高层建筑剪力墙结构设计几点体会
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析

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。
高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析

行确定 的 , 在实 际的工程 中 , 有很多构 件还是很 难满足 的 , 同时还 小墙肢 , 如果 在建 筑设 计 中, 出现了独立 的小墙肢 , 就 会加 大建筑
在建 筑设计 中, 要运 用合 并 洞 口来对 建 需要加强对构件 的合 理布 局 , 如果 布局不 合理 , 就 会导 致产 生扭 施工的难度 系数 。因此 , 转 变形 , 那么楼层 问 的位移 就很难 达 到要求 。所 以, 相 对高 层建 筑剪力墙进行合 理 的布置 , 进 而避免 使用 独立墙 肢 , 降低 施 工 的 要保障剪力墙 的整 体刚度 , 在施 工过程 中, 如果 筑来说 , 不能简单 的只是利用 楼层 问 的位 移来进行 竖 向构 件刚度 难度系数 。最后 , 的确认 , 同时还需要 尽可能的减少扭转变形 。
筑 中剪力墙的结构设计要点进行 了详细分析 , 以有效保证建筑 工程的施工质量。 关键词 : 剪 力墙 , 结构设计 , 高层建筑 , 剪 力系数
中图分类号 : T U 9 7 3 文献标识码 :
在对剪力墙 的结 构设 计 中, 不仅 需要 符合 相 关规 定 , 还需 要
底部 承受 的地震倾覆力 比一定要不大于 1 : 4, 这样不但能够将结构 定要 达到建筑本 身的要求 , 找到建 筑 自身的 曲线 , 再对 其进 行 规
自身的重量减小 , 并且还能减少地震所带来的损害 , 可节约成本 。 则性 的布置。在对其进行布置 的时候 , 除 了要考虑 建筑竖 向的承 2 ) 调整楼层 间最大位 移与 层高 之 比方 面的原 则 。在 对规 范 载构件 的布置 , 还要 考 虑建筑 结构 的对 称性 , 进 而避免 建筑 在 受 规定 的最大楼层 问的位移进行计算 时 , 假 如建 筑所处地 区出现地 到水平地震力的时候 , 发生扭转效应 。 震的情况 比较多 , 对楼层 的标准值 在进行计算 时可 以将 结构 的整 对 剪力墙结构进行 合理 布置 , 首先 , 要慎 重 的选择 短 肢 的剪 体弯 曲变形进行保 留 , 在 以弯 曲变 形为主 的建筑 中需 要计入 扭转 力墙结构 , 这样不 仅能 够对 建筑进 行灵 活 的布置 , 还 能够 有效 的
浅论高层民用建筑剪力墙结构设计

浅论高层民用建筑剪力墙结构设计作者:牛佳川来源:《价值工程》2013年第33期摘要:随着经济建设的发展以及建筑业的迅猛发展,对于民用建筑的要求也就越来越高。
本文针对高层民用建筑剪力墙结构设计进行简单的讨论。
Abstract: With the development of economy and construction industry, there are higher requirements for the civil building. This article discusses the shear wall structure design of high-rise civil buildings.关键词:民用建筑结构;剪力墙;结构设计Key words: civil building structure;shear wall;structure design中图分类号:TU398+.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)33-0095-020 引言随着科技的进步以及建筑业的日益发展,对于民用建筑的要求也在日益提升,但是建筑结构的稳定性是保证质量的基础,也是建筑结构设计等方面的一个要求,尤其是建筑结构安全性能以及抵抗自然界比较严重的自然灾害情况。
这就要求注重高层建筑中的建筑结构运用和结构设计方面的要求。
作为高层民用建筑剪力墙的结构设计无疑成为人们对于高层民用建筑结构设计重视的一个方面,下文就高层民用建筑剪力墙结构设计方面进行简要讨论。
1 高层建筑剪力墙结构的概念设计高层民用建筑物要受到垂直和水平两个方向的力量,所以在建筑结构的设计中所需要考虑的稳定因素,不仅仅是水平与垂直两个方向的力量,还要考虑抵抗自然界中由于地球板块摩擦而产生自然原因的震动,但是由于低层建筑中水平方向的力量能够产生的变形以及整体位置移动的情况可能比较小,所以一般设计中不会加以考虑,但是在高层民用建筑中,就是要应用剪力墙结构来对抗可能将高层建筑整体稳定性造成损害的力量,因为剪力墙不仅能够承载比较强的水平以及竖直方向的力量,还能加大楼体的稳固性能,在震动的情况下,也不容易发生变形,同时剪力墙结构因为是整体承担重力,不需要借助于其他结构共同承担力量,所以不容易变形,也不会有外在结构暴露,对于房间整体的外观,不仅具有美观性,也利于后期的美观装修设计。
高层建筑剪力墙结构设计的探讨

高层建筑剪力墙结构设计的探讨摘要:剪力墙设计是高层住宅建筑的关键环节,其设计的合理性直接关系到整个建筑结构的受力性能与抗震性能。
但是剪力墙结构设计受到的影响因素比较多,要完成一项优秀的设计具有一定的难度,因此要协调好各个方面的因素,灵活运用规范的要求,不断的优化设计,特别是合理进行连梁的设计、剪力墙配筋设计及边缘约束构件设计,使得剪力墙结构更为合理、更为安全、更为经济。
本文介绍了高层建筑剪力墙的特点以及分类,探讨了高层建筑剪力墙结构设计要点。
关键词:高层建筑剪力墙结构设计特点分类中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:引言:随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快,城市规模不断增大,人口不断增加,使得城市住房建设用地高度紧张,新建高层建筑是城市发展的必然趋势。
剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点,被广泛应用于现代高层建筑中,尤其是高层剪力墙住宅。
但对剪力墙位置的具体布置、截面形状和尺寸等是否合理,相关的规范没有明确的规定,通常是由结构工程师根据经验来设计的。
因此,在结构设计过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况,造成一定的浪费或结构安全性不够等。
一、高层建筑剪力墙的特点以及分类剪力墙是一种用来抵抗侧向力的比较好的单元,它可以是完全由剪力墙来抵抗侧力的一种剪力墙结构,也可以是和框架共同组成的框架-剪力墙结构。
剪力墙具有比较大的刚度,在结构中通常承受大部分的水平力,成为一种比较有效的抗侧力的结构构件。
在地震区的高层建筑中,设置剪力墙或者剪力墙核心筒可以很好的改善建筑的抗震性能。
剪力墙根据是不是开洞以及开洞的大小可以分为以下几个类型: 1、实体墙所谓实体墙就是指没有开洞或者开洞的面积小于整个墙体面积的15%。
其受力的特点是就像一个悬臂墙。
它的弯矩图既没有突变,也没有反弯点,整个墙体的变形是以弯曲型为主。
2、整体的小开口剪力墙这主要是指开孔的面积虽然大于整个墙体面积的15%,但是仍然属于小面积开孔的墙体, 其受力的特点就是弯矩图在连接梁的地方发生突变,在高度上没有反弯点,或者是仅仅在个别的楼层才有反弯点。
高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点

高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点随着社会进步,剪力墙结构作为高层住宅常用的一种结构形式,广泛应用于目前高层住宅建筑。
本文从剪力墙的基本概念及特点出发,对高层建筑剪力墙结构中的设计要点做出了分析总结,并简要阐述了优化设计的要点。
标签:高层建筑;剪力墙;结构设计一、前言合理的建筑结构有助于提高建筑质量,为社会带来经济效益。
在设计过程中设计施工人员应该按照设计规则进行设计。
对于剪力墙结构来说,准确掌握剪力墙设计的重点、要点才能最大限度的发挥作用,保证房屋质量。
二、剪力墙基本概述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,承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,這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。
这种结构在高层房屋中被大量运用。
剪力墙截面特点是墙肢长度远大于厚度,自身平面内具有很大的刚度和承载力,平面外刚度和承载力都相对较小。
墙肢属于偏心受压或偏心受拉构件。
同时在剪力墙结构中,墙是一个平面构件.它除了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,其受水平力作用时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须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。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构,除了承受楼板传来的竖向荷载外,还承受风荷载和水平地震作用。
剪力墙结构的抗侧刚度大,在水平力作用下的侧移较小,承载力较大,且整体性能较好。
通过合理设计,能够加强剪力墙的抗震性能,并增加剪力墙的延性。
由于剪力墙承载能力大,侧向变形小,其具有一定的延性,在地震中均表现出不俗的抗震性能。
但是剪力墙的间距一般较小,平面布置尚不够灵活,建筑空间也受到了一定的限制。
对于商住一体的高层建筑,商用部分可采用框支梁、框支柱来进行转换,扩大商用的建筑空间。
三、高层建筑结构设计的特点1.水平荷载:剪力墙结构的设计主要是针具水平荷载而进行的,水平荷载成为了决定性的因素。
建筑结构设计中剪力墙结构设计要点

建筑结构设计中剪力墙结构设计要点摘要:作为常见的建筑形式,剪力墙结构因自身良好的抗风性能和抗震性能在建筑工程当中得到了广泛的运用,为了充分发挥出剪力墙结构的优点,必须高度重视结构设计问题。
设计人员首先应该针对剪力墙结构进行充分分析,结合工程需求提出优化措施,考虑到影响剪力墙结构的要素众多,必须综合考量,结合工程实践完成设计方案调整,发挥剪力墙结构的应有之用,文章将以此作为切入点进行深入分析。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用分析0引言通过与传统墙体结构的比较,剪力墙结构在承载能力和抗震性能方面表现优良,保证了结构的稳定性,同时也营造了更加安全的居住环境。
剪力墙结构设计包含的内容多样,设计过程中需要根据工程实践分析结构设计当中的常见问题,结合工程经验,通过优化设计保证剪力墙结构性能的发挥。
设计人员是影响建设效果的关键所在,为此设计之前就应该针对其应用流程进行全面掌握,同时明确重点难点问题,以优化措施发挥最大的潜力墙结构优势。
1. 剪力墙的使用原则1.1 剪力墙结构设计原则要保证建筑墙体的安全性,必须在剪力墙结构以及结构形式的基础之上进行分析,找出针对性的解决方案,刚接形式的结构设计能够满足楼面横截面积小的情况,具有减少墙肢平面外弯矩的效果,能够提高整体的承重能力。
横向和纵向结构分化设计当中,需要从整体角度进行考量。
剪力墙在高层建筑当中的作用尤为突出,作为一个竖向构件,在建筑中充当着抵抗策略的角色,同时也承受着竖向负重以及横切面的负重,如果采用剪力墙组成受力墙面结构,剪力墙墙体就能够承担所有负重,对整个建筑工程影响很大。
为了发挥出剪力墙设计的最优作用,首先应该合理认识剪力墙的作用,布置方式采用沿中心轴方向双向布置,如果建筑抗震要求高,可以采用双向剪力墙设计方法;墙体的形状同样也会对剪力墙的使用设计产生一定的影响。
在设计过程中应保持受力均匀,保持受力对称,保证剪力墙中心和墙的结构中心相近,使剪力墙的效果最大化。
浅谈高层建筑的剪力墙体系结构设计

浅谈高层建筑的剪力墙体系结构设计作者:陶世伟来源:《建材发展导向》2013年第06期摘要:在建筑设计过程中,高层建筑设计有着特殊的要求,因此我们需要对高层建筑的剪力墙体系结构设计进行相应的探讨。
通过分析剪力墙的特点以及它的受力状况,从而设计出比较科学的剪力墙结构,保证高层建筑的安全性。
但是在现实中,许多设计人员没有重视剪力墙的机构设计,使得高层建筑质量存在比较大的风险。
关键词:高层建筑;剪力墙;体系结构;设计随着我国国民经济的发展,人民生活水平的提升,越来越多的人开始重视高层建筑的结构质量。
因此加强高层建筑剪力墙体系结构设计,有着非常重要的现实意义。
尤其是近些年来,随着房价的不断攀升,人们不仅关心房价,更关心与房价相匹配的房屋质量。
剪力墙的设计是建筑设计的重要部分,它承担着高层建筑只能够的垂直和水平方向上的各种荷载引起的内力,从而保证建筑墙体的质量水平。
1 高层建筑剪力墙的受力特点剪力墙一般具有比较好的抵抗水平载荷的能力,所以它在建筑防震上具有非常好的作用。
高层建筑剪力墙有着自身独特的特点,例如,它的抗侧刚度比较大,侧移比较小;结构自重大,吸收地震能量就会增大。
除此之外,还包括室内的墙面平整、施工程序复杂,工程造价高等特点。
1.1 结构延性。
对于高层建筑来说,它的结构在设计时数据要更加准确,从而保证建筑的安全性。
相对于底层建筑结构来说,高层建筑的结构柔和性比较好。
如果遇到比较大的地震或者震动时,它的自我变形就会增大。
但是为了更好的保证建筑的安全性,需要加大对建筑塑性的测试,在建筑结构的设计中需要采取相应的措施,从而提升建筑结构的延性,为其设计数据提供科学依据。
1.2 轴向变形。
在对高层建筑的轴向变形进行设计时,设计人员应该要明确建筑结构状况。
通常情况下,建筑结构的竖向载荷会随着建筑物的高度增加而增加,两者呈现一种正比例的关系。
这样就会导致连接柱的轴向变形增大,最终会影响到连续梁的弯矩。
同时也会影响到预制构件下料的长度。
高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计问题

高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计问题探讨[摘要] 本文针对目前应用广泛的剪力墙结构体系,对照规范对剪力墙的具体要求,结合工程实际,给出高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计中常见问题的解决办法。
[关键词] 剪力墙连梁边缘构件位移周期刚度1剪力墙设计的基本要求剪力墙结构中,剪力墙的布置宜沿主轴双向布置,剪力墙墙肢截面宜简单、规则。
在设计时,剪力墙的布置应遵循“八字方针”,既“对称、均匀、周边、连续”,应尽量避免出现剪力墙竖向不连续。
剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁。
较长的剪力墙宜开设洞口,将其分成长度较为均匀的若干墙段,墙段间宜采用弱连梁连接,每个独立墙段的总高度与其截面长度之比不应小于2,墙肢截面长度不宜大于8m。
2 剪力墙设计中几个重要问题2.1 连梁设计要求剪力墙开洞形成的跨高比小于5的梁,称为连梁。
因为连梁跨高比较小,竖向荷载下的弯矩所占的比例较小,它主要承受风荷载和水平地震作用。
在水平荷载作用下,墙肢发生弯曲变形,使连梁端部产生转角,从而使连梁产生内力,同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形,对墙肢起到一定的约束作用,改善墙肢的受力状态。
因此连梁对于剪力墙结构尤其重要,它在起到连接墙肢作用的同时,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
在剪力墙结构中,设计时应遵循强墙弱连梁、强剪弱弯的原则,即连梁要先于墙肢屈服,连梁和墙肢均应为弯曲屈服。
对剪力墙结构,连梁是主要的耗能构件,其延性大小对整体结构的安全至关重要。
因此设计中,要尽可能地提高连梁的延性,保证连梁的延性系数。
通过加强连梁的构造措施,可以有效提高连梁的延性,如控制连梁的纵向受力钢筋的锚固长度;控制连梁箍筋的最小直径和最大间距;保证连梁两侧水平钢筋的设置等均可提高连梁的延性。
设计中即使按有关规范取用最小刚度折减系数,还是会经常出现连梁抗剪能力不满足规范要求,这主要是部分连梁跨高比较小,刚度较大,造成连梁剪力过大,致使连梁抗剪能力不满足规范对连梁剪压比限值的要求。
探究高层建筑结构设计中剪力墙结构的设计要点

区域治理前沿理论与策略探究高层建筑结构设计中剪力墙结构的设计要点黄峰(合肥市新站区高新技术产业开发区七里塘社区建设管理办公室,安徽 合肥 230000)摘要:本文从剪力墙的结构以及具体的设计原则出发,分别从剪力墙体、剪力墙结构、剪力参数、连梁、转换层等方面,具体阐述在高层建筑中,剪力墙设计节。
关键词:高层建筑;结构设计;剪力墙结构;设计要点当前人们对建筑物的质量越来越关注,尤其在高层建筑中,当建筑的层数增加时,剪力墙需要承受更大的竖向和水平荷载,良好的结构设计可以提高结构的稳定性,增强结构的抗震效果。
因此,研究高层建筑设计中剪力墙结构的设计要求对建筑质量的提高具有重要意义。
一、高层建筑设计剪力墙结构的介绍1剪力墙结构概述在高层建筑的设计中,常应用到剪力墙结构的设计,其对专业性的要求较高。
剪力墙结构在高层建筑中,应根据建筑的施工技术以及整体结构,与钢筋、混凝土等材料之间融合应用,提高建筑墙体的稳固性。
剪力墙结构能够提高建筑的抗震系数,同时还能满足人们对现代建筑的审美观念。
剪力墙可合理应用建筑空间,最大限度满足当前人们对高层建筑的空间需求。
例如:剪力墙通过和建筑墙体、结构以及上层楼板之间形成的压力作用,组合成各种复式结构,实现了高层建筑对空间的最大化利用。
2剪力墙的设计原则剪力墙作为高层建筑当中重要的受力部分,为提高建筑的安全系数,在其设计环节应遵循如下原则:首先,科学调整建筑楼层的位移和高度之间的比值。
在剪力墙的设计中,为降低高层建筑的形变量,可按照楼层、层高与各楼层之间的最大位移值之间的比例对楼层的高度进行调整。
其次,对剪力墙的高度与跨度之间的比值科学调整。
为保障高层建筑的剪力墙性能,可根据建筑的功能,对剪力墙的高度和跨度比合理设计。
最后,将各个楼板间剪力系数最小化作为设计原则。
在高层建筑的设计中,常使用数字建模技术科学计算建筑物的承受能力,进而提高结构的承载力与抗震能力。
计算出剪力墙和各个楼板之间的最小剪力系数,能减小建筑对自身的荷载能力,降低建筑重量,从而提高建筑的质量,降低施工成本[1]。
高层建筑的剪力墙体系结构设计探讨

高层建筑的剪力墙体系结构设计探讨摘要:剪力墙体系结构是建筑施工的重要组成部分,其设计的好坏,很大程度上影响着整个建筑施工的质量,决定着建筑施工投资成功与否。
本文分析了高层建筑物的受力特点和剪力墙结构设计的基本原则,主要对高层建筑的剪力墙体系结构设计进行探讨,供大家参考。
关键词:高层建筑剪力墙体系结构设计设计探讨中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:1 前言在高层住宅结构的设计中.剪力墙结构体系的选用非常普遍而对于建设量大面广的高层建筑住宅而言.如果剪力墙结构的设计达不到标准要求.不仅不能够有效发挥剪力墙结构的抗和稳定震作用.还会造成较大的经济损失。
对此,作为结构设计工作者.就要通过对剪力墙结构设计的不断研究.对设计当中的问题进行处理和解决,进而有效促使剪力墙结构与建筑结构的有效设计和结合。
2 高层建筑物的受力特点对于高层建筑而言,越高所承受的竖直压力就越大,水平风荷影响也越大,所承受的外力主要就是水平和垂直方向。
对于比较低的建筑来说,高度较低,地基面积较大,相对而言所受的风荷及地震影响就很小,在高层建筑上,水平荷载产生的倾覆力会很大,设计人员主要考虑的问题是水平荷载,轴向变形及结构延性等方面。
2.1水平载荷建筑物的高度达到一定数值后,它们在竖直方向上承载的荷载变化量并不大,所承受的风荷载以及地震作用的水平荷载会呈现一定的规律性,建筑物的结构特性不同,风荷载及地震水平荷载则会随之发生较大变化。
2.2轴向变形建筑物越高,竖向荷载越大,竖向荷载越大,连接柱中的轴向变形就会越大,相应的,连续梁的弯矩所受影响就会越大,预制构件的下料长度也会受影响而有所改变,由此可见,在施工时必须计算出轴向变形值,并及时调整下料长度。
2.3结构侧移高层建筑的结构设计关键之一是结构侧移的控制,楼房越高,水平荷载下结构的侧移就会越大,对于楼房的稳定性威胁也就越大,因此,高层建筑物的结构侧移一定要严格控制,以确保楼房的稳定性。
高层建筑剪力墙结构设计的探讨

高层建筑剪力墙结构设计的探讨摘要:剪力墙结构的特点就是其结构的整体性好、刚度大、用钢量少、抵抗侧向变形的能力强、抗震能力强,而合理的剪力墙结构设计能够塑造出良好的变形能力。
因此,剪力墙结构的建造高度高于框架结构,在现代高层建筑中,很多房间的分隔墙多,而现浇的剪力墙结构,能够很好的将隔墙与承重墙合二为一,相对来说更加经济。
本文探讨了高层建筑剪力墙结构设计。
关键词:高层;建筑;剪力墙;结构设计中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:剪力墙结构是由一系列的竖向纵、横墙和平面楼板所组成的空间结构,除承受楼板传来的竖向荷载外,还能承受风荷载及水平地震作用,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。
这种结构在高层房屋中被大量运用。
剪力墙截面特点是墙肢长度远大于厚度,自身平面内具有很大的刚度和承载力,平面外刚度和承载力都相对较小,墙肢属于偏心受压或偏心受拉构件。
同时在剪力墙结构中,墙是一个平面构件,它除了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,其受水平力作用时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须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。
一、剪力墙设计中的基本原则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肢长与厚度的比值,当比值≤3 时可按柱设计,当比值在3 到5 之间时可视为为异形柱,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。
高层建筑剪力墙结构设计论文(1)

高层建筑剪力墙结构设计的探讨摘要:框架剪力墙结构是高层建筑中的常用结构, 文章通过工程实例, 从结构布置, 计算方法, 设计参数取值以及剪力墙连梁设计等阐述高层建筑框架剪力墙结构设计中应注意的问题及采取的措施。
关键词:高层建筑框架剪力墙连梁抗震措施中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:前言剪力墙结构刚度大, 整体性好, 用钢量较省, 在高层住宅、旅馆等居住性建筑中, 居室和客房均为小房间, 分隔墙较多。
采用现浇剪力墙结构, 可以将承重墙与分隔墙合二为一, 相对来说比较经济。
另外, 室内较框架结构简洁, 没有露梁、露柱现象。
外形美观, 便于室内布置, 使用功能更好, 且增大了使用面积。
因此受到了开发商和业主的广泛欢迎。
剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成。
其结构承载力及刚度都很大, 侧移变形小, 抵抗水平侧移能力强。
经过合理设计可做成抗震性能很好的延性剪力墙, 无论在非地震区及地震区都很适用。
一、结构布置剪力墙结构中竖向荷载、水平地震作用和风荷载都由钢筋混凝土剪力墙承受。
所以剪力墙的布置应在满足建筑使用要求的前提下, 沿结构的主要轴线, 尽可能地规则拉通对称布置。
既要考虑便于梁板等承担竖向荷载的构件的布置, 又要尽量使结构刚度对称, 减少偏心, 从而减少扭转效应的影响。
同时, 应注意以下几个问题: 1避免出现独立小墙肢《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3- 2010) 中规定: “矩形截面独立墙肢的截面高度hw 不宜小于截面宽度bw 的5 倍。
”一旦出现上述情况, 对墙肢轴压比、配筋等都有严格的限制, 设计施工都比较困难。
在实际设计中, 独立小墙肢基本上可以通过合并洞口等方法消除, 或合理布置剪力墙, 使小墙肢成为墙体翼缘, 其受力状态明显好于独立小墙肢, 仅适当加强配筋即可。
2谨慎采用短肢剪力墙结构近年来兴起的短肢剪力墙结构, 既有利于建筑的灵活布置, 又可进一步减轻结构自重, 比较受业主欢迎。
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 。
高烈度区剪力墙结构设计体会

高烈度区剪力墙结构设计体会发表时间:2020-10-22T08:59:09.000Z 来源:《防护工程》2020年17期作者:何伟[导读] 当满足中震作用下竖向构件承载力不屈服条件时,超出的幅度可进一步放宽,但不应大于10%。
实地集团柴炬建筑设计院广东省广州市 510000摘要:在8度及以上高烈度地区,由于地震作用较大,导致高层住宅楼中的剪力墙结构设计经常存在各种问题,诸如位移角限值难满足,不同构件存在或多或少的超筋现象,设计难度较大。
为此,本文以海口8度半地区为例,重点分析上述问题,为广大工程设计人员提供一些参考及借鉴。
关键词:高烈度地区;剪力墙面外设计;含钢量1.高烈度地区剪力墙关键设计参数1.1、连梁刚度折减系数:根据《高规》5.2.1,高层建筑结构地震作用效应计算时,可对剪力墙连梁刚度予以折关系,折减系数不宜小于0.5。
当地震作用较大时,由于连梁刚度相对剪力墙体较小,而承受内力很大,配筋困难。
故在不影响竖向荷载承载能力下,允许其开裂,故将刚度折减,低烈度可取0.7,高烈度下可取0.5左右。
一般设计人即按本条来折减连梁刚度,用于计算结构指标及承载力,而实际上,该系数在计算指标和构件承载力时可取不同系数。
在《抗规》6.2.13的条文说明中,第2条提及“计算地震内力时,抗震墙连梁刚度可折减;计算位移时,连梁刚度可不折减”。
这就意味着在算结构宏观位移角时,可采用不折减模型,从而增大结构刚度,减小结构侧移,从而更容易满足位移角限值;1.2、周期折减系数:根据《高规》4.3.16,计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。
其4.3.17第4条对剪力墙结构可取0.8~1.0。
本条是针对所有6~9度区的结构而言,显然对于6~9度区的同一户型,地震力从小到大,由于位移角限值要求,其剪力墙的布置也是从少到多,从而相应隔墙布置是从多到少,故而该折减系数也是从0.8~1.0。
高层建筑剪力墙结构设计

浅谈高层建筑剪力墙结构设计摘要:由于应用普通的剪力墙结构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:剪力墙结构;位移;转角窗;细部的构造措施一、前言多年来剪力墙结构在住宅、公寓和旅馆应用非常广泛,其优点是刚度大,整体性好,在水平力作用下位移小,这种结构的竖向承重构件主要由钢筋混凝土墙体来承担,这种墙体有较强的抵抗风和地震作用传来的水平力(剪力)的能力,因而有更好的抗侧力能力,可建造层数较多的建筑。
随着市场竞争的日益激烈,原材料的上涨,经济性的要求也在不断的加强,其剪力墙的缺点也暴露出来:(一)由于剪力墙结构抗侧力刚度较大,使得其结构自振周期变小,引起较大地震反应;从而上部结构配筋相应增加,这增加了造价;(二)由于钢筋混凝土墙体较多,使得建筑物自重增加,增加了基础的费用。
上部墙体均为双层双向配筋,增加了钢筋用量;(三)墙体间距的限制,空间灵活性较差;(四)由于墙肢较长,墙肢轴压力很小,无法充分发挥墙肢的承载能力;(五)剪力墙墙体多为构造配筋,使得钢筋材料利用率很低。
二、结构设计分析(一)剪力墙结构刚度大,整体性好。
在高层住宅中,开间均较小,分隔墙较多,采用现浇剪力墙。
可将承重墙减少,比较经济。
另外,剪力墙外观整齐,没有露梁、露柱现象,便于室内布置,因此在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。
(二)剪力墙结构设计中应注意的问题,剪力墙结构的抗侧刚度大,结构周期小,地震响应大:剪力墙结构墙体越多,建筑物的重量越大,地震反应也大,会造成浪费:另外,剪力墙结构墙体多为构造配筋,如果配筋率太低,则结构延性差。
(三)结构位移的控制最大层间位移角(应≤l/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)。
高层建筑剪力墙结构设计中一些常见问题论文

高层建筑剪力墙结构设计中一些常见问题的探讨摘要:针对高层建筑结构设计常见的一些问题,重点分析和讨论:1)高层建筑的嵌固条件及部位;2)确定抗震墙厚度时,应综合运用规范规定的抗震墙构造最小高厚比限值和高层规程附录d稳定计算公式;3)抗震墙底部加强部位应该按不同的受力情况和墙肢剪跨比,设置不同的约束边缘构件,约束边缘构件长度宜根据相对受压区高度ξ确定更合理。
4)对剪力墙结构连梁超筋的情况进行分析和解决方法。
关键词:抗震等级嵌固部位墙体稳定约束边缘构件连梁中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a 文章编号:1、高层建筑的嵌固部位多数单塔或多塔高层建筑带有面积较大的地下室及层数不多的裙房,裙房可能相连形成大底盘。
《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)规定,高层建筑地下室结构满足一定条件时,地下室顶板可作为上部结构的嵌固部位。
若不满足规范要求,可将嵌固部位设置在基础顶面。
嵌固在地下室顶板的条件及要求:地下室顶板必须具有足够的平面内刚度,以有效传递地震基底剪力。
地下室顶板应避免开设大洞口;其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜小于c30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。
结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。
地下室结构的相关范围一般可从地上结构(主楼、有裙房时含裙房)周边外延不大于20m。
地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点除应满足抗震计算要求外,尚应符合下列规定之一:地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍,且地下一层柱上端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。
地下一层梁刚度较大时,柱截面每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应每侧纵向钢筋面积的1.1倍;同时梁端顶面和底面的纵向钢筋面积均应比计算增大10%以上。
(5)裙房与主体结构相连时,其嵌固部位应随同主体结构,且应满足嵌固的有关要求;裙房与主体可采用不同基础结构,但应加强连接,保证在地震作用下共同工作。
钢筋混凝土高层建筑结构的设计体会

文章编号:1009 6825(2002)12 0031 03钢筋混凝土高层建筑结构的设计体会收稿日期:2002 10 20作者简介:马 福(1962 ),男,1983年毕业于太原工学院工民建专业,硕士,高工,一级注册结构师,王孝雄建筑设计事务所,山西太原 030024马 福摘 要:从重要部位的延性,整体稳定性,框架柱截面选择,剪力墙、地下室外墙设计,楼板配筋等方面论述了如何保证高层建筑的结构耐久性和稳固性,总结了在钢筋混凝土高层建筑结构设计工作中积累的一些经验和体会。
关键词:高层建筑,混凝土结构,整体稳定性,框架柱截面中图分类号:TU318文献标识码:A1 提高结构重要部位的延性,防止截面钢筋超配1 1 要使高层建筑在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力,最理想的办法是使结构中所有的构件都具有很高的延性。
然而在实际工程中很难完全做到这一点,比较经济的办法是有选择有重点的提高结构中重要构件或某些构件中关键部位的延性。
在结构竖向,对于刚度沿高度均匀分布的、体形较简单的高层建筑,应着重提高底层构件的延性;对于大底盘高层建筑,应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性;对于不规则立面的高层建筑,应着重加强体形突变处楼层构件的延性;对框支结构,应着重提高底层或底部几层框架的延性。
在结构平面位置上,应该着重提高房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性;对偏心结构,应加大房屋周边特别是刚度较弱一侧构件的延性;对具有多道抗震防线抗侧力构件,应着重提高第一道抗震防线构件的延性。
1 2 要使结构能进入弹塑性状态,并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震,从而达到 中震可修、大震不倒 的设防目标,就必须做到 强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件 ,才能使结构在进入弹塑性状态后形成合理的延性较大的屈服机制。
在强震作用下,结构的内力是按照各构件的实际承载力进行分配的,而构件实际承载力的大小和构件截面的实际配筋有关。
建筑工程设计中的剪力墙结构设计分析

建筑工程设计中的剪力墙结构设计分析摘要:在社会经济发展的当下,人口基数不断增加,土地资源日益匮乏,建筑工程项目中高层建筑的比例逐渐提升,同时人们的建筑工程质量安全意识也逐步提升,基于此,建筑工程设计人员必须不断提升自身的剪力墙结构设计能力,全面提升建筑工程的质量安全,以满足建筑使用者的需求。
本文就此展开了论述,以供参阅。
关键词:建筑工程;剪力墙;结构设计引言建筑工程的结构设计十分重要,而其中的剪力墙的结构设计更是重中之重。
我国建筑行业的企业和部门必须重视起来剪力墙的结构设计工作,发现目前我国建筑工程设计中的剪力墙结构设计中出现的问题,然后加以解决。
在进行剪力墙的结构设计时,要考虑设计的可操作性和实际性,还有施工方式对设计可能造成的影响。
而在施工时,需按照结构设计来施行,同时,对于设计中不符合实际的地方,应及时反馈调整。
目前我国的建筑工程结构设计和施工中还存在一些问题,严重影响建筑工程的质量和安全,因此必须对其进行分析和改进。
1剪力墙结构概述在建筑工程结构中,剪力墙结构指的是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
剪力墙承担上部竖向荷载的同时也能对水平作用力起到极好的抵抗,并且其也可以对建筑空间进行分割。
在剪力墙结构中,对于竖向荷载、风荷载和水平地震的主要受力构件就是剪力墙,可以提升建筑结构稳定性,降低因荷载力和地震所造成的安全事故发生率,为人们的人身生命财产提供安全保障。
通常来说,剪力墙结构的规模都较大,而在实际建筑物中的厚度却很薄,其承受力和结构形状都与形状板极为相似,另外其受力程度和柱子的承受力也较为相似。
剪力墙在建筑物中占比多少可以形成不同的结构形式,有剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架-核心筒结构等。
剪力墙在不同结构形式中承担的作用也略有不同。
因此,在建筑工程设计中,要根据建筑工程的实际需求,做好剪力墙结构设计工作,制定出科学合理的设计方案,最大程度的提升建筑工程的安全稳定性及整体强度。
2建筑工程设计中的剪力墙结构设计2.1平面布置设计在对剪力墙进行设计的时候,应当根据不同墙型之间的不同特点进行设计,依据不同的受力特征、墙体中内力分布的不同状态以及其破壞形态,合理的进行平面布置及配筋设计同时采取合理的构造措施。
高层建筑框架剪力墙结构设计中的问题探讨

高层建筑框架剪力墙结构设计中的问题探讨摘要:随着我国国民经济不断发展对高层建筑的需求愈来愈大且高层建筑体型日趋复杂,各种不同功能的用房综合在一起组成形态各异,高层建筑给结构设计增加了一定的难度,虽然已经有大量的研究成果,但是在实际设计中仍然存在着大量的问题有待进一步的解决。
本文将对框架—剪力墙结构设计中涉及到的几个问题进行主要介绍。
关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计1、引言在我国,大多数高层建筑都采用的是框架-剪力墙结构进行设计,该结构除了抗震性能优越,还能够更好的发挥建筑功能,其中,剪力墙结构对于整体结构的控制尤为重要,具有刚度大,整体性强,抗侧移能力强等特点,下面就主要介绍一下剪力墙结构在结构设计中的一些问题。
2、剪力墙的布置剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。
分散原则是要求剪力墙片数不要太少,而且每片剪力墙刚度不要太大,连续尺寸不要太长,使抗侧力构件数量多一些,分散一些,每片剪力墙的弯曲刚度适中,在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能,也不会使个别墙的受力太集中,负担过重而引起过早地被破坏,刚度过大的墙承担的内力也大,相应的基础处理难度增加,同时也考虑到剪力墙相距太远,楼面刚度要求大,很难满足要求,周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力,便于保证刚度中心与平面中心相吻合;剪力墙布置在周边对称位置,增加抵抗扭转的内力臂,在不增加剪力墙面积的情况下,提高抗扭转能力。
剪力墙布置的位置应设在平面形状变化处,平面形状变化处;角隅、端角、凹角部位往往是应力集中处,设置剪力墙给予加强是很有必要的,在高层建筑的楼梯间,电梯间,管道井处,楼面开洞严重地削弱楼板刚度,对保证框架与剪力墙协同工作极为不利。
因此,在工程设计中用钢筋混凝土剪力墙来加强这些薄弱端部,如楼梯间,电梯井道处,竖向管道井等是十分有效的。
3、剪力墙合理数量的确定剪力墙的合理数量按许可位移决定,按高层建筑规范中一般装修材料,框架—剪力墙结构顶点位移与高之比 u/h 不宜大于1/700,装修要求较高时 u/h 不宜超过 1/850,在满足这个要求的前提下,增减剪力墙的数量。
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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高层建筑剪力墙结构设计的几点体会摘要:本文通过对高层建筑剪力墙结构设计中普遍存在的一些问题的概述,以及对这些问题的处理,反映概念设计的重要性。
结构设计只有在方案阶段主动与建筑专业合作,用自身拥有的结构受力,变形的整体概念去构思结构方案。
通过概念来确定结构设计方案的可行性。
这样,在施工图设计阶段就不会引起较大的变更和反复,从而提高了设计效率。
关键词:剪力墙高厚比位移比和周期比质心和刚心墙体稳定性短肢剪力墙地下室外墙随着社会经济的发展和国家关于土地方面政策的下达,提高建筑容积率、节约土地是摆在我们面前的主要问题。
所以高层民用建筑越来越受到人们的重视,并已得到普遍应用。
这使得我们设计人员都有机会参与高层建筑的设计。
高层建筑不仅房屋高度越来越高,建筑功能越来越复杂,而且立面造型也越来越要求完美。
现在的建筑行业几乎都存在一个问题,只要方案一确定,向开发商提交施工图的时间已接近后期. 最终结构工程师怎样才能更快更好的完成结构设计呢?众所周知,结构设计只有在方案阶段主动与建筑专业合作,用自身拥有的结构受力,变形的整体概念去构思结构方案。
通过概念来确定结构设计方案的可行性。
这样,在施工图设计阶段就不会引起较大的变更和反复,从而提高设计效率。
因为剪力墙在建筑上有布置灵活,室内无结构突出棱角,便于装修等优点。
结构上有刚度大,在水平荷载作用下,侧位移少,能够抵抗较多的水平力等优点,因此在高层建筑结构中广泛被采用。
高层建筑剪力墙结构初步设计时总会遇到下面一些问题:位移比,周期比不满足规范要求;剪力墙之间连梁容易超筋,连梁截面高度加大更超筋;第一,第二振型出现结构扭转超标。
这就需要结构工程师调整结构方案,建立合理计算模型,使得上述问题得到完美解决,并满足规范要求。
高层建筑剪力墙结构设计中,首先方案应合理布置,结构工程师应同项目建筑师共同分析建筑图,找出计算中可能存在的薄弱部位,扭转部位等。
抓住主要矛盾,注意关键几步,那么在后来的模型计算或施工图审查中较容易过关。
现把个人设计中的几点体会作简单总结,和设计同行们交流探讨。
1. 剪力墙布置原则。
剪力墙布置要分散,双向,对称及沿建筑物周边等,以减少结构扭转效应。
剪力墙截面形式一般采用l形,t形,十字形,应避免一字形截面。
当房屋纵向长度超出规范限值时,剪力墙不宜集中布置在房屋两端。
否则应在平面中适当部位设置温度缝或施工后浇带以减少混凝土硬化过程中的收缩应力影响。
结构尽量布置一般剪力墙(墙肢截面高厚比大于8),局部布置短肢剪力墙(截面高度不大于300,墙肢截面高厚比在4~8之间)。
当墙肢截面高厚比不大于4时,宜按框架柱设计,见《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第7.1.7条。
2. 由于短肢剪力墙受力不利,规范要求较严且明确规定不应全部采用。
结构还应布置一定数量的一般剪力墙, 见《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第7.1.8条。
当结构存在部分短肢剪力墙时,应在结构计算后看结果显示:1.底层短肢剪力墙所承担的地震倾覆力矩不宜超过结构总地震倾覆力矩的50%。
2.底层短肢剪力墙所承担的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值在30%~50%之间,按短肢剪力墙结构处理,从严采取措施,并满足规范关于短肢剪力墙的各项要求。
2.底层短肢剪力墙所承担的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值小于30%时,为一般剪力墙结构。
3. 剪力墙厚度。
剪力墙厚度除一方面需满足建筑功能及节能要求,结构满足承载力,稳定性要求外,还需遵守相关规范的规定。
规范有些条文看似简单,但真正实施却容易疏忽。
《建筑抗震设计规范》gb50011-2010第6.4.1条明确规定剪力墙厚度按层高或无支长度的比例取值。
a. 抗震墙的厚度,一,二级不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20,三,四级不应小于140mm且不宜小于层高或无支长度的1/25;无端柱或翼墙时,一,二级不宜小于层高或无支长度的1/16,三,四级不宜小于层高或无支长度的1/20;b. 底部加强部位的墙厚,一,二级不应小于200mm且不宜小于层高或无支长度的1/16,三,四级不应小于160mm且不宜小于层高或无支长度的1/20;无端柱或翼墙时,一,二级不宜小于层高或无支长度的1/12,三,四级不宜小于层高或无支长度的1/16;一般上部结构剪力墙厚度都注意按规范规定取值,却容易忽略地下室墙体厚度。
结构建模中地下室部分一般是从上部一层复制。
结构试算后,计算结果无异常。
若此时地下室层高较大时,就会隐藏隐患。
地下室外墙由于承受周边侧压力,墙体厚度一般取值较大。
不会出现墙体厚度不满足规范要求。
那么地下室内墙墙体厚度不满足规范规定问题,就会在校核阶段或施工图审查时暴露。
《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第7.2.1条规定,当墙体厚度不满足要求时,应按《高层建筑混凝土结构技术规程》附录d计算墙体的稳定。
若墙体的稳定不足,结构施工图纸必然返工。
4. 剪力墙平面外楼面梁锚固。
剪力墙在其平面内刚度及承载力很大,但平面外刚度及承载力却相对较小。
当剪力墙与平面外的楼面梁连接时,会引起剪力墙平面外的弯矩,而一般情况并不验算平面外刚度及承载力。
因此,当剪力墙平面外连接有楼面梁时,为了减少楼面梁端部弯矩对剪力墙的不利影响,《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第7.1.6条采取如下措施。
a. 沿楼面梁轴线方向设置与其相连的剪力墙。
b. 当不能设置与楼面梁轴线方向相连的剪力墙时,宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。
扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。
c. 当不能设置扶壁柱时,应在墙与梁相交处设置暗柱,并宜按计算确定配筋。
d. 必要时,剪力墙内可设置型钢。
e. 楼面梁水平锚固长度不足时,将楼面梁伸出墙面形成梁头,梁纵筋伸入梁头后弯折锚固。
对于以上措施,如果建筑平面布置允许,我们就按其中较合适的一项处理即可。
但大多数情况以上措施不能执行。
例如沿楼面梁轴线方向设置与其相连的剪力墙或扶壁柱时,作为剪力墙翼缘或端柱应满足《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第7.2.15条表注第2条要求:翼墙长度小于其厚度3倍或端柱截面边长小于墙厚的2倍时,视为无翼墙或无端柱。
剪力墙与平面外的楼面梁连接部位一般情况下出现在下面部位:外墙转角处,分户墙处窗洞处,采光井处及建筑立面要求造型处等空间较小的位置处。
如果按剪力墙翼缘或端柱取值规定,建筑平立面就会受到影响。
碰到这种情况,个人一般处理如下:a. 剪力墙厚度不满足楼面梁纵筋的锚固长度时。
按钢筋受拉承载力设计值相等的原则将大直径纵筋换算成小直径,以减少锚固长度。
b. 剪力墙平面外增加短墙,以增加楼面梁纵筋的锚固长度。
短墙可在施工图中直接编辑。
也可输入模型中参与计算,不过在计算过程中会提示短墙警告,根据satwe使用说明书,可以不作理会。
c. 采取机械锚固,在梁端增加短筋或钢板与纵筋焊接。
关于《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第7.1.6第c 点设置暗柱,结构模型通过pkpm程序计算后,混凝土剪力墙生成施工图时,如果梁端剪力较大时,在墙与梁相交处会自动设置暗柱,否则按以上几点处理即可。
5. 扭转振型位置不合理。
由于开发商对建筑平面功能布置要求完美,及建筑立面造型的需要。
建筑物很难做到完全对称。
这样整栋建筑物质心和刚心位置必然存在差异,在地震作用或风荷载作用下产生结构扭转。
如果结构方案布置不合理,扭转振型位置会出现异常。
一般结构方案布置合理,扭转振型会出现在第三振型以后。
《抗震设计规范》gb50011-2010第3.5.3条也要求“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和位移)宜相近”。
但是结构方案布置后在最初的试算时扭转振型往往会出现在第二振型,甚至在第一振型。
根据这几年的设计经验,扭转振型如果出现在第一,二振型时,通过人为调整,提高抗扭刚度。
利用结构周期与刚度反比关系,提高需要减少周期方向的刚度或减少需要增大周期方向的刚度,可获得较好的效果。
那么试试作以下处理:a. 扭转振型出现在第一振型时,首先看看第一振型的结构自振周期数值。
一般剪力墙结构自振周期按0.06n(n为层数),如果计算后结构自振周期远远小于0.06n,说明结构布置过刚,需减少结构内部刚度(如减少剪力墙数量,降低混凝土强度等级等)以达到减少平动周期,增加周边扭转周期的目的。
扭转振型出现在第一振型,结构周期比(结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。
《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第3.4.5条:a级高度高层建筑不应大于0.9,b级高度高层建筑不应大于0.85)肯定不满足规范要求。
b. 扭转振型出现在第二振型时,且地震不利方向不超过15度时。
说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大,结构的抗侧移刚度相对其中一主轴的抗侧移刚度合理,但相对于另一主轴的抗侧移刚度过小,此时适当减少结构内部刚度较大的一主轴,并相应加强这主轴结构外围的刚度(如增加剪力墙长度或厚度,增加框架梁高度等),出现这种情况,结构周期比较难满足规范要求。
c. 扭转振型出现在第二振型时,且地震不利方向超过15度时。
结构位移比(楼层的最大弹性水平位移或层间位移与该楼层两端弹性水平位移或层间位移的平均值之比,《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第3.4.5条:a级高度高层建筑不宜大于1.2,不应大于1.5;b级高度高层建筑不宜大于1.2,不应大于1.4)较难满足规范要求。
对于建筑平面特别复杂的时侯,容易出现这种情况。
首先查看平面质心和刚性位置图,根据两者偏移位置,合理调整结构构件布置,即加大质心一侧楼层抗侧力构件的刚度,如增加剪力墙长度或厚度;加大框架柱截面;增加框架梁高度等这样反复调整后,直到质心和刚性位置接近。
两者位置很接近时,查看振型,周期计算结果wzq.out,扭转振型已转移到第三振型,地震不利方向也不超过15度,结构周期比也满足规范要求。
查看平面配筋图,会发现原来结构内部中跨高比很小的连梁有原来的超筋转变为正常的配筋。
6. 无上部建筑的地下室顶梁的裂缝控制。
当地下室范围大于上部建筑时,有无上部建筑地下室顶梁是作为一个整体参与计算,所以在作施工图设计时很容易忽略一个问题,那就是无上部建筑的地下室顶梁的裂缝控制问题。
这部分梁上部一般都有很厚的覆土,又处于露天环境。
根据《混凝土结构设计规范》gb50010-2010第3.5.2条规定,环境类别应取为二a类。
再根据第3.4.5条,环境类别为二类时,钢筋混凝土结构裂缝控制等级应为三级,最大裂缝宽度限制应为0.2。
所以在作施工图设计时应对地下室顶梁按有无上部建筑分别对待。
7. 地下室外墙垂直分布筋放置位置。
地下室外墙厚度一般远小于基础底板,地下室内墙间距又大小不等,有的相距较远。