荷 载作 用 。虽然 剪 力墙 在 我 国高 层建 筑 中 震{ 这 样就 可 以保证 建筑 物楼 层 之间 的最 的使用频繁 , 但是高层建筑物中的墙体也不能全部都使用剪力墙结构 , 会损 剪力墙 结 构能 够拥 有很 强 的侧 向刚 度 。 小剪 力 系数大 于规 定要 求 中 的数值 , 从 而达到 降低 建筑 工 程 资金 成 本投 入 的 坏建 筑物 的 质量 , 从 而 影响 建筑 物 的使 用寿 命 。 在对 剪力 墙结 构 抗震 能力 的设计 过程 中 , 要 非 常注 意剪 力 墙墙 体 所 承受 目的。 的地 震 倾 覆力 矩要 大 于结 构 承受 的地震 倾 覆力 矩 1 / 2 ,而地 震 倾覆 力 矩是 位 于第 一振 型 的底 部 。如果 剪力 墙 墙体 的数 量较 少 时 , 可 以适 当的减 轻 剪 力墙 墙体 承 受 的倾覆 力矩 , 但是 要 把减 轻 的倾覆 力 矩控 制在 1 5 — 4 0 %这 个范 围 内。
高层建筑结构设计剪力墙结构分析与设计
高层建筑结构设计剪力墙结构分析与设计汇报人:日期:•引言•高层建筑结构设计概述•剪力墙结构的基本概念与分类•剪力墙结构设计分析•剪力墙结构优化设计目•剪力墙结构在高层建筑中的应用与展望•结论与展望录引言01 CATALOGUE研究背景与意义剪力墙结构的重要性剪力墙结构是一种常见的结构形式,广泛应用于高层建筑中,其特点是具有较高的抗震性能和承载能力。
研究意义通过对高层建筑结构设计剪力墙结构进行分析和研究,可以优化结构设计,提高建筑的安全性和经济性。
建筑业的快速发展随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中越来越普遍,因此对高层建筑的结构设计提出了更高的要求。
研究目的本研究旨在分析高层建筑结构设计剪力墙结构的受力特点、抗震性能、承载能力等方面,提出相应的设计方法和优化策略。
研究方法本研究采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,对高层建筑结构设计剪力墙结构进行深入探讨。
研究目的和方法高层建筑结构设计概述02CATALOGUE由梁和柱通过节点连接构成承重体系,适用于多层建筑。
框架结构用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构,适用于高层建筑。
剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,适用于高层建筑。
框剪结构由核心筒和外围框架组成,具有较高的抗侧力和抗扭刚度,适用于超高层建筑。
筒体结构高层建筑结构类型高层建筑结构设计的基本要求结构设计应考虑地震、风载等自然灾害的影响,保证结构在正常使用年限内的安全性。
安全性适用性耐久性经济性结构设计应考虑建筑功能需求,确保结构在使用过程中满足使用要求。
结构设计应考虑材料和环境的耐久性,确保结构在使用年限内保持良好的性能。
结构设计应考虑工程造价和维护成本,寻求经济合理的结构设计方案。
高层建筑结构设计的步骤根据建筑功能需求和场地条件,制定结构方案,进行初步分析和评估。
方案设计进行详细的结构分析,确定主要构件的尺寸和材料,制定结构设计方案。
初步设计将初步设计转化为施工图纸,包括施工说明、节点详图、材料表等。
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计
实例分析高层建筑框架剪力墙结构设计高层建筑是现代城市中不可或缺的一部分,其建筑结构设计对于建筑的保障至关重要。
当然,针对不同的建筑用途、地理位置、功能等方面的要求,高层建筑的结构设计也会有所不同。
其中,框架剪力墙结构设计是一种常见的方案。
今天我们将重点讨论这种方案,希望对建筑结构设计专业人士以及感兴趣的读者有所启示。
1. 框架剪力墙结构设计的基本原理框架剪力墙结构由“框架”和“剪力墙”两部分组成,其中框架是建筑支撑结构的骨架,而剪力墙是建筑结构的主要承载结构。
框架主要负责承担水平荷载,而剪力墙则负责承担垂直荷载和地震力。
在框架剪力墙结构中,剪力墙会被布置在建筑的核心位置,而框架则贯穿整个建筑。
这种设计可以极大地提高建筑的抗震能力和结构刚度,使建筑更加稳定和安全。
此外,这种设计还可以增加建筑的自重和防火性能,适用于中高层甚至超高层建筑。
2. 框架剪力墙结构设计的具体实现方法在实现框架剪力墙结构设计时,需要考虑以下几个方面的问题:- 建筑布局:剪力墙应该被放置在建筑核心区域,以最大化其受力控制作用。
此外,框架应该被放置在建筑的周边位置,以增加建筑的整体稳定性。
- 钢筋混凝土设计:框架的设计应该考虑抗震、风荷载、地震等因素。
剪力墙应该被设计成厚实、多层的结构,以承担垂直荷载和地震力。
- 梁柱连接:框架和剪力墙之间的梁柱连接应该被精心设计,以确保强度充足且不会发生脆性断裂。
- 材料选择:建筑材料的选择应该考虑建筑的安全性和可持续性。
建议优先选择优质材料,如高强度钢筋和烧结砖,以增加建筑的整体抗震性。
3. 框架剪力墙结构设计的案例分析以下是一个实例分析,关于一个成功应用框架剪力墙结构设计的项目。
该项目是一座60层的高层住宅,其建筑高度达到了180米。
在设计过程中,建筑工程师首先考虑了建筑的布局。
剪力墙被放置在建筑核心区域,而框架则被布置在建筑周围。
他们还考虑了建筑的高度和周边自然条件,以确保建筑具有强大的抗震和风荷载能力。
建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析 何波
建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析何波摘要: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。
关键词:建筑结构设计;剪力墙;结构设计引言剪力墙结构的稳定性非常好,能够提高建筑的安全性能和抗震性能,保证建筑的质量。
剪力墙结构能够更好地满足建筑发展的需求,是建筑结构中较为基础、常见的结构,科学合理的设计不仅能缩短施工的工期,同时也能够延长建筑的使用年限。
虽然剪力墙结构的应用十分广泛,但是设计人员需要根据实际情况来设计最为合适的剪力墙结构,最大程度上发挥其作用。
1剪力墙结构设计的原则1.1控制剪力墙的高度和宽度建筑结构设计中剪力墙结构具有着重要的作用,它对建筑物起着一种支撑作用,同时它也能够对各种荷载都能够起到一定的抵挡作用,不仅支撑作用好,还具有不错的抗震能力。
剪力墙主要包括墙肢和连梁,而在剪力墙结构的设计中一定要控制好剪力墙的高度和宽度,剪力墙的结构形状类似于板状物,高度比较高而厚度比较小,由于它要对各种荷载进行承受,因此,在对剪力墙结构的设计中,就要严格把握好其高度和厚度的比例,对于比值在3之内,进而再参考柱体结构原则进行设计,对于比值在3-5之间的,要根据双向受压结构的设计原则来进行,从而来满足其性能要求。
1.2避免剪力墙与平面外梁相连剪力墙的结构主要是承载平面内的承载力,而对于平面外的承载力一般都是比较小的,因此,在剪力墙的结构中,如果和平面外梁相连则很容易就会造成墙肢向外弯曲的情况,为了避免外墙向外弯曲,在对剪力墙结构设计的时候就要特别注意不要和平面外梁相连,而如果剪力墙不能避免和平面外梁相连的时候,在对剪力墙的结构设计中就还要涉及相应的保护措施,这样当两者相连发生问题的时候,也能够很好的进行处理和解决。
高层建筑结构设计-剪力墙结构
向悬臂构件
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
3.剪力墙结构的分类
整体小开口墙 洞口面积超过墙体面积的16%。 洞口至墙边净距>洞孔长边尺寸时,
可忽略对墙体影响 受力特点: 水平荷载下,由于洞口的存在,墙肢已
出现局部弯曲,其截面应力可认为由 墙体的整体弯曲和局部弯曲两者叠加 组成,截面变形仍然接近于整截面墙。
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
混凝土剪力墙
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
3.剪力墙结构的分类
联肢剪力墙 剪力墙沿竖向开一列或多列较大洞口。 由于洞口较大,剪力墙整体性已破坏。 剪力墙由连梁和联肢组成,也称双肢
墙
连梁
受力特点: 连梁对墙肢有一定的约束作用,墙肢局
部弯矩较大,整个截面正应力已不再 呈直线分布
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
2.剪力墙结构的特点 – 优点和缺点(建筑 和结构两方面)
缺点: 1. 墙体较多,开间小:受楼板跨度限制(一般
为3-8m),剪力墙间距不能太大,建筑平面布 置不够灵活。 2. 刚度过大,重量大。导致地震作用大
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
3.剪力墙结构的分类
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
1.剪力墙结构的概念和力学机理
传统框架结构水平荷载与竖向荷载弯矩差别很大: 水平荷载:抗侧力刚度小,水平位移大
高层建筑结构设计- 剪力墙结构分析与设计
2.剪力墙结构的特点 – 优点和缺点(建筑 和结构两方面)
优点: 1. 房屋中没有梁柱,比较美观 2. 结构刚度大、顶部和层间位移均较小 3. 空间整体性好,抗震能力强 4. 较框架结构施工快,适用高度大于框架结构 5. 用钢量少,较经济
高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析
高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析
高层建筑结构设计中,钢筋混凝土剪力墙是常用的结构形式之一。
剪力墙是指墙体承
担建筑结构荷载并在垂直方向上阻挡力的结构形式,主要具有抗震、抗风、抗拔等作用,
是保证结构稳定性和安全性的重要构件。
剪力墙的结构设计分析需要考虑多个因素,包括地震和风荷载、剪力墙的布置和厚度、墙体材料和受力状态等等。
本文将从这些方面介绍剪力墙的结构设计分析。
1.地震和风荷载
地震和风荷载对高层建筑的结构安全性具有极高的影响,因此在剪力墙的设计中,考
虑地震和风荷载是至关重要的。
在设计中,需要预估建筑所处地区的地震和风荷载,并按
照设计规范进行分析计算。
2.剪力墙的布置和厚度
剪力墙布置的位置和数量,直接影响到建筑结构的安全性和稳定性。
布置时需要考虑
结构体系的完整性和稳定性,以及建筑内外的空间需求。
同时,在设定剪力墙的厚度时,
也需要根据建筑高度、地震和风荷载等因素进行评估和计算。
3.墙体材料和受力状态
墙体材料和受力状态是剪力墙结构设计中的关键因素之一。
通常情况下,剪力墙的材
料为钢筋混凝土,墙体受力状态则应该满足其轴向受压稳定性和剪力抗震能力的要求。
在设计中,还需要考虑剪力墙与其他结构构件之间的相互作用。
例如,如果在剪力墙
附近有一些柱子需要承受部分荷载,那么将会对剪力墙的受力状况产生很大的影响。
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CONSTRUCTION
建筑设计
高层建筑剪力墙结构设计的应用分析
楼丽燕
诸暨市森泰建设有限公司 浙江绍兴 511500
摘 要:高层建筑剪力墙结构设计的过程中,一定要明确设计的要点,采取有效的设计方法来提高设计的水平和质量,进而为高层建筑剪力墙施工奠定基础。
本文阐述了高层剪力墙的布置原则,对高层建筑剪力墙结构设计案例进行分析,提出了优化高层建筑剪力墙结构设计的措施,以供参考。
关键词:高层建筑;剪力墙结构;设计
中图分类号:TS958 文献标识码:A
剪力墙的英文名是shearwall。
剪力墙是指主要承受风荷载或者是地震作用所产生的水平剪力的墙体。
剪力墙又称为抗风墙和结构墙。
1 高层剪力墙的布置原则
1.1剪力墙在布置设计上不能太密集,要使整个结构具有合适的侧向的刚度,如果侧向刚度比较大的话,不仅会加大墙体本身的重量,还会使其在地震中所受的地震力变大,容易发生倒塌事件。
1.2在设计剪力墙的时候,最好沿主轴的方向多向或者双向布置,在不同方向的剪力墙最好联结在一起,要注意尽量避免对直或者拉通;在进行抗震设计的时候,要使两个方向的侧向刚度相接近,而剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单。
剪力墙在分布上要均匀,数量要适当。
1.3剪力墙在竖直方向要从下到上做连续的布置,避免发生刚度的突变情况。
在高层建筑中,剪力墙的墙肢的截面要规则并且简单,剪力墙在竖直方向的刚度要均匀,剪力墙的门窗或者洞口要形成明确的墙肢和连接梁。
要避免墙肢出现刚度相差悬殊的洞孔设计,在进行抗震设计的时候,一级、二级和三级抗震等级的剪力墙都不能采用叠合的错洞墙。
1.4如果剪力墙的长度比较大的时候,可以通过开设洞口的方式来把墙分成几个均匀的独立的墙体,每一段墙体的长度不能大于8m。
1.5剪力墙的洞口或者门窗要上下对齐,不能错位,成列布置。
要避免使用叠合的错洞墙或者错洞墙,这样都会影响剪力墙的承重能力,容易发生应力变形。
1.6在剪力墙和平面以外的方向的梁体连结的地方,要加强剪力墙平面之外的抗弯的刚度以及承载力,可以采取在墙内设置一些暗柱、扶壁柱或者和梁相互连接的型钢等措施,也可以用减小梁端的弯矩的措施来达到加强承载力和抗弯能力的目的。
例如:可以设计成铰接或者是半刚接的形式。
2 高层建筑剪力墙结构设计应用案例分析
某项目抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第二组,场地类别为Ⅱ类。
当地50年基本雪压为0.9KN/m2,50年基本风压为0.6KN/m2。
2.1该项目的高层住宅建筑高度5
3.2米,地上18层。
其设计难度在于应建筑采光和通风的要求在角部开设角窗,很大的影响了结构的扭转刚度,特别是对于地震作用下的结构计算,很难满足扭转位移比和周期比。
(1)在建模时,考虑了两种方法,一是直接在角部的两道剪力墙上开洞,形成角窗。
但由于PKPM在处理时总会在角部加入一个很小的墙肢进去,导致计算结果的不可靠性,所以未采用。
第二种方法是把角部的两道墙都去掉,建两根挑梁,两根挑梁在角部相交,形成受力构件。
挑梁的宽度同墙厚,挑梁高度同窗间墙。
这样使得传力明确,计算结果也偏为合理。
(2)调整模型满足抗震性能要求之后,在构造上也需要做加强措施。
因为开设角窗会导致结构角部刚度减弱,抗扭刚度减小。
其次角部的楼板由于没有竖向支撑,紧靠水平相交的两根挑梁作为支撑,也需要加强。
另外挑梁由于互为支座,互相会对对方产生弯矩,并传至挑梁根部的暗柱,且随着结构的层数累积,在结构底部暗柱产生很大的弯矩。
因此在设计时做以下加强措施:首先是楼板加厚为150mm,配筋双层双向,在楼板角部加斜暗梁;其次加强挑梁配筋,放大挑梁底筋,以防止挑梁内弯矩的调幅;另外挑梁端部暗柱长度至少要为600mm,以保证能够承受挑梁传来的弯矩,同时提高挑梁梁端剪力墙墙肢的抗震等级,以保证挑梁端部墙肢能够承受更大地震力。
2.2该项目的多层住宅抗震等级为2级,考虑当地保温及防雪要求,先做一层水平屋面板,另设斜板做多坡屋面。
(1)在建模时,第一种以
坡屋面的平均高度作为层高建立一个标准层,梁板均按水平布置,此方法不能真实模拟结构形态,尤其忽略了斜板对结构刚度的贡献以及限量对结构产生的水平推力,是结构偏柔。
第二种通过PKPM中的“梁两端标高”和“改上节点高”来布置斜梁,设虚梁短柱来传递荷载至下层柱顶。
此方法能很好模拟斜梁对整体结构的影响,但容易造成有效质量系数小于90%及位移比大于1.5的情况。
故设计时以第一种模型考虑抗震指标,第二种模型来考虑斜梁及柱的实际配筋,可以得到偏为保守的设计结果。
(2)设计时,对于倾斜的屋面板采用双层双向配筋,并且按《坡屋面梁施工图“平面整体表示方法”制图规则和构造详图(03G101-补充)》的构造要求设计节点构造。
2.3该项目多层及高层均有局部负2层地下室联通地下车库,多层采用强夯法处理天然地基承载力至200KPa,高层选取旋挖成孔后注浆灌注桩基础形式。
在地下室基础底标高有高差的情况下做如下处理:(1)高的地下室基底压力,作为地面活载一样对低的地下室外墙产生侧压力,联通土压、水压及人防等效静载计算低的地下室外墙内力。
(2)施工时一般低的地下室先挖土,靠高的地下室一侧放坡,待低的地下室结构施工到与高的部分基底标高时,采用低强度混凝土、灰土或砂石回填肥槽,此时回填材料应有足够的密实性,其承载力不能低于高的地下室基底土的承载力。
(3)高、低两部分地下室,相互间基础的差异沉降应满足规范的允许值。
3 优化高层建筑剪力墙结构设计的措施
3.1根据具体情况控制剪力墙的厚度:剪力墙的墙体如果太薄,那么其抗震能力以及负载能力一定会大打折扣,从而使整座建筑的相关参数不合格,工程质量受到极大影响,甚至可能会造成安全隐患,给人民带来生命和财产损失。
剪力墙的墙体如果太厚,不仅缩小了住户可利用的空间,而且会造成浪费,给建筑商带来不小的损失。
因此,在建设过程中,施工单位万万不能急于施工,而应根据具体情况,进行精确计算。
3.2尽量做到不出现独立的小墙肢且剪力墙刚度应适度:剪力墙结构本身就承载着较大的负荷,且延性不足,这种情况下,只有尽力做到将压力平均分配到每个墙肢上才能有效的提高结构的性能。
因此,如果出现了独立的小墙肢,那么正如同木桶出现了短板,整个结构的负载能力就会大打折扣。
并且,正如俗话所说:“刚则以摧”,所以如果剪力墙的刚度过大的话,其延性不足的特点就会突出的暴露出来。
3.3要根据具体情况,对剪力墙的连梁进行有效的调整,只有这样,才能保证剪力墙结构的稳定性,从而提高整个建筑的相关性能。
出于对其进行规范的目的,国家出台了相关的法律规定,如《高规》中规定剪力墙长度不宜大于8m,当大于8m时,宜采用弱连梁将其分开。
4 结束语
随着高层建筑数量的增多,高层建筑剪力墙结构设计作用更加突出。
房屋或者构筑物中主要承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载的墙体,防治结构剪切破坏。
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。
参考文献:
[1]王凤琳.高层建筑剪力墙结构的设计[J].山西建筑,2009,35,(10).
[2]蔡振钦.对高层建筑剪力墙结构设计探讨[J].科技信息,2010,(13).
[3]陈崇冈.高层建筑剪力墙结构的设计要点[J].中国高新技术企业,2010,(10).
第5卷 第2期
2015年1月
文章被我刊收录,以上为全文。
此文章编码:2015J
5555
高层建筑剪力墙结构设计的应用分析
作者:楼丽燕
作者单位:诸暨市森泰建设有限公司 浙江绍兴 511500
刊名:
城市建设理论研究(电子版)
英文刊名:ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年,卷(期):2015(2)
引用本文格式:楼丽燕高层建筑剪力墙结构设计的应用分析[期刊论文]-城市建设理论研究(电子版) 2015(2)。