高层配筋砌块砌体剪力墙延性设计分析
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。
浅析高层结构剪力墙延性连梁设计的实现
浅析高层结构剪力墙延性连梁设计的实现摘要:本文着重分析了混凝土剪力墙结构连梁的机理破坏概念,在设计中须采取一些措施来降低连梁的内力,主要对高层建筑剪力墙连梁设计进行了研讨,并提出了相应的设计建议,以供参考。
关键词:剪力墙;延性连梁;超筋近年来由于住宅需求的增加和用于建造住宅的土地供应紧张,高层住宅的建造成为众多开发商的首选,而剪力墙结构以其良好的抗震性能,在高层、超高层中得到愈来愈广泛的应用。
在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。
连梁即起着调节和保证连肢墙侧向刚度的作用,又起着消耗地震能量的作用,静力和动力试验结果证明:连梁变形性能的改善能有效的改变结构的变形性能。
在遭受强烈地震时,多数连梁在墙肢屈服前先屈服,发挥其塑形变形能力,耗散地震能量,有效减轻主体结构构件的破坏,使结构能达到抗震设防目标.寻找到一种既便于施工,又能保证剪切失效发生前在连梁达到较大位移时的有效连梁配筋的方法就成为结构设计须注意的重点。
在高层建筑剪力墙结构和框架中,连接墙肢与墙肢,墙肢与框架柱的梁称为连梁。
连梁一般具有跨度小、截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
1连梁的破坏机理高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。
脆性破坏:当沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,各墙肢丧失了连梁对它的约束作用,将成为单片的独立梁,这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,墙肢弯矩加大,并且进一步增加P―△效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩),并最终可能导致结构的倒塌。
延性破坏:连梁在发生延性破坏时,梁端会出现垂直裂缝,受拉区会出现微裂缝,在地震作用下会出现交叉裂缝,并形成塑性绞,结构刚度降低,变形加大,从而吸收大量的地震能量,同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使剪力墙保持足够的刚度和强度。
配筋砌块砌体剪力墙结构在设计中易忽视的几个关键问题
【文章编号】:1672-4011(2008)04-0077-03配筋砌块砌体剪力墙结构在设计中易忽视的几个关键问题孙立红(长沙水立方建筑设计有限公司,湖南长沙 410007) 【摘 要】:配筋砌块砌体剪力墙结构高层房屋具有与钢筋混凝土剪力墙结构类似的受力性能。
但其设计方法还不为结构人员所熟知,本文结合实际工程设计经验研究分析了配筋砌块砌体剪力墙结构设计中易忽视的几个关键问题,可供设计人员在设计时参考。
【关键词】:配筋砌块;砌体剪力墙结构;设计 【中图分类号】:T U37 【文献标识码】:B1 前言自唐山大地震以后,20世纪80年代以来,为了改善砌体结构的抗震性能,我国逐渐开始了对配筋砌块砌体剪力墙结构的研究,并进行了一些工程实践。
这种砌体和钢筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪刀墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。
配筋砌体强度高、延性好,和钢筋砼剪刀墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构。
我国对配筋砌体进行了较为系统的试验研究,结果表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构。
1986年,我国在广西南宁和东北本溪先后建造了11层高的配筋砌块办公楼。
1997年在辽宁省盘锦市建成了15层的国税局住宅楼是我国在配筋砌块砌体结构发展的新阶段的标志性建筑,见图1。
1998年在上海建成了18层的配筋砌块砌体剪力墙结构的住宅,见图2。
紧接着,抚顺、哈尔滨的高层配筋砌块房屋也陆续完工。
这一系列配筋砌块砌体结构房屋的建成,为我国高层配筋砌块砌体结构的进一步研究提供了大量数据和性能指标,并填补了我国在中、高地震设防区建造高层配筋砌块砌体结构的空白。
图1 盘锦市国税局试点住宅图2 上海园南小区试点住宅楼配筋混凝土小型砌块体系是建设部推广应用的技术。
国家科委工业科技司赴美对小砌块的考查报告认为小砌块具有节约土地资源、保护环境、美化人们住宅的作用[1,2]。
探究高层住宅剪力墙结构优化设计
探究高层住宅剪力墙结构优化设计近年来,随着城市化的加速,高层住宅的建设越来越普遍。
而在高层建筑中,剪力墙是一种常用的结构形式,能够起到支撑和抗震作用。
因为其重要性,剪力墙的结构设计一直是建筑工程的研究热点。
本文将探究高层住宅剪力墙结构优化设计问题。
一、剪力墙结构概述剪力墙是由砖、混凝土或钢筋混凝土构成的墙体结构,其经过布置和设计后能够在横向方向上具备抵抗水平荷载的能力,使建筑物具有良好的稳定性和抗震能力。
剪力墙结构具有简单、高效、可靠、造价低廉等优点,因此在高层住宅和商业建筑中得到广泛应用。
二、剪力墙结构的优化设计问题剪力墙是一种能够对地震力产生反作用的结构,当地震发生时,剪力墙可以消耗部分地震能量,起到破坏控制作用,从而保护建筑物和居民的安全。
为此,在剪力墙的优化设计中,需要考虑以下几个方面:1. 剪力墙的位置和数量剪力墙的设计数量和位置是影响建筑物抗震性能的重要因素。
传统的剪力墙设计方法是根据静力参数进行计算,然而随着抗震理论研究的不断深入,现代设计方法逐渐从静力方法向动力方法转变,通过地震反应谱、扰动分析等方法进行分析,确定合理的剪力墙数量和位置。
2. 剪力墙的形状和轮廓剪力墙的形状和轮廓对其受力性能影响较大。
在设计中,应尽可能采用等截面或进退式剪力墙,避免采用缺口剪力墙等非等截面形式,以提高剪力墙的受力性能。
3. 剪力墙的刚度剪力墙的刚度直接影响其抵抗地震力的能力。
为了保证建筑物的安全性,剪力墙的抗侧刚度应满足设计要求,结构体系的刚度应适当提高。
4. 剪力墙的连接方式和形式剪力墙在遇到地震时需要与建筑物的其他结构部分协同工作。
因此,在剪力墙的设计中,需要考虑其连接方式和形式。
采用合理的连接方式能够保证各结构部分的协同作用,提高剪力墙受力性能。
5. 剪力墙的材料和强度剪力墙在承载水平荷载时需要有足够的强度和刚度。
因此,在剪力墙的优化设计中,需要考虑材料的选用和强度等指标的合理确定。
三、剪力墙结构优化设计案例为了更好地展示剪力墙结构的优化设计,本文将选取一例现代高层住宅剪力墙结构设计案例进行详细分析。
高层剪力墙结构优化与设计实践分析
高层剪力墙结构优化与设计实践分析发布时间:2023-06-28T07:41:41.182Z 来源:《新型城镇化》2023年12期作者:李相宁[导读] 根据剪力墙开洞口情况,剪力墙可分为整体墙、小开口墙、双肢墙、多肢墙等。
海南省农垦设计院有限公司海南海口 571100摘要:剪力墙结构作为高层建筑中一种重要的结构体系,具有非常良好的整体性、平面内刚度大,抗震性能好等优点,已经成为现代高层住宅类建筑中最主要的结构体系。
但剪力墙结构体系的高层结构容易出现剪力墙偏心布置的问题,同时引起其在水平作用下抗扭性能不足的问题,对剪力墙结构进行优化一直都是结构工程领域的重点关注问题。
基于此,本文重点结合高层住宅项目,对高层建筑剪力墙结构优化措施进行分析。
关键词:高层建筑;剪力墙结构;优化设计1剪力墙受力性能分析1.1剪力墙的分类根据剪力墙开洞口情况,剪力墙可分为整体墙、小开口墙、双肢墙、多肢墙等。
整片剪力墙类似于一根悬臂梁,在水平力作用下,承受弯矩和剪力作用,底部弯矩和剪力最大,破坏形态主要受高宽比控制,随着高宽比增大,一般为斜压破坏、剪切破坏、弯曲破坏、压屈破坏、剪切滑移破坏。
联肢墙在水平力作用下,墙肢承受弯矩和剪力作用,连梁主要作用是传递联肢剪力墙之间的剪力,联肢墙的破坏形态取决于连梁与墙肢的刚度之比。
联肢墙的刚度、强度和延性性能介于整片剪力墙和两片独立剪力墙之间。
1.2剪力墙的受力特点剪力墙的变形特点为弯曲型变形,具有延性,当墙肢长度较长时,为避免剪力墙的脆性及剪切破坏,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙。
联肢墙是剪力墙结构设计中应用最广的墙肢类型,考虑到设计中联肢墙墙肢长度的不确定性,引入剪力墙整体系数的概念。
剪力墙整体系数α是连梁总转角刚度与墙肢总线刚度的比值,是反映剪力墙整体性的重要参数,α值越大剪力墙的整体性越好,受力性能越接近悬臂式剪力墙。
通过对整体系数α=1.0~10.0的联肢墙进行有限元分析,可以得出如下结果:(1)α<4.0时,连梁抗弯承载力较小,耗能效果不理想,在水平力作用下容易使墙肢间失去联系而变成多片悬臂式墙肢独立工作,结构设计不建议采用。
配筋砌块砌体剪力墙结构设计注意事项分析
文章编号:100926825(2007)0720100202配筋砌块砌体剪力墙结构设计注意事项分析收稿日期6228作者简介易文新(2),男,工程师,长沙有色冶金设计研究院,湖南长沙 易文新摘 要:对配筋砌块砌体剪力墙结构进行了简单介绍,分析了配筋砌块砌体剪力墙在国外的基本应用情况及设计中需要注意的两个关键问题,对实际工程设计具有一定的参考价值。
关键词:配筋砌块砌体剪力墙,结构设计,受压承载力中图分类号:TU375.6文献标识码:A1 配筋砌块砌体剪力墙结构的基本简介配筋砌块砌体剪力墙结构由四种基本材料组成:混凝土小型空心砌块、砌筑砂浆、竖向和水平向钢筋、大流动性灌注混凝土(稀浆)。
该结构结合了传统砖结构的特点和混凝土及钢材的材料特性,具有取材广泛、施工速度快(4d ~5d 一层)、节省钢材木材(由于该结构不需模板,可以大量节省木材。
该结构的最小配筋率为混凝土剪力墙的一半,可以大量节省钢材)、造价低廉、吸声隔声性能好(美国目前广泛运用配筋砌块砌体剪力墙作为高速公路、铁路旁的吸声隔声墙)的特点,又具有强度高、延性好、耐震等钢筋混凝土剪力墙结构的特性。
2 配筋砌块砌体剪力墙结构的应用配筋砌块砌体剪力墙结构始创于美国。
美国在1933年加利福尼亚长滩大地震之后,鉴于无筋砌体结构遭到严重损害,推出了配筋砌块砌体剪力墙结构,建造了大量的配筋砌块砌体结构房屋[1]。
如1952年建成的26栋6层~13层的美国退伍军人医院,1966年在圣地亚哥建成的8层海纳雷旅馆(相当于我国的9度区)和洛山基19层公寓,1971年在加州这个世界有名的重震区建造的13层希尔顿饭店等。
这些建筑分别经历了1971年2月9日圣维南多里氏6.6级地震和1987年,1989年和1994年洛山基大地震,基本完好无损。
鉴于高层配筋砌块砌体结构在地震中的良好表现,美国又建了大量的配筋砌块砌体结构建筑。
3 配筋砌块砌体剪力墙结构设计的两个注意事项3.1 平面外偏心受压承载力验算问题配筋混凝土砌块砌体剪力墙,当竖向钢筋仅配在中间时,应进行平面外偏心受压承载力的验算(跟混凝土剪力墙有所不同),而这个问题极易被设计人员忽视,其平面外偏心受压承载力可按下式进行计算:N ≤φf g A(1)其中,N 为轴向力设计值;φ高厚比β和轴向力的偏心距e 对受压构件承载力的影响系数,按G B 5000322001砌体结构设计规范附录D 的规定采用;f g 为灌孔砌体的抗压强度设计值。
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钢筋混凝土剪力墙结构是一种常见的高层建筑结构形式,用于提高建筑的抗震性能和整体稳定性。
本文将以一座高层建筑为例,对其钢筋混凝土剪力墙结构的设计和分析进行详细介绍。
1. 建筑概况本案例建筑为一座32层高的住宅兼商业综合体,总高度约为120米,地上建筑面积为8万平方米。
建筑设计采用双核心筒结构,主要建筑材料为混凝土和钢筋。
2. 结构形式3. 剪力墙位置和大小的确定进行剪力墙结构设计前,需要先确定墙体的位置和大小。
为了保证建筑的整体安全性和稳定性,剪力墙的布置应均匀分布在建筑两个核心筒周围和建筑外围的墙体上。
剪力墙的大小由不同的设计参数决定,如墙体的宽度、高度、深度、钢筋直径、间距等。
在确定剪力墙大小时,需要进行多次计算和分析,以保证其承受建筑各种力的能力。
4. 剪力墙结构设计的计算方法剪力墙结构设计需要按照国家相关标准进行计算。
在国家标准中,建筑的抗震等级分为5级,不同抗震等级的建筑需要采用不同的设计参数。
基本的剪力墙设计计算包括以下几个步骤:(1) 墙体的受力分析;(2) 墙体设计参数的确定,包括墙体的厚度、高度、加强筋数量和直径等;(5) 墙体的钢筋配筋图纸的绘制。
5. 结构分析和优化剪力墙结构设计完成后,还需要进行结构分析和优化。
结构分析可以采用有限元分析等方法,通过模拟各种荷载情况,分析结构的应力、变形等参数,对设计进行验证和修正。
结构优化则可以根据分析结果进行设计参数的调整,以达到更优的设计效果。
6. 结束语钢筋混凝土剪力墙结构是一种常见的高层建筑结构形式,具有良好的抗震和稳定性能。
在设计和分析过程中,需要进行多方面的考虑和计算,以保证设计更为科学和合理,为建筑的安全运行提供有力保障。
浅析高层建筑剪力墙结构优化设计
剪力墙主要是利用钢筋混凝土墙板来替代建筑框架结构中的梁柱,并能够很好的承受由不同荷载引起的内力,能够有效承担建筑水平荷载及竖向荷载作用力,保证建筑的稳定,并在高层建筑中得到了广泛的应用,但在高层建筑中对剪力墙进行具体设计时应注意以下问题:一是需要注意控制好剪力墙结构的抗侧力刚度,如果剪力墙结构坑侧刚度过大,那么高层建筑受到地震影响也会很大,并导致剪力墙结构周期比变小;二是对于同一个高层建筑来说,需要控制好剪力结构墙体数量,若剪力墙结构数量过多,一方面会导致建筑自重增加,抗震能力变弱,另一方面也会造成建筑建造成本的增加;三是需要注意控制好剪力墙结构配筋数量,从而能够使结构延性获得充足的保证。
浅析高层建筑剪力墙结构优化设计
摘要:随着社会经济的发展,我国的高层建筑越来越多,其安全问题也越来越受到重视。高层建筑的安全问题不仅关系着整个建筑工程的质量与水平,还与社会大众的居住环境有着很大的联系。基于此,本文在分析高层建筑剪力墙结构设计所存在的问题基础上,总结了相应的优化措施,以期为建筑设计人员的后续工作提供一定借鉴。
3.5对墙身设计环节的优化
在剪力墙结构设计中,需要对墙身设计进行优化,以此来增强建筑结构的整体抗震性能,这是具体设计工作中非常重要的部分。在优化墙身设计过程中,需要做好钢筋合理布置,确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配,并有效地将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合,以此来完成标准验算工作。并在具体设计中要严格依照规范标准要求,实现剪力墙钢筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱,进一步完善一级、二级、三级、四级抗震结构设计,确保建筑结构稳定性的全面提升。另外,在结构墙身具体设计过程中,还要对钢筋之间的距离进行合理布置,全面提高墙身设计的质量。
1结构设计特点
砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能分析
砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能分析摘要:目前配筋砌体结构被广泛应用于建造高层建筑。
随着建筑科技的发展,配筋砌块砌体剪力墙的建造高度与钢筋混凝土剪力墙结构日趋一致,尤其是在美国、欧洲、日本等国家。
研究砌体基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪力墙抗震性能具有重要的现实意义。
关键词:力学性能、数学模型、高层配筋砌块砌体剪力墙、抗震性能砌体结构是最为古老的结构形式之一,著名的金字塔即是古代砌体结构的代表。
与钢筋混凝土结构、钢结构相比,砌体结构具有造价低的优势,因此目前砌体结构被广泛应用于建造高层建筑,特别是在美国、欧洲等西方国家和地区,配筋砌块砌体剪切力墙的建造高度与钢筋混凝土剪切力墙结构日趋一致,因此研究砌体的基本力学性能及高层配筋砌块砌体剪切力墙抗震性能具有很重要的意义。
一、砌体基本力学性能砌体基本力学性能涉及范围广,主要包括气体受压、受剪、受弯及在各种复合受力状态下的性能。
本文重点介绍砌体受剪及灌芯砌体抗压性能。
1、砌体受剪性能砌体的受剪包括无压应力作用下的纯剪与剪压复合作用下的受剪,其中前者只能在实验室条件下获得,绝大多数砌体受剪往往以剪压复合受力状态的形式受剪。
影响砌体抗剪强度的因素较多,主要包括竖向应压力、块体和砂浆的强度、动力特性、高宽比效应、开洞情况、施工质量等。
目前我国国内普遍认为砌体在剪压复合作用下破坏形态为:随着竖向压应力的增加,剪切破坏形态一次表现为剪摩、剪压和斜压三类破坏形态。
且有实验结果表明,砌体剪压相关曲线是一条光滑连续的曲线。
经过国内大量学者不懈的努力,已建立了多种理论模型,不但能够准确模拟三类破坏性太,而且能够满足相关曲线的光滑连续。
理论模型和理论公式主要包括主拉应力理论、摩尔库伦破坏理论、洪峰的拉摩强度理论公式、刘桂秋的三线段公式、蓝贵禄的综合模型公式等。
其中我国现行规范采用的公式为:其中:但上述理论也存在着一定的缺陷,如:单一强度理论无法准确描述砌体剪压复合作用下的各种破坏形态;曲线上存在不连续性,与光滑曲线不符;未考虑高轴压比的斜压破坏等。
关于配筋砖砌体用作剪力墙结构的建议
国外的研究、工程实践和震害表明,配筋砖砌体剪力墙是延性好、抗震性能好的结构体系,其受力性能与现浇混凝土剪力墙很相似。
如美国抗震规范就把配筋混凝土砌块剪力墙结构和配筋混凝土剪力墙结构划分为同样的适用范围。
《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001)规定了配筋砌块砌体剪力墙结构体系的高度限值,当抗震设防为6度时为54m ;7度时为45m ;8度时为30m 。
这种高度更能体现配筋砌块砌体结构的施工和经济优势,填补了砌体结构和混凝土剪力墙结构在中高层建筑的一个空缺。
在抗震设防为6~8度时,配筋砌块砌体结构对8~11层小高层住宅是很适合的,对于一砖墙厚(240mm )厚砖墙是最适合的承重墙,即使砌体的强度可能会有所不足,也可以通过墙体配筋得到加强。
但我们所见到的8~11层小高层住宅多数仍然采用钢筋混凝土剪力墙结构或框架结构,很少见到配筋砌块砌体剪力墙结构。
笔者认为主要原因是砌块只有一种规格,并且按传统的方法砌筑,致使钢筋在砌体内无法安置于一砖厚的墙;而对于一砖半厚的墙,由于影响使用面积,而且造价也与钢筋混凝土墙相差不多,基本上没有可行性。
对于烧结多孔砖,如果增加一种新的砖体规格,它的平面尺寸为240mm ×52mm,它的奇数皮和偶数皮砖块排列如图1,2所示;则竖直配筋可设置在砖缝间,水平筋可设置在砖缝内,显然竖直钢筋的间距为125mm ,水平钢筋的间距为145mm ;相当于混凝土砌块剪力墙190mm 厚时水平、竖直钢筋的间□陈杭生关于配筋砖砌体用作剪力墙结构的建议配筋砖砌体剪力墙是延性好、抗震性能好的结构体系,通过改变砖的规格尺寸,合理设置配筋,改变砌筑方法,可以建造配筋砖砌体剪力墙结构。
●博采众议10距,这也可以说明配筋砖砌体可以用作剪力墙。
这里要指出的是,这种砖缝间的配筋就如国际标准《配筋砌体设计规范》(ISO 9652-3)中所述:对于变形钢筋,有砌块约束的混凝土内的钢筋锚固粘结强度比无砌块约束的数值要高出140%~64%(砌筑砂浆M10类似C10混凝土),能很好地起到锚固作用。
混凝土配筋砌块砌体剪力墙结构体系的抗震性能分析
混凝土配筋砌块砌体剪力墙结构体系的抗震性能分析摘要阐述了配筋砌块砌体剪力墙结构在高层建筑中的抗震性能。
通过对多道抗震设防、剪力墙连粱、芯柱等问题的定性分析探讨其抗震性能,提出配筋砌块砌体剪力墙结构的抗震设计要点,现有的设计实例表明,合理的构造措施将显著提高结构的抗震性能。
关键词配筋砌块砌体;剪力墙结构;抗震性能分析1 概述配筋砌体砌块剪力墙结构是由承受竖向和水平作用的配筋砌体剪力墙和混凝土楼屋盖所组成的房屋建筑结构。
其实很简单,就是在原来的砌体房屋的砌体中增加水平钢筋和竖向钢筋,提高房屋的承载能力和抗震能力,从而提高房屋的建筑高度,配筋砌块砌体剪力墙,应采用专用的小砌块砌筑砂浆和专用的小砌块灌孔混凝土2 配筋砌块砌体剪力墙的结构体系简介现行规范《砌体结构设计规范》GB50003--2001和《建筑抗震设计规范》GB50010——200l的正文以及附录中己正式推出了“配筋砌块砌体剪力墙结构”。
但这种情况往往受到许多人忽视和误解,其实配筋混凝土中砌块剪力墙的受力特点、破坏机理完全不同于混合结构,也完全不同于以前一般无筋的中型空心混凝土砌块结构。
实际上它是在无筋砌体基础上,在孔内浇灌混凝土配筋而形成的新的结构体系,是一种预制装配整体式R.C剪力墙体系。
量变到质变,它具有钢筋混凝土剪力墙类似的性能:如在垂直荷载和水平荷载下该结构随着墙片高度和肢长不同,具有明显的压弯、弯剪和受剪特征。
由于配筋混凝土小砌块墙片中有缝隙存在,其变形能力比混凝土剪力墙大得多。
国内外的研究与工程实践都表明其孔洞内的竖筋即使直径粗到28mm,水平筋设置为2根直径12mm也能够达到屈服。
从强度上讲,由于灌孔混凝土的特性,无论从砌体抗压和抗剪方面都有了很大提高。
这是由于该结构具有特定的构造要求,能够保证形成预制装配整体式R.M剪力墙。
国内外大量试验表明,这种配筋砌体剪力墙与我们熟悉的钢筋混凝土剪力墙都能较好的符合平截面假定、钢筋与混凝土的接触点应变相同的假定、不计算混凝土抗拉强度等假定,所以基本的表达设计式是一致的。
配筋砌块砌体剪力墙结构在工程设计中的应用
配筋砌块砌体剪力墙结构在工程设计中的应用配筋砌块砌体剪力墙结构是一种采用单向排列钢筋连接砌块砌体的混凝土剪力墙,确保砌块砌体能够抵抗剪切荷载造成的受力。
它的优点在于可以采用经济的施工方式,能够在垂直方向有效地分配剪刀力,通过梁端或者立柱点,从而增强剪切面的抗剪强度。
因此,这种结构形式在许多受剪力的结构中得到了广泛的应用,如垂直方向的砌块砌体剪力墙,框架结构屋顶平台,楼板,防火墙等。
需要提醒广大施工单位,在施工过程中应注意钢筋配置及其与砌块砌体的连接。
钢筋应依据设计要求进行配置,具体方面考虑合理的钢筋全部截面积,非常规剪刀力倾向处理,钢筋分布密度等因素。
为了加强钢筋与砌块砌体的连接,应使用高强度的胶结剂。
另外,为了便于钢筋与砌块砌体的紧固以及确保结构的受力性能,应做好砖抹灰面的粘结性表面材料。
还应在砖空砌的砌体中加强砖抹灰的抗压强度,以保证结构的剪切安全性。
此外,针对涉及配筋砌块砌体剪力墙的设计工程师也要牢记,必须在破坏试验中检验施工状态,并且根据施工后残余抗剪强度计算出抗剪荷载及剪力学性能。
在施工实践中,砖墙内的不同尺寸梁的贯穿孔的位置、方向及大小,以及混凝土梁的抗剪强度,都是需要考虑的重要因素。
从上述内容可以看出,配筋砌块砌体剪力墙结构在工程建设中广泛应用,尤其适用于受剪荷载的结构。
它既有经济性,也能充分发挥抗剪性能,常见的如板条架、混凝土楼板,阶梯、门窗洞口,及其它防火间等,能够带来不错的结构效果。
但是施工单位及设计师也必须重视上述注意事项,以确保配筋砌块砌体剪力墙的受力性能,并保障安全稳定的施工过程,发挥这种结构体系的最佳性能。
高层钢筋混凝土剪力墙结构设计分析
高层钢筋混凝土剪力墙结构设计分析摘要:结合某高层剪力墙结构,首先介绍了钢筋混凝土剪力墙结构的概念设计,然后对高层剪力墙结构的受力特点进行了分析,最后讲述了墙肢和连梁的设计。
关键词:钢筋混凝土剪力墙结构;高层建筑;结构设计Abstract: Combined with a high-rise shear wall structure, firstly introduces reinforced concrete shear wall structure of the concept design, and then to high-rise shear wall structure of the mechanical characteristics were analyzed, and finally tells the story of wall limb and the design of the coupling beam.Keywords: Reinforced concrete shear wall structure; High-rise buildings; Structure design工程概况某住宅小区E、F栋,建筑面积为19282.6m2,32层,其中地下室高4.500m,首层层高5.500m,标准层高3.000m,高度为71.500m,E栋首层平面布置图,如图1所示。
本工程抗震设防烈度为6度,抗震设防类别为丙类,按6度抗震设防计算并采取相应抗震构造措施, 抗震等级如表1所示。
图 1 E栋首层平面图表1结构抗震等级剪力墙结构的受力变形特点2.1水平荷载作用下的受力变形特点水平荷载作用下,悬臂剪力墙的控制截面是底层截面,所产生的内力是水平剪力和弯矩。
墙肢截面在弯矩作用下产生的层间侧移是下部层间相对侧移较小,上部层间相对侧移较大的“弯曲型变形”,以及在剪力作用下产生的“剪切型变形”,此两种变形的叠加构成平面剪力墙的变形特征。
配筋砌块砌体剪力墙的研究和应用
Yn in a gWe u j fXia i n Unv.o c fArh.& T c e h. Xia 710 5) n 05
S i h xa H i ̄ o h C u in uQn ( n n Unv riy Ch n s a 4108 ) Hu a iest a gh 0 2
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综 述 ・
配 筋 砌 块 砌 体 剪 力 墙 的 研 究 和 应 用
杨 伟 军
( 安 建 筑 科 技 大 学 西 安 西 70 5 ) 14 08 ) 10 2
摘 要 :分析 了配 筋砌块 砌体 剪 力墙 的受力 特性 和破坏 机理 , 论述 了这 种结 构 的应用 和研 究情况 , 出 了我 国配筋 砌 提
0 前 言
色 的 完 整 的 结 构 体 系 — — 配 筋 混 凝 土 砌 块 结 构 体 系 。 配 筋 混 凝 土 砌 块 结 构 体 系 始 创 于 美 国 。 美 国 在 13 9 1年 新 西 兰 那 匹 尔 大 地 震 和 13 9 3年 加 里 福 尼 亚 长 滩 大 地 震 无 筋 砌 体 严 重 震 害 之 后 , 出 了 配 筋 混 凝 土 砌 块 结 构 体 系 , 造 了 大 量 的 推 建 多 层 和 高 层 配 筋 砌 体 建 筑 , 小 砌 块 作 为 墙 体 承 重 结 构 的 最 用 高 建筑 已达 l 3层 , 筋 小 砌 块 建 筑 兴 建 于 地 震 区 已 达 2 配 2层 。 如 15 9 2年 建 成 的 2 6栋 6~1 3层 的 美 退 伍 军 人 医 院 , 9 6年 16 在 圣 地 亚 哥 建 成 的 8层 海 纳 雷 旅 馆 ( 于 9度 区 ) 洛 杉 矶 位 和 l 9层 公 寓 等 。这 些 建 筑 大 部 分 成 功 地 经 受 了 强 烈 地 震 的 考 验 , 17 年 圣 费 南 多 大 地 震 , 9 7 1 8 和 1 9 如 91 18 、99 9 4年 洛 杉 矶 大 地 震 , 筋 砌 块 建 筑 表 现 了 良好 的 抗 震 性 能 。 1 9 配 9 0年 5月 在 内华 达 州 拉 斯 维 加 斯 ( 7度 区 ) 成 了 4栋 2 建 8层 配 筋 砌 块 旅 馆 。另 据美 国专 家信 息 , 正 设 计 一 栋 5 现 5层 配 筋 砌 块 建 筑 。在 瑞 典 , 筋 砌 块 砌 体 在 十 多 年 前 就 被 认 为 是 经 济 合 理 配 的 ,0层 的 高 度 被 认 为 是 经 济 的 界 限 。 从 2 2 0世 纪 6 0年 代 至
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
一、剪力墙结构的设计原理
剪力墙结构是指在高层建筑中采用地面或楼板上的钢筋混凝土墙来承担水平荷载的结
构形式。
它的基本设计原理是利用墙壁的强度和刚度来承担垂直荷载和水平荷载,并将荷
载传递到下部结构中去。
由于剪力墙的强度和刚度非常大,可以有效地抵抗水平荷载,因
此剪力墙结构被广泛应用于高层建筑中。
二、剪力墙结构的结构特点
1、结构简单明了
剪力墙结构仅仅由钢筋混凝土墙和楼板组成,结构简单明了,施工方便。
2、刚度大
利用钢筋混凝土墙的强度和刚度来承受荷载,剪力墙结构的刚度大,可以有效地抵抗
极端天气等因素所带来的影响,同时具有防震等功能。
3、空间利用率高
高层建筑的剪力墙结构设计通常比较紧凑,结构紧凑可以使空间利用率更高,同时还
能有效地减少建筑面积,降低建筑成本。
三、剪力墙结构在实际建筑中的应用
由于剪力墙结构的设计原理和结构特点,使得它在实际建筑中得到了广泛的应用。
在
高层住宅、商业建筑和办公楼等建筑中,剪力墙结构通常被采用作为主要的结构形式,它
不仅具有较高的安全性和稳定性,还具有较高的节能性和环保性。
在实际的设计中,剪力墙结构需要考虑多种因素,如荷载、抗震性、刚度等等。
同时,还需要利用计算机模拟技术,对剪力墙的设计进行模拟分析。
这种技术可以帮助设计者更
好地了解剪力墙的受力情况,为设计提供支持和指导。
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高层配筋砌块砌体剪力墙延性设计分析摘要:本文以配筋砌块砌体为着眼点,建立在剪力墙位移延性与曲率延性间的关系的基础上,对能够影响剪力墙延性的因素及程度进行了较为详细的分析与阐述,并以此作为理论支持,结合高层建筑工程实际,总结出工程项目在对剪力墙进行延性设计工作中的实用建议,使其能够在进一步完善高层建筑物施工行业的发展中作出贡献。
关键词:高层建筑配筋砌块砌体剪力墙延性
在《砌体结构设计规范》条例中新增加有有关配筋砌块砌体剪力墙结构的规范标准,这意味着我国对于多层砌体结构体系的认识有了深层次的跨越。
传统模式下基于建筑物承载力的抗震设计方法已不再适用,墙体的变形能力有必要利用一种全新的设计方法与技术来完善。
据此,下面论述高层配筋砌块砌体剪力墙变形能力中墙延性的设计方法。
一、配筋砌块砌体剪力墙延性的影响因素及影响程度分析
一般来说,配筋砌块砌体墙无论是在水平还是垂直方向力作用下显示出的破坏程度有剪切破坏与弯曲破坏两种。
其中剪切性破坏的延性数值比较低,对剪力墙施工设计的影响也不大,而弯曲性破坏过程中对剪跨比较大的需求使得相关工作人员应当对这种破坏加以着重关注。
具体而言,能够对剪力墙延性发生作用的因素有以下几点。
(一)极限与屈服曲率对剪力墙延性的影响。
经研究发现,当剪力墙极限曲率越大、屈服曲率越小的时候,塑性铰区域实际高度与墙体高度之间的比值就会越大,此时剪力墙的延性性能也就越好。
这说明,在配筋砌块砌体设计中应尽量使屈服曲率趋向无限小、极限曲率趋向于无限大。
(二)轴压比对剪力墙延性的影响。
紧接上一点,在剪力墙中添加进轴压比会对屈服曲率造成很大的影响,一旦屈服曲率有所提高,极限曲率会骤降,由此导致整个剪力墙延性性能的降低。
这说明,在配筋砌块砌体设计中应对轴压比加以注重关注,尽量减小这一比值。
(三)剪跨比对剪力墙延性的影响。
同样的,剪跨比对剪力墙位移延性的影响主要在于它对塑性铰区域实际高度与墙体高度间
比值的影响。
剪跨比越大,高度比也就越低,剪力墙的延性也就会随之降低。
这也就意味着,在配筋砌块砌体设计中对剪跨比的处理应当以“合理降低、有效控制”为主。
(四)配筋的屈服强度对剪力墙延性的影响。
在配筋位置、结构均保持对称的状态下,边缘钢筋的屈服度的增大会提高屈服应变力,从而造成屈服曲率的提升,最终反映到剪力墙延性的能力的减弱。
这就意味着,在配筋砌块砌体设计中应注意尽量降低边缘钢筋的屈服度。
(五)腹板屈服强度与垂向分布钢筋配筋率对剪力墙延性的影响。
从理论上来说,剪力墙的延性能力与腹板这两大因素之间呈现
出反比比例关系。
造成这一现象的直接原因在于腹板屈服强度与配筋率的提升会使得极限压区高度有所提高。
这说明,在配筋砌块砌体剪力墙延性设计中应注意对这两项因素进行控制,但这种控制需要维持在一定限度之内。
(六)砌块砌体抗压强度对剪力墙延性的影响。
这一因素对延性的影响规律同上文提高的轴压比正好相反。
砌块砌体的抗压强度越高,墙体延性性能越好。
这意味着,在配筋砌块砌体设计中应做到对其抗压强度的提升,但由于这一因素对整个剪力墙延性的影响比较大,因此在整体设计过程中对这部分因素的控制应在不影响其他因素的基础上进行,居于次要辅助地位。
(七)砌块砌体极限压应变能力对剪力墙延性的影响。
增大砌块砌体极限压应变能力够提高极限曲率,从而加大剪力墙的延性比。
这说明,在砌块砌体设计中应使这一数字始终处于较高位置,并且当剪力墙剪跨比与轴压比间的比值趋向于无穷小的时候,这种能力对延性起到的作用最为明显。
二、高层配筋砌块砌体剪力墙延性实用设计建议
针对上文所总结出的能够对剪力墙延性性能造成影响的因素分析,结合高层建筑施工的实际要求,笔者认为为确保整个剪力墙墙体的延性性能,在实际施工中应从以下几点加以关注。
(一)首先,高层建筑底部塑性区域内的墙体应采用100%灌孔。
其次,为提高轴压比值,在约束边缘构件的选取中应推行约束性的砌块砌体(约束板、水平箍筋砌体等)或是约束性混凝土。
最后、
约束混凝土的强度等级应尽量与墙体截面灌孔的强度等级保持一致。
(二)一方面,当建筑施工要求剪力墙截面呈现矩形形状且未考虑墙体约束边缘构件时,轴压比的具体比值应严格控制在0.10以内;另一方面,当添加有墙体约束边缘构件时,轴压比比值可以有所提高,但仍需参照配箍特征值的设计值严格控制在一定限度以内。
(三)对于工字型截面剪力墙而言,轴压比的限度值可以建立在截面具体尺寸的基础上,按公式:n=0.10+1.76(hf-b)/h+2(hf -b)-0.036来计算。
其中n为轴压比限度值,hf为剪力墙翼缘的宽度,h为墙体截面厚度,b为墙体截面长度。
值得注意的是在实际高层建筑项目中,翼缘宽度的取值应以墙厚12倍及墙长0.6倍为限。
三、结束语
总而言之,在高层建筑项目的实际施工工程中,要想使建筑质量及安全性能得到有力保障,就需要建立在对剪力墙延性能力有所影响的因素分析基础上,结合实际工程需要不断探索与归纳,使其能够更好的为工程应用提供便捷。
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