小高层住宅剪力墙结构设计及应用
剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的具体运用
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在高层住宅建筑结构设计中,剪力墙结构已经成为其不 可缺少的一部分,剪力墙结构的应用,能够大幅度的提升高层 住宅建筑结构的稳定性,并且在确保高层住宅建筑结构设计 合理性与安全性方面有着积极意义。具体而言,剪力墙结构 在高层住宅建筑结构设计中的应用主要体现在以下几点。
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分析研究与探讨
剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中 的具体运用
梁世庆 李 明
西北综合勘察设计研究院
摘 要:在我国社会经济不断快速发展的背景之下,我国城市现代化建设步伐也在一定程度上加快,而为了能够更好的满足 城市人口的居住需求,高层建筑数量正在逐渐增加。由于高层住宅建筑结构在设计期间较为复杂,为了能够提升高层建筑结构设 计质量,确保建筑的稳定性,剪力墙结构成为高层住宅建筑结构设计不可缺少的一部分。其原因在于,剪力墙结构具有良好的稳 定性,并且在不同地质环境中能够发挥出不同作用,在保证高层住宅建筑安全方面有着积极意义。为此,目前剪力墙结构已经被 广泛应用在高层住宅建筑结构设计当中,并取得了良好的应用效果。
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力墙变形此时也会由弯曲型向剪切型过渡,并且各个墙肢会 出现明显的单独作用,该种情况也可以看成由多肢剪力墙通 过刚度比较大的连梁结合在一起的剪力墙,该种剪力墙被称 之为联肢剪力墙。
第四,壁式框架。当剪力墙开洞面积超大是,墙肢的强度 在此时会比较短,那么在此时的墙肢刚度和连梁刚度比较接 近,其变形会变为剪切型,其受力性能也会与框架结构相接 近,该种剪力墙被称之为壁式框架。
2018.08
分析研究与探讨
提升高层住宅建筑的稳定性与实用性。
3.2 剪力墙墙肢竖向布置方面的应用
在设计剪力墙墙肢过程中,相关工作人员必须按照上下 对其的原则进行设计。在此过程中,需要最大限度的避免由 于中间剪力墙打段造成该层刚度以及承载力出现突变的情 况,形成薄弱层。在剪力墙楼层开洞过程中,还需要确保能够 将上下各层的洞口位置对其,使其能够形成规则的开洞剪力 墙,确保能够明确传力,其力学模型更加清晰,计算结果具有 可靠性,并且拥有良好的经济性特征。
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析
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高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析
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建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析剪力墙结构是建筑结构中常用的一种结构形式,具有良好的抗震性能和稳定性。
在建筑结构设计中,剪力墙结构的应用分析如下:1. 抗震性能:剪力墙结构具有较好的抗震性能,能够有效地承受地震荷载,并能够将地震力迅速传递到地基,降低地震对建筑结构的破坏。
在设计剪力墙结构时,需根据具体地震区域的地震烈度和建筑物的用途等要素,合理确定剪力墙的布置位置、尺寸和数量,以满足抗震设计的要求。
2. 稳定性:剪力墙结构能够提供较好的结构稳定性,能够有效地抵抗侧向荷载的作用,使建筑物在侧向力的作用下保持稳定。
剪力墙结构通常是由连续的墙体组成,墙体之间通过拱形结构进行连接,形成一个整体刚性的结构系统,具有较高的整体稳定性。
3. 空间利用率:剪力墙结构的设计能够最大限度地利用空间,使得建筑物的内部空间得到充分利用。
通过合理布置墙体的位置和尺寸,可以实现较大跨度的设计,避免了柱子的布置,提高了室内空间的自由度和灵活性。
4. 综合经济性:剪力墙结构的设计相对简单,施工速度较快,能够有效地减少工期,降低施工成本。
由于剪力墙结构能够减少柱子和梁的使用,减少了结构构件的数量和材料的消耗,进一步降低了建筑结构的成本。
5. 美观性:剪力墙结构能够提供较大的开洞空间,使建筑内部更加通透和明亮,并能够保证外观的美观性。
剪力墙结构的设计可以根据建筑物的整体风格和建筑形态进行自由设计,使建筑物的外观更具有艺术性和装饰性。
剪力墙结构在建筑结构设计中具有较好的应用前景。
在设计过程中,需要综合考虑抗震性能、稳定性、空间利用率、经济性和美观性等因素,以满足建筑物的实际需求和设计要求。
还需要结合具体项目的特点和地理条件,合理确定剪力墙的位置和尺寸,确保结构的安全可靠。
剪力墙结构设计在高层建筑中的应用
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剪力墙结构设计在高层建筑中的应用摘要:本文系统的介绍了剪力墙结构的概念、分类;剪力墙计算要点、内力调整、边缘构件的设置;阐述了高层建筑中剪力墙结构、连梁的优化。
关键词:剪力墙结构;内力;边缘构件;高层建筑;连梁一、剪力墙结构分析(一)剪力墙概念剪力墙结构是指由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
剪力墙是指在建筑结构中能够承载各种竖向荷载和水平荷载的一种墙体,它又被人们广泛的称之为抗风墙、抗震墙。
剪力墙结构中墙体及连梁在发生地震的时候能够有效的吸收地震能量,防止墙体结构的剪力破坏。
剪力墙结构整体性好、抗侧刚度适宜、技术成熟、经济性能优越,是目前高层建筑领域中被广泛采用的结构形式。
(二)剪力墙结构的条件剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置;抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向有墙的结构布置形式。
剪力墙墙肢截面宜简单、规则。
剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。
我们所说的剪力墙,主要是指普通剪力墙,墙肢长度与墙体厚度比值大于8的墙体。
剪力墙结构在设计的过程中需要对于地震、风力等发生的等级和发生率提前进行勘察,根据实际情况来设计一个科学、合理的剪力墙结构体系,使得墙体结构能够承受一定的荷载和地震,不至于出现地震就造成倾斜和破坏影响。
剪力墙结构形式受到高层住宅建筑的青睐,它能够更合理的适应住宅建筑中房间的分割,布置比较灵活。
在国内,剪力墙结构无论是设计还是施工技术,均已经比较成熟,已经是成为高层建筑结构形式中主力军。
(三)剪力墙结构的分类剪力墙根据墙肢长度与墙厚的比值,分为短肢剪力墙、普通剪力墙。
短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8、厚度小于300mm的剪力墙;一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。
高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
本文以下部分所说剪力墙结构均指普通剪力墙结构。
根据其平面形状又可分为一字型、L形、I形、[形、十字形及其他异形剪力墙。
一字型剪力墙延性及平面外稳定均十分不利,抗震设计时,不宜采用一字型短肢剪力墙,不宜在一字型短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁;剪力墙结构宜采用L形、I形、[形、十字形剪力墙。
小高层住宅中短肢剪力墙结构设计与应用
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浅谈小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计与应用摘要: 小高层住宅当中,其肢剪力墙的结构设计在近些年以来是十分多见的。
我国随着经济建设不断的快速发展,同时人们对生活住宅的品质也在日益的提高,由于应用普通的剪力墙结构是不能严格限定建筑的空间以及分隔,所以也满足不了人们对空间设计的具体要求,对此,在经过不断的改良与实践提高,通过应用剪力墙作为基础,同时也吸取了框架的一些优势,并且也逐渐的发展成为可以适应高层住宅的结构设计,也就是短肢剪力墙结构。
关键词:短肢剪力墙;小高层住宅;设计中图分类号:tu241.8文献标识码:a 文章编号:引言:论文主要从短肢剪力墙结构的基本含义、短肢剪力墙设计要求、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。
1.短肢剪力墙结构的基本含义1.1短肢剪力墙结构的定义:1.11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;1.12高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构;1.13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。
1.2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%。
1.3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,用户可以灵活掌握。
如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。
2. 短肢剪力墙设计要求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,一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。
当截面高度与厚度之比小于3时,应按柱计算(当形成异型柱时,则应按异型柱的要求设计,但高层建筑中不允许采用异型柱框架结构),至于剪力墙高度与厚度之比大于3、又小于5的剪力墙,实际上也是短肢剪力墙,由于它们更弱,可以提出不宜采用小于5的墙肢,对这种小墙肢的轴压比应修予更严格的限制,因此即使采用短肢剪力墙,也要尽可能使墙肢截面高度与厚度之比大于5。
论小高层住宅短肢剪力墙结构设计及应用
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论小高层住宅短肢剪力墙结构设计及应用作者:谭振平来源:《江苏商报·建筑界》2013年第07期摘要:随着我国城市化发展进程的加快,城市中高层、小高层住宅数量也随之增加。
而短肢剪力墙结构属于一种安全度相对较高的墙体结构,并且这一结构的施工费用相对其他结构较低,同时具有较为灵活的空间布置条件,在小高层住宅建筑中的应用日益广泛。
笔者主要对小高层建筑中短肢剪力墙结构的设计要点和应用中的注意事项进行总结,为同类应用提供参考。
关键词:小高层住宅;短肢剪力墙;设计要点;应用短肢剪力墙最大的优点是建筑的结构布置限制小,在施工方案设计中,能够更加自由的调节结构受力,在第成本投入条件下,提升建筑内部空间自由度,在小高层住宅建筑中,这一优势更为明显。
1.短肢剪力墙结构基础及特点1.1短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构可以说是国内首创的一种建筑结构技术,最早出现在我国东南沿海城市,该结构技术应用之初主要集中在城市高层建筑中,用于解决房屋内部结构拥挤的问题。
较早的应用中通常采用建筑内部中央位置不舍交通中心筒,使住宅单元围绕中心筒布置,这样单个住宅的结构设计能够更加自由,在合理的布局下可以实现更为良好的通风采光,而且在特定建筑面积下,所实现的实际可用格局空间较大,从而曲线降低建筑成本(单位面积的使用率提升,房屋销售收入增加)。
短肢剪力墙是一种联肢墙,也有学者认为这一定义方式不够严谨,联肢墙概念在短肢剪力墙的特定结构下才符合,但不完全符合。
它是由异形框架柱发展而来,主要用于小高层和多层住宅,所以墙厚一般为200mm或不小于200mm;此外,为了经济性的要求,墙肢的高度应尽可能的小,故称为“短肢”。
短肢剪力墙在应用中尤其特定条件和要求: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%。
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。
浅谈剪力墙在小高层住宅楼中的应用
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浅谈剪力墙在小高层住宅楼中的应用关键信息项:1、剪力墙的类型2、剪力墙在小高层住宅楼中的优势3、剪力墙的设计要点4、施工过程中的注意事项5、质量检测与验收标准1、引言随着城市建设的不断发展,小高层住宅楼在建筑领域中越来越常见。
剪力墙作为一种重要的结构形式,在小高层住宅楼的设计和施工中发挥着关键作用。
本协议旨在探讨剪力墙在小高层住宅楼中的应用,为相关工程提供参考和指导。
11 剪力墙的定义与作用剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙,是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。
111 剪力墙的工作原理通过利用墙体的抗剪强度和刚度,来抵抗水平荷载产生的剪力和弯矩,从而保证建筑物的稳定性和安全性。
12 剪力墙在建筑结构中的地位剪力墙是高层建筑结构中不可或缺的一部分,对于提高建筑物的抗震性能和整体稳定性具有重要意义。
2、剪力墙的类型21 整体墙没有门窗洞口或洞口面积小于墙体面积 15%的剪力墙。
211 小开口整体墙洞口面积稍大于 15%,但洞口仍呈列状分布的剪力墙。
212 双肢剪力墙由连梁连接的两片墙肢组成的剪力墙。
213 多肢剪力墙具有多于两肢的剪力墙。
3、剪力墙在小高层住宅楼中的优势31 良好的抗震性能能够有效地吸收和分散地震能量,减少地震对建筑物的破坏。
311 提高建筑物的稳定性增强结构的抗侧刚度,抵抗风荷载和水平地震作用。
312 空间布局灵活可以根据建筑功能的需要,合理布置墙体,满足不同的使用要求。
32 减少建筑自重相比传统的砖混结构,剪力墙结构能够减轻建筑物的自重,降低基础造价。
321 增加使用面积墙体较薄,能够在相同的建筑面积下,提供更多的使用空间。
4、剪力墙的设计要点41 墙体布置应遵循均匀、对称、周边的原则,避免出现扭转效应。
411 墙肢长度和厚度根据建筑物的高度、抗震设防烈度等因素确定。
412 连梁设计连梁的跨高比、配筋等应满足规范要求,保证其在地震作用下的耗能能力。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
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要遵循平面规则,明确传力原则。布置剪力墙要让刚度 中心和结构质量中心足够靠近,以此减少楼层的位移比。应 顺着主轴方向做剪力墙布置,二者不可以出现较大的刚度差 异。抗震设计环节不可以出现单向墙,要构建双向抗侧力体 系,体现空间性能和价值。要对齐设置剪力墙,打造明确体 系,发挥墙肢作用。
除此之外剪力墙的实际承载力和平面内刚度很大,在这 样的视角下平面外刚度与承载力就会变得很小。此时在连接 平面外梁和剪力墙时,就会出现墙肢外弯矩现象。通常来说 并不需要做平面外承载力和刚度验算。要尽可能不做外搭 接,用合适的措施保障剪力墙平面外安全和质量。设计与计 算墙的时候需要考虑竖向作用和水平作用下结构整体情况, 在得到内力之后,以偏拉或是偏压做斜截面承载力或正截面 承载力验算。在荷载集中且受力较大情况下,增加局部承载 力验算。计算承载力时,带翼墙宽度计算要取最小值。
(2)小开口整体墙。假设剪力墙开洞面积为墙整体面积 15%,且有局部弯矩现象出现在墙肢。剪力墙的变形属于弯曲 型,则叫做小开口剪力墙。
(3)联肢剪力墙。假设剪力墙有着很大的开洞面积,其整 体性被破坏,墙肢刚度比连梁刚度大很多,且此时的连梁中部 存在反弯点。那么截面法向应力就不可以用平截面假定计 算。此时的剪力墙在变形时的过程表现为从弯曲型朝向剪切 型过渡。每一个墙肢的单独作用都非常明显,可以看做是多 肢剪力墙在有着较大刚度连梁作用下构建起了一个剪力墙。
作者简介: 潘杨(1987—)男,汉,江苏省南京市,大学本科,建筑结构 设计。
2019.11
4.4 墙水平、竖向设计
设计中主要考虑的就是构造规定和计算分析两部分内容。 计算分析就是偏心受压墙肢正截面受压承载力计算以及偏心受 拉墙肢正截面受拉承载力计算等。利用以上条件确定,受力水 平与竖向钢筋需要。为了避免因受弯裂缝达到极限以后出现脆 性剪切破坏,就需要规定好配筋率与剪力墙水平。
剪力墙结构高层住宅结构设计
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剪力墙结构高层住宅结构设计剪力墙结构是指将墙体作为主要抗震构件的一种结构形式。
在高层住宅的结构设计中,剪力墙结构常被采用,其主要原因是墙体的强度和刚度较高,能够提供较好的抗震性能和水平荷载承载能力,同时能有效地抵抗风荷载和垂直荷载。
在剪力墙结构的高层住宅结构设计中,需要考虑以下几个方面:1.剪力墙的布置和尺寸设计:为了保证墙体能够有效地抗震和承载荷载,在设计过程中需要合理布置和确定墙体的尺寸。
一般来说,墙体应当均匀地分布在建筑平面布置中,同时在结构整体刚性布局上要保证相关的剪力墙作为主要抗震构件能够连续、均匀地分布在不同的平面和高度上。
此外,墙体的厚度也需要根据设计荷载和材料特性等进行合理的计算和确定。
2.剪力墙的抗震设计:剪力墙结构主要通过墙体的剪切变形进行抗震。
在设计过程中,需要考虑地震的作用,进行剪力墙的抗震设计。
一般来说,剪力墙的抗震设计需要满足以下几个要求:一是在地震作用下,剪力墙可通过其本身的变形吸收地震能量;二是在设计地震作用下,剪力墙足够强度和刚度以保护建筑结构的整体完整性;三是在不坍塌的前提下,剪力墙对建筑内部的使用空间布置和功能要求不产生明显的限制。
3.壁柱结合形式的设计:在剪力墙结构的高层住宅结构设计中,墙体与柱的结合形式需要进行合理的设计。
一般来说,墙体与柱采用刚性连接的方式,在墙柱交界处设置梁或连梁以提高结构的整体刚性,从而有效控制墙体与柱之间的局部剪切变形。
此外,为了避免墙柱交界处产生集中应力,可以在柱子周围设置锚盘等结构措施。
4.剪力墙的构造形式和材料选择:在剪力墙结构的高层住宅结构设计中,需要根据不同的设计要求和材料特性选择合适的结构形式和材料。
一般来说,剪力墙的构造形式可以是实心墙、空心墙或板壳墙等,而剪力墙的材料选择可以是混凝土或砖石等。
综上所述,剪力墙结构在高层住宅结构设计中能够提供较好的抗震和承载能力。
在实际设计过程中,需要综合考虑剪力墙的布置和尺寸设计、抗震设计、壁柱结合形式的设计以及构造形式和材料选择等因素,从而确保设计的高层住宅结构能够满足相关安全性要求和功能要求。
建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
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建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用剪力墙结构作为建筑结构设计中一种常见的结构形式,其基本原理是利用墙体的弹性变形和延性消能特性,使其对地震力产生抵抗作用,从而保证建筑物的抗震性能。
在建筑结构设计中,剪力墙结构应用的范围较为广泛,本文将从剪力墙结构的应用原理、设计规范等方面进行探讨。
一、剪力墙结构原理剪力墙结构的基本原理是利用混凝土墙体的弹性变形和延性消能特性,使其对地震力产生抵抗作用,从而达到保证建筑物抗震性能的目的。
剪力墙结构通常由具有横向刚度和纵向延性的混凝土墙体组成,横向刚度可通过优化剪力墙的布置、增加墙体厚度等方式来提高。
而纵向延性则需要通过混凝土墙体的延性变形能力来保证。
1.2 剪力墙结构的应用环境剪力墙结构适用于地面基础较好、地形平坦、建筑层数较少、地震烈度较小的区域。
剪力墙结构在应用时需要满足设计规范的相关要求,如墙体的厚度、间距、钢筋配筋等,以及基础的设计要求等。
二、剪力墙结构的设计规范剪力墙结构的设计需要遵守相应的设计规范,如《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》等。
其中,《建筑抗震设计规范》为剪力墙结构提供了详细的设计要求。
剪力墙结构的墙体应具有足够的强度、刚度和延性,墙体应布置在建筑物的周围或内部。
墙体的长度、厚度、高宽比、钢筋配筋、加强措施、基础的设计等都需要符合相应的规范要求。
剪力墙结构的设计方法包括弹性分析方法、弹塑性分析方法、损伤累积分析方法等几种。
其中,弹性分析法是一种常用的剪力墙结构设计方法,主要通过计算墙体的弹性变形和应力分配来确定墙体的横向刚度和纵向延性。
2.3 剪力墙结构施工要点剪力墙结构的施工要点包括施工顺序、混凝土配合比、钢筋加工、预埋件安装、混凝土浇筑、模板拆除、施工质量检查等。
钢筋的质量和连接要符合相应的规范要求,混凝土的配合比应符合设计要求,浇筑质量要控制好浇筑过程中的温度和湿度。
3.1 优点剪力墙结构的优点是结构简单,施工便利,对地震力具有良好的抵抗能力,且经济效益较好。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
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剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
剪力墙是指由厚度较大、高度较高的墙体构成的结构体系,用于承担建筑物的水平荷载,起到抵抗震动和风力作用的作用。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中应用广泛,在提高建筑物抗震性能方面起到了关键作用。
本文将介绍剪力墙结构设计的应用。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用主要表现在以下几个方面:
1. 抗震性能方面
剪力墙结构是一种非常有效的抗震结构形式。
在地震力作用下,剪力墙能够承受地震力的作用,将其传递到地基,从而起到稳定建筑物的作用。
相比于其他结构形式,剪力墙具有较好的刚度和承载能力,能够充分发挥墙体的抗震性能。
2. 建筑空间利用方面
剪力墙结构设计能够有效利用墙体空间,减少建筑的柱子和梁的数量。
由于剪力墙可以承载较大的荷载,因此可以避免使用过多的柱子和梁,节省了建筑空间,提高了空间的灵活性和利用率。
3. 施工方面
剪力墙结构设计施工简单方便,具有较高的施工效率。
在施工过程中,只需对墙体进行施工和加固即可,不需要额外的钢筋混凝土结构,因此施工周期较短,可以节省施工成本。
5. 美观性方面
剪力墙结构设计可以提供较好的建筑外观效果。
墙体整体性好,可以使建筑物具有良好的外观效果,增加建筑的美观性。
剪力墙结构也可以通过设计墙体开洞和窗户等方式,在保证结构强度的同时提供充足的自然光线和通风,并实现良好的室内环境。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中应用广泛,可以提高建筑物的抗震性能,节省建筑空间,提高施工效率和经济性,增加建筑的美观性。
在今后的建筑设计与施工中,应进一步加强对剪力墙结构的研究与应用,进一步提高建筑物的抗震性能和建筑整体质量。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
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剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
剪力墙结构是一种常用的高层建筑结构形式。
其具有结构简单、承载能力强等优势,
在高层建筑结构设计中被广泛应用。
首先,剪力墙结构适用于高层建筑的抗震设计。
高层建筑面临着超出普通建筑的地震
破坏风险,需要更加牢固的构造以保障建筑的安全性。
剪力墙结构由于采用了大面积的钢
筋混凝土墙体来承受地震力,比传统的框架结构更为牢固。
有研究表明,相同楼层高度下,采用剪力墙结构的建筑的抗震性能比框架结构提高了40%以上。
其次,剪力墙结构能够有效降低建筑的振动和噪音。
高层建筑在风力和行人活动的影
响下会产生很大的振动,影响建筑的使用寿命和人员的舒适性。
剪力墙结构由于采用了大
面积的墙体,能够起到减震减振的作用;同时,墙体还可以起到隔音的作用,使建筑内部
更加安静。
另外,剪力墙结构能够提高建筑的空间利用率。
剪力墙结构的墙体不仅能够起到支撑
结构的作用,还可以充当室内隔墙,节约空间;而传统的框架结构需要独立的柱子和梁,
会占据更多的空间,限制建筑的设计和使用。
最后,剪力墙结构施工周期短,能够大幅缩短建筑工期。
剪力墙结构采用模块化设计,使墙体得以预制,并且安装过程非常简单,可以快速地完成施工。
相比较传统的框架结构,剪力墙结构节约了大量的施工时间和人力资源。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
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剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析
剪力墙结构是一种常见的高层建筑结构形式,在建筑物的抗震性和承载力方面有着重要的作用。
本文就剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用进行分析。
首先,剪力墙结构的作用是什么?在高层建筑中,剪力墙结构一般用于承担建筑物的垂直荷载和横向荷载。
剪力墙能够在横向荷载作用下形成一种梳状结构,从而提高建筑物的抗震性能和稳定性能。
其次,剪力墙与其他结构形式相比有什么优点?相较于框架结构和筒状结构等其他高层建筑结构形式,剪力墙的主要优点包括:
1. 抗震性能强。
因为剪力墙结构具有抗剪切的能力,从而能够有效地阻挡地震产生的水平荷载,降低建筑物的侧向位移和结构变形,提高了建筑物的抗震性能。
2. 空间利用率高。
因为剪力墙的布局比较灵活,可以将剪力墙布置在建筑物结构的角落处,从而最大程度地利用空间。
3. 施工简单。
因为剪力墙结构的制作和施工不需要太多的模板和脚手架,节省了施工成本。
4. 承载力大。
剪力墙结构一般采用混凝土材料制作,能够承受较大的荷载。
最后,如何优化剪力墙结构设计?要优化剪力墙结构设计需要考虑多个因素,包括设计荷载、剪力墙的厚度与高度、薄弱点的加固、墙体材料等。
在设计过程中要综合考虑这些因素,科学合理地确定剪力墙结构的尺寸、布置和材料等参数。
总之,剪力墙结构是高层建筑结构设计中一种常见的形式,比较适合于地震活跃区和大风区建筑物使用。
在设计中要在保证安全、稳定的前提下,尽可能提高建筑物的空间利用率和经济效益。
建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
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建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用剪力墙是建筑结构中常见的一种结构形式,在建筑设计中具有广泛的应用。
本文将从剪力墙的原理、设计方法和应用案例等方面进行介绍,以帮助读者了解剪力墙结构的设计应用。
一、剪力墙的原理剪力墙是一种将垂直荷载变成剪力作用的结构,通过在建筑的纵向和横向设置连续的墙体,从而在水平和竖向上增加建筑的刚度和稳定性。
剪力墙主要通过墙体在水平方向上的抗力来承担地震荷载和风荷载等外力作用。
二、剪力墙的设计方法1.确定剪力墙的位置和布置:剪力墙的位置应根据建筑的功能和结构要求来确定。
一般来说,剪力墙应布置在建筑的主要承载方向上,并尽量均匀地分布。
2.计算墙体的长度和厚度:剪力墙的长度和厚度的计算通常采用弹性力学原理。
根据结构的受力状态和荷载条件,可以确定墙体的长度和厚度。
3.选择合适的材料和构造方式:剪力墙的材料和构造方式应根据建筑的设计要求和地震设计要求来选择。
一般来说,混凝土和钢筋混凝土是剪力墙常用的材料,常用的构造方式是预制墙和现浇墙。
4.进行剪力墙的计算与验算:剪力墙的计算通常包括抗剪承载力计算、刚度计算和剪力墙与结构其他部分的连接计算等。
计算时应考虑地震荷载和风荷载等外力作用。
5.进行剪力墙的施工和监督:剪力墙的施工应符合相关的施工规范和标准。
在施工过程中应注意墙体的加固和质量控制,并进行相应的监督和检验。
三、剪力墙的应用案例剪力墙在建筑结构设计中有广泛的应用,可以用于各种类型的建筑,包括住宅、商业建筑、工业建筑等。
下面以一些典型的剪力墙应用案例进行介绍。
1.住宅建筑中的剪力墙:在多层和高层住宅建筑中,剪力墙常用于提高建筑的抗震性能。
通过在建筑的纵向和横向布置剪力墙,可以大大提高建筑的抗震能力,保护居民的生命财产安全。
2.商业建筑中的剪力墙:在商业建筑中,剪力墙可以用于增加建筑的稳定性,提高建筑的抗侧倾性能。
通过在建筑的垂直和水平方向上设置剪力墙,可以减小建筑的倾覆风险,保证商业活动的正常进行。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
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剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用剪力墙是一种常用的结构设计形式,在建筑结构设计中起着重要的作用。
它通过墙体的受剪作用来承担和传递荷载,提高建筑结构的整体抗震能力和稳定性。
本文将从剪力墙的定义、结构特点、设计方法和应用场景等方面进行详细介绍。
一、剪力墙的定义剪力墙是指位于建筑结构中的一种垂直于水平方向的墙体,通过受剪应变来抵抗横向荷载作用,承担和传递荷载,保证建筑结构的抗震能力和稳定性。
剪力墙有固定在地基上的基础剪力墙和局部剪力墙两种形式。
二、剪力墙的结构特点1. 高强度和刚度:剪力墙的墙体材料一般采用高强度钢筋混凝土或预制构件,具有较高的抗剪强度和抗弯刚度,能够承受较大的荷载作用。
2. 高稳定性:剪力墙能通过受剪作用来抵制横向荷载,从而提高结构的整体稳定性,减小变形和振动。
3. 墙体连续性:剪力墙的墙体一般连续布设,形成闭合的结构网格,增加了结构的整体刚度和稳定性。
4. 空间效应:剪力墙可以将建筑结构的荷载通过墙体传递到地基,实现了荷载的分布均匀,减小了结构局部的应力集中。
5. 灵活性与适应性:剪力墙的布置和数量可以根据实际需要进行设计调整,以满足不同的建筑结构要求。
三、剪力墙的设计方法剪力墙的设计方法主要包括墙体的选定、剪力墙布置和加劲措施的选用等。
1. 剪力墙的选定:首先需要根据设计要求和结构特点选定合适的墙体结构形式和材料,包括钢筋混凝土墙和预制构件墙等。
2. 剪力墙布置:剪力墙的布置应根据结构的荷载分布和空间布局进行合理布置,以保证各个剪力墙之间的相互作用和整体稳定性。
3. 加劲措施的选用:为了增加剪力墙的抗震能力,可以采用加劲措施,如设置剪力墙加劲槽、在墙体上设置加强筋等。
四、剪力墙的应用场景剪力墙广泛应用于各类高层建筑、桥梁和大型工业厂房等领域。
1. 高层建筑:剪力墙可以起到承担和传递荷载的作用,增加建筑结构的抗震性能,保证结构安全稳定。
2. 桥梁:剪力墙可以用作桥墩的承载单元,通过受剪作用来抵抗横向荷载,保证桥梁的稳定性和安全性。
剪力墙结构在高层建筑中的应用
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剪力墙结构在高层建筑中的应用摘要:剪力墙结构自身平面内抗侧移刚度较大,因此能够承受住大部分建筑主体所给予的水平剪力,具有很强的稳定性和刚度。
剪力墙结构的设计,需要经过精密的计算,才能保证建筑结构的水平和竖向承载能力,保障使用者的人身财产安全。
在剪力墙结构的设计阶段,需要综合考量整体建筑的功能性和稳定性,设计整体结构,再根据实际情况选择合适的参数值,计算剪力墙结构所承受的作用力,设计墙肢长度与厚度,地下室墙体结构上部选择合适的嵌固端,同时进行底部加强,确保建筑的根基稳定性。
关键词:剪力墙;结构设计;常见问题;注意事项1剪力墙结构的概述及分类1.1剪力墙的结构剪力墙即是在建筑结构中主要承载水平力的墙体,剪力墙又可以称为抗震墙、抗风墙或结构墙。
剪力墙的主要作用是为了建筑的稳定性,承载不同作用所产生的内力,保障建筑的安全性和可靠度。
因此,剪力墙的建筑材料是相对硬度较强的钢筋混凝土。
建筑中还有一些类似的混合结构、框筒结构、框剪结构等,但由于剪力墙结构有抗震性强、用钢量小、抗侧刚度大等优势,在现今的建筑结构设计中使用更为广泛也更受欢迎。
简而言之,剪力墙结构的主要用料是钢筋混凝土,剪力墙结构的主要目的是为了承载不同原因所产生的力,使建筑安全性更高。
剪力墙结构主要是竖向的钢筋混凝土墙板,在建筑领域中成为剪力墙结构,也是各个建筑物中不可缺少的结构。
1.2剪力墙结构的分类剪力墙结构由于墙体开洞的大小和是否开洞大致可分为几类:①实体墙。
实体墙是剪力墙结构中唯一一个墙体没有开洞的剪力墙。
这种实体墙也有一部分开洞,但是开洞的面积<15%,这种剪力墙如果变形一般为弯曲型。
墙体的弯矩图处并不会发生反弯和突变的现象,通常情况下墙体的水平承载能力较强。
②整体上小开口的剪力墙。
顾名思义,这种剪力墙是开洞的,开洞的面积相对来说还是比较小的,但是会>15%,整个剪力墙在发生形变的时候会变为弯曲型,整体墙面高度上一般不会有反弯点,但弯矩图的主要位置会发生突变。
关于高层建筑剪力墙结构设计分析与应用
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关于高层建筑剪力墙结构设计分析与应用摘要:从剪力墙的特点及分类入手,介绍了剪力墙结构分析的模型及方法。
并给出了相关设计的规定,最后通过工程实例对高层住宅剪力墙结构设计进行了分析。
关键词:高层住宅;剪力墙;结构设计Abstract: from the shear wall features and classification of, this paper introduces the shear wall structure analysis model and method. And the provisions of the relevant design are given, finally through engineering examples of high-rise residential shear wall structure design is analyzed.Keywords: high-rise residential; Shear wall; Structure design1 剪力墙的特点及分类剪力墙能较好的抵抗水平荷载。
《建筑抗震设计规范》将其称为抗震墙。
剪力墙能有效抵抗水平荷载,具有以下主要特点:(1)抗侧刚度大,侧移小;(2)室内墙面平整;(3)结构自重大,吸收地震能量大;(4)施工较麻烦,造价较高。
剪力墙根据是否开洞和开洞大小,可以分为如下四类:①实体墙:不开洞或开洞面积不大于15%的墙。
受力特点: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15%但仍较小的墙。
受力特点:弯矩图在连梁处突变,在整个墙胺高度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壁式框架:洞口尺寸大,连梁线刚度与墙肢线刚度相近的墙。
受力特点:弯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。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
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剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
剪力墙结构设计是建筑结构设计中的常见设计方法,通常用于高层建筑和重要工程的结构设计。
它在建筑中的应用非常广泛,并且在很多重要建筑的结构设计中占有重要地位。
剪力墙结构设计是以墙体为主体承担结构荷载的一种结构形式。
通过将墙体作为支撑体系的主要构件,来达到抵抗颠覆和抵抗横向负荷的目的。
在剪力墙结构中,墙体通常用高强度混凝土、预制板、加强砖等材料建造而成,墙体厚度一般在250mm以上。
剪力墙结构的特点是抗震性能好、刚性强、结构简单,能够有效地减小结构的重量和成本。
另外,剪力墙结构的优点还包括便于施工和维护、不占用室内空间以及能够有效地分布水平荷载。
因此,在很多高层建筑的结构设计中,剪力墙结构被广泛应用。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用不仅仅局限于高层建筑,还包括一些重要的工程和建筑物。
例如,医院、学校、电站、大型商业建筑等。
对于这些建筑来说,荷载稳定性和结构的安全性是至关重要的,使用剪力墙结构设计可以优化结构设计,提高建筑物的稳定性和安全性。
在剪力墙结构设计中,需要考虑各种因素,例如墙体的尺寸、位置和厚度,墙体之间的间隔以及钢筋等加固措施。
另外,还需要根据不同的建筑设计要求和工程条件,灵活应用剪力墙结构设计方法,来满足不同的设计需求。
总之,剪力墙结构设计是建筑结构设计中非常重要的一种设计方法,它在保证建筑结构稳定和抗震能力方面发挥着重要作用。
因此,在建筑结构设计中,应充分考虑剪力墙结构设计的应用,在确保建筑结构安全性和稳定性方面,取得最佳的设计效果。
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小高层住宅剪力墙结构设计及应用
摘要:文章主要从小高层住宅常用的结构体系和选型出发,分别简述了短肢剪
力墙设计,以及短肢剪力墙在小高层住宅中的应用,以期为相关行业提供有效的
参考与借鉴。
关键词:小高层建筑;短肢剪力墙;结构设计
一、小高层住宅常用的结构体系和选型
小高层住宅结构设计中,随着高度的增加,抵抗水平力作用下的侧向变形是
主要问题。
因此,正确的选用结构体系和合理地进行结构布置是非常重要的。
小
高层住宅的主要结构形式包括框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等,设
计上需要考虑建筑结构特点、结构受力、抗震性能等多方面因素,制定正确的设
计方案,保证建筑结构的安全稳固。
1.框架结构体系
框架结构是由梁和柱刚接而成的平面结构体系。
如果整个结构都由框架梁柱
作为抗侧向力单元,就把它称为框架结构体系。
其优点是:(1)房屋平面布置
灵活,分隔方便;(2)整体性、抗震性能好,设计合理时结构具有较好的塑性
变形能力;(3)利于建造有较大空间需求的建筑。
其缺点是:结构侧向刚度小,框架节点应力集中显著,抵抗侧向变形能力差,因此限制了框架结构的建造高度。
2.剪力墙结构体系
一般在钢筋混凝土结构中,用现浇的钢筋混凝土墙片作为抗侧力单元,并且
由实心墙片承受竖向荷载。
由于这种钢筋混凝土墙可以用于承受水平荷载,使墙
体受剪和受弯,故称为剪力墙结构。
其优点是:(1)剪力墙与建筑墙体同厚度,可避免柱外露现象,室内使用会显得比较实用,便于房间内部布置;(2)结构
整体稳定性好,侧向刚度大,抵抗侧向变形能力比较强,因此剪力墙结构的最大
适用高度比框架结构要高。
其缺点是:平面外稳定性较弱、剪切变形相对较大,
不能提供大空间房屋,建筑平面布置不够灵活。
3. 框架-剪力墙结构体系
框架-剪力墙结构也称框剪结构,这种结构是在框架结构中布置一定数量的
剪力墙,由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的结构体系。
其优点是:框架和剪力墙协同工作,框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载,同
时具有框架结构和剪力墙结构的优点,平面布置灵活,结构整体稳定性好,侧向
刚度较大等。
但是也会存在框架结构和剪力墙结构的缺点,在结构设计中我们要
充分认识,扬长避短。
二、短肢剪力墙设计
1.设计原则
在小高层住宅的结构设计中,沿着主轴方向或者其他方向进行双向的布置成
为剪力墙结构设计中通常需要遵守的设计原则。
针对于高层建筑的抗震设计,剪
力墙最好避开单向的布置。
对于剪力墙的结构设计来说,剪力墙应该遵循尽量简
单的设计原则,避免过多的复杂设计,除此之外,剪力墙的竖向分布应该保持力
度分布的均匀。
由于建筑平面布置的需要,局部剪力墙的墙肢长度无法达到一般
剪力墙的要求,那我们就需要做成短肢剪力墙。
根据《高层建筑混凝土结构技术
规程》相关规定: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。
其中在抗震设计时,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.短肢剪力墙的结构设计
在剪力墙结构设计中,当剪力墙的墙肢截面厚度不大于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,我们就认定这是短肢剪力墙。
对短肢剪力墙的截面设计,要进行受压、受弯、受剪计算,还应通过正截面
偏心受压、偏心受拉的计算,在集中荷载作用下还应进行局部受压承载力计算。
在满足最小配筋率的前提下,确定墙肢端部的受力钢筋,即约束边缘构件或构造
边缘构件的纵筋,由斜截面抗剪计算出墙肢腹板水平分布钢筋。
3.连梁的设计
当梁的跨高比小于5时,按连梁进行设计;跨高比大于5时,按框架梁进行
设计。
连接墙肢与墙肢的连梁,其所受内力往往很大,容易产生对结构不利的脆
性破坏,对结构的安全性有很大影响。
另外,由于短肢剪力墙的刚度相对较小,
使连梁受剪破坏的可能性增大,因此,设计中应避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏,连梁应进行斜截面受剪承载力计算,满足强剪弱弯的要求。
对于个别连梁因其跨
度小,刚度很大,地震作用下允许连梁局部开裂,可将连梁的刚度予以折减,我
们对连梁刚度的折减系数一般在0.5~1.0之间取值,抗震设计的连梁弯矩及剪力
也可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。
若在内力计算时已经折减连梁的刚度,则调幅的范围应当受到限制或不再进行调幅,以避免在使用状况下连梁中裂缝开
展过早、过大。
当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位连梁和墙肢的弯矩设计
值应相应提高。
连梁还可以采用菱形配筋以及在连梁中设置斜向交叉暗柱或是斜
向加设斜向型钢的方法来提高连梁的延性。
4.短肢剪力墙的配筋
短肢剪力墙除了要按结构计算进行配筋外,还应满足相关规范对短肢剪力墙
的构造配筋要求。
短肢剪力墙的侧向刚度介于异形框架柱和普通剪力墙之间,以
轴向力为主,弯矩为辅。
跟异型框架柱和普通剪力墙结构一样,短肢剪力墙在设
计时也要加强边缘构件的配筋。
根据有关试验结果表明,建筑平面外边缘及角点
处的墙肢、底部外围的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙的抗震薄弱环节。
当有扭转
效应,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,结构将以整
体弯曲变形为主,底部外围的小墙肢,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;由于短肢剪力墙的墙肢刚度相对减小,使
连梁受剪破坏的可能性增加。
因此,在结构设计中,对短肢剪力墙的这些薄弱环节,更应加强概念设计和抗震构造措施。
三、短肢剪力墙在小高层住宅中的应用
随着市场经济的飞速发展,我国住宅建设也有了翻天覆地的变化,住宅消费
已成为我国经济增长的重要模块。
由于生活质量的提高,人们对住宅的要求也相
对提高,从设计、空间、环境、装修、材质、价格等等多方面都有了鲜明的层次
要求。
因此,实用、灵活舒适、造价低、抗震性能较好的短肢剪力墙在小高层住
宅的应用愈加流行。
以下就是短肢剪力墙在民用建筑中的应用实例。
本小高层住宅建设地点位于广东省阳春市,地上13层,地下1层,建筑高度40.8米,抗震设防烈度为6度,地震加速度为0.05g,场地类别为2类,基本风
压0.7KN/m2。
采用剪力墙结构形式,剪力墙抗震等级四级。
下图为该住宅剪力墙平面布置图,其布置原则为沿房屋纵横两个方向要均匀、对称布置,使结构的刚
度中心和质量中心尽量接近,剪力墙尽量布置在房屋的端部、平面形状变化处以
及楼(电)梯处,以减小结构扭转。
为满足建筑平面布置,本栋楼局部采用了短
肢剪力墙,剪力墙均布置在相应的建筑墙体位置上,没有影响到室内的正常使用,在经过多次试算调整后,各项计算结果如:侧向刚度比、抗剪承载力之比、扭平比、层间位移角等主要参数均在规范要求的控制范围内,其平面布置是合理的。
四、结束语
为了符合人们对现代住宅的观念要求,体现中国建筑行业的发展水平,越来
越多的小高层住宅建筑在结构上都会局部采用短肢剪力墙,不仅能够满足建筑的
抗震性要求,还能确保建筑功能的整齐美观,很大程度上提升了生产经济效益。
随着经验的不断积累和技术的不断升级,短肢剪力墙在高层建筑领域的应用前景
将会更加广泛。
参考文献:
[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010
[2]高层住宅剪力墙结构设计问题探讨[J].徐斌斌.科技风.2017(05)
[3]小高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅析[J].李长朴,徐溪雪.科技创业
家.2015(24)。