剪力墙结构经济性设计的技术措施
工程结构设计经济性与安全性的合理化建议
工程结构设计经济性与安全性的合理化建议王素萍【摘要】在建筑工程结构方案定案之初,结构工程师应对其所设计工程列出多种结构设计方案,并对各设计方案统计出相应的主要结构工程量,在此基础上进行多方案比选,选出安全,经济,适用的最优方案.多方案设计的首要问题是各方案均可保证结构工程的安全性,结构部位均无安全隐患,其次,在保证建设项目安全性的前提下,尽可能的降低建设项目的工程量及工程造价,使其具有更高的经济性.这就要求我国建筑行业的结构设计工作者具有更高的结构设计水平及经验.期望通过本文对工程设计中的经济性与安全性的方案讨论能够对工程结构设计水平的提升有所帮助.【期刊名称】《建材与装饰》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】2页(P74-75)【关键词】结构方案设计;安全性;经济性【作者】王素萍【作者单位】太原市城乡规划设计研究院九所 030002【正文语种】中文【中图分类】TU311.21 现行国家结构规范对结构安全性与经济性的体现在工程结构设计中满足建设与完工后使用过程中的安全性,并具备建筑物应有的使用功能需求是工程项目建设的根本性目的,而在此基础上考虑项目的经济优化,更是开发项目主体的主要目标。
现行国家设计规范贯彻执行国家的技术经济政策,也明确以做到安全,适用,经济,保证质量的原则为总则。
结构的安全性与经济性是相关的,但不是对立的,盲目的选择结构型式,或盲目加大建筑结构构件的截面尺寸或结构构件中的配筋,牺牲了经济性并不一定会带来结构安全性储备,反而可能会加大自重,使结构在受到水平地震作用影响时安全可靠度降低;反之,为了经济性对结构构件的截面尺寸减小到规范要求的最低要求以下,不顾工程实际情况,对结构分析计算软件的计算结果未经分析和验证,使结构存在安全隐患更是不可取的。
因此,如何能有效处理工程项目的安全性与经济投入节约之间的矛盾就成为了工程结构设计中的主要目标,这就要求结构设计人员在进行工程结构设计的同时,兼顾项目的安全需求和经济性能,依照相关标准、规范操作制定出最理想的设计方案,确保工程的安全性与经济性的协调统一。
剪力墙结构设计技术标准
剪力墙结构设计技术标准在现代建筑设计中,剪力墙结构因其良好的抗震性能和空间分隔能力而被广泛应用。
为了确保剪力墙结构的安全性、稳定性和经济性,制定一套科学合理的设计技术标准至关重要。
一、剪力墙结构的基本概念剪力墙,又称为抗震墙,是一种主要承受水平荷载(如风荷载、地震作用)的钢筋混凝土墙体。
它通过自身的刚度和强度来抵抗水平力,将其传递到基础,从而保证建筑物在水平荷载作用下的稳定性。
二、剪力墙结构设计的基本原则1、安全性原则设计应确保在规定的使用年限内,结构能够承受各种可能的荷载和作用,包括恒载、活载、风载、地震作用等,且在极端情况下不会发生倒塌或严重破坏,保障人员生命和财产安全。
2、适用性原则结构应满足建筑物的使用功能要求,如空间布局、净空高度等,同时要控制结构的变形和振动,确保使用者的舒适度。
3、耐久性原则选用合适的材料和构造措施,使结构在正常使用和维护条件下,具有足够的耐久性,能够抵抗环境因素(如腐蚀、风化等)的影响,长期保持其性能。
4、经济性原则在满足安全、适用和耐久的前提下,通过合理的设计和优化,降低工程造价,提高结构的性价比。
三、剪力墙结构的布置1、平面布置剪力墙应沿建筑物的主要轴线方向布置,尽量做到均匀、对称,以减小结构的扭转效应。
同时,应避免出现局部薄弱部位,使水平荷载能够均匀地传递到各个墙体。
2、竖向布置剪力墙应沿建筑物的高度连续布置,避免刚度突变。
在建筑物的底部和顶部,可根据需要适当调整剪力墙的数量和厚度,以满足结构受力和变形的要求。
四、剪力墙的尺寸和配筋1、墙厚剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级、风荷载等因素确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度不应小于 200mm,随着高度的增加,墙厚可逐渐减小,但不应小于 160mm。
2、墙长剪力墙的长度不宜过长或过短。
过长的剪力墙容易发生脆性破坏,过短的剪力墙则刚度不足。
一般墙长宜为 8 倍墙厚以上,且不宜小于15m。
3、配筋剪力墙的配筋应根据计算结果确定,包括水平分布钢筋和竖向分布钢筋。
高层剪力墙结构住宅配筋设计经济陛控制探讨
通剪力墙结构分析相 同 ,可采用三维杆系簿壁柱 剧 已有 的翘 曲变形 , 其 墙 肢 首先 开 裂 , 加 强 其 使 应 空间分析方法或空间杆墙组元 分析方法 ,其 中空 抗 震 构造 措 施 , 减 小 轴 压 比 , 大 纵 筋 和箍 筋 的 如 增 间杆 墙 组 元 分 析 方 法 计 算 模 型 更 符 合 实 际 情 况 , 配 筋率 。 精 度 较 高 。 目前 有 建 筑 科 学 研 究 院 的 T S A 、 B S P 3 高层短肢剪力墙结构在水平力作用下 , . 显 ST , A WE 清华 大学 的 T S 广 东省 建院 的 S W 等 U, S 结 构软件 均可 进行 相 关运 算 。 在进 行 了 以上 分 析 比较 后 , 《 层 建 筑 结构 按 高 设计与施工规范》 的要求 , 结合本项 目建筑平面布 置 复杂 , 面 转 角较 多 , 建 筑 层 数 为 1 平 且 6层 , 筑 建 高 度为 4 m的特 点 ,采 用 短 肢 剪力 墙 结 构 更 为有 9 利。短肢剪力墙既保 留了异形柱不 凸出墙面的优 点, 又克服 了异形柱框架抗震 性能不理想等缺点。
三、 结构选型与优化设计
( ) 构选 型 一 结
们新的住宅观念 的高层住 宅结构型式 , 短肢剪 即“ 力墙结构 ” 异形柱框架剪力墙结构 ” 和“ 型式。
大量的试验资料和理论分析表明, 异形柱的破 弯 小偏压破坏 、 压剪破坏等。影 结构设计 的经济性首先应满足结构设计基本 坏形态为 : 曲破坏 、 功能 , 即安全性 、 适用性和耐久性 , 而选 择适合的 响其破坏形态 的因素有 : 荷载 角、 轴压 比、 柱净高 结 构类型对结 构设计 的经 济性也起 着 重要 的作 用。随着人们对 高层住宅平面与空间要求的提高, 原 来普 通 框 架结 构 的 露 梁露 柱 、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
框架-剪力墙结构中剪力墙的设计
框架-剪力墙结构中剪力墙的设计框架剪力墙结构中剪力墙的设计在现代建筑结构设计中,框架剪力墙结构因其良好的抗震性能、较大的空间灵活性以及相对经济的成本,被广泛应用于各类高层建筑中。
剪力墙作为这种结构体系中的重要抗侧力构件,其设计的合理性直接影响着整个结构的安全性和经济性。
接下来,让我们深入探讨一下框架剪力墙结构中剪力墙的设计要点。
一、剪力墙的作用与工作原理剪力墙,顾名思义,是一种能够承受水平和竖向荷载的墙体结构。
在框架剪力墙结构中,剪力墙主要承担水平荷载,如风荷载和地震作用,将其传递到基础。
当水平荷载作用于结构时,剪力墙通过自身的抗弯、抗剪能力来抵抗水平力。
其工作原理类似于一个竖向放置的悬臂梁,墙肢的弯曲变形和剪切变形共同消耗了水平荷载产生的能量。
二、剪力墙的布置原则1、均匀对称原则剪力墙的布置应尽量均匀、对称,使结构在各个方向上的抗侧刚度相近,避免因刚度分布不均匀而导致结构在地震作用下发生扭转破坏。
2、周边布置原则在建筑物的周边布置剪力墙,可以有效地增加结构的抗扭刚度,减小结构的扭转效应。
3、纵横墙相连原则纵横墙相互连接,可以形成有效的抗侧力体系,增强结构的整体性和稳定性。
4、避免短肢剪力墙短肢剪力墙的抗震性能相对较差,应尽量减少其使用。
三、剪力墙的类型1、整体墙当剪力墙的洞口面积小于墙体面积的 15%,且洞口之间的净距及洞口至墙边的净距大于洞口长边尺寸时,可视为整体墙。
整体墙的受力性能较好,具有较大的抗侧刚度。
2、小开口整体墙洞口面积稍大,但仍能符合一定的条件时,可视为小开口整体墙。
其受力性能介于整体墙和联肢墙之间。
3、联肢墙当洞口面积较大,墙肢之间通过连梁连接时,形成联肢墙。
联肢墙的墙肢和连梁协同工作,共同抵抗水平荷载。
4、壁式框架当连梁的刚度较大,墙肢的线刚度与连梁的线刚度接近时,剪力墙的受力性能类似于框架,称为壁式框架。
四、剪力墙的尺寸设计1、墙厚剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体的受力情况确定。
框架剪力墙结构设计要点
框架剪力墙结构设计要点在现代建筑设计中,框架剪力墙结构因其具备良好的抗震性能、较大的室内空间利用率以及灵活的布局等优点,得到了广泛的应用。
要确保这种结构的安全性、可靠性和经济性,合理的设计至关重要。
以下将详细阐述框架剪力墙结构设计的要点。
一、结构布置1、剪力墙的布置剪力墙应均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间及平面形状变化较大的部位。
这样可以有效地提高结构的抗扭性能和整体稳定性。
同时,剪力墙的长度不宜过长,避免出现单片剪力墙承担过大的水平荷载,导致过早破坏。
2、框架柱的布置框架柱应尽量做到上下贯通,避免在同一楼层出现框架柱截面尺寸和位置的突变。
柱网的布置应满足建筑使用功能的要求,同时要保证结构的受力合理。
3、梁的布置梁的布置应与剪力墙和框架柱协同工作,形成良好的传力体系。
框架梁应尽量避免穿过剪力墙,以免削弱剪力墙的承载能力。
二、抗震设计1、抗震等级的确定根据建筑物所在地区的抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素,准确确定框架剪力墙结构的抗震等级。
抗震等级的确定直接影响到结构构件的配筋和构造要求。
2、地震作用计算采用合理的计算方法,如底部剪力法、振型分解反应谱法或时程分析法,计算地震作用下结构的内力和位移。
在计算过程中,要考虑扭转效应的影响。
3、抗震构造措施根据抗震等级,对框架柱、剪力墙、框架梁等构件采取相应的抗震构造措施,如加密箍筋、设置约束边缘构件等,以提高结构的延性和耗能能力。
三、荷载取值1、恒载包括结构自重、建筑装修材料重量、固定设备重量等。
在设计过程中,应根据实际情况准确计算恒载的大小。
2、活载按照《建筑结构荷载规范》的规定,合理取值各类活荷载,如楼面活载、屋面活载、风荷载等。
同时,要考虑活载的不利布置对结构内力的影响。
四、结构分析1、模型建立采用合适的结构分析软件,建立准确的框架剪力墙结构计算模型。
在模型中,要正确输入构件的几何尺寸、材料特性、荷载等参数。
2、计算结果分析对结构分析的计算结果进行仔细分析,包括结构的自振周期、位移比、层间位移角、内力分布等。
高层建筑剪力墙结构优化设计
浅析高层建筑剪力墙结构优化设计摘要:随着我国经济高速发展,科学技术快速进步,新产品新技术的应用,城市高层建筑随之快速发展。
其中,剪力墙结构具有较大的抗侧刚度和竖向承载力,成为高层建筑普遍采用的结构形式之一。
本文从高层建筑剪力墙结构的计算、经济含钢量等方面入手,探讨了高层建筑剪力墙结构设计优化方法及优化措施。
从而达到建筑结构的整体优化,实现高层建筑结构设计科学、合理、经济、安全的设计目的。
关键词:高层建筑;结构设计;剪力墙结构中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:1 合理的结构布置结构的布置对建筑物的抗震性能有巨大的影响,合理的结构布置是结构安全、经济的前提。
主要从平面和竖向布置两个方面进行考虑。
1.1平面布置原则。
高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规则的平面形状,这样可以减少扭转的影响。
宜选用风压体形系数较小的形式,还必须考虑有利于抵抗水平作用和竖向荷载,受力明确、传力直接。
1.2竖向布置原则。
竖向布置应使体型规则、均匀,避免有较大的外挑和内收,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
剪力墙结构为了底部大空间的需要,底层或底部若干层剪力墙不落地,可能产生刚度突变,这时应尽量增加其他落地剪力墙、柱或筒体的截面尺寸,并适当提高相应楼层混凝土的强度等级,使层刚度的突变减小。
2 剪力墙结构设计分析2.1剪力墙结构刚度大,整体性好,用钢量较省。
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,便于室内装修,因此,在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。
2.2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。
2.3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)。
建筑剪力墙结构设计要点分析浦健
建筑剪力墙结构设计要点分析浦健发布时间:2023-05-09T05:48:45.259Z 来源:《工程建设标准化》2023年5期作者:浦健[导读] 社会经济的不断提升带动了建筑工程的发展,人们对于建筑的结构性能提出了越来越高的要求江苏浩森建筑设计有限公司江苏常州 213000摘要:社会经济的不断提升带动了建筑工程的发展,人们对于建筑的结构性能提出了越来越高的要求,对建筑结构设计质量也更加的关注。
剪力墙是建筑工程中重要的抗震部件,其优化设计对确保建筑的安全性有着重要的意义。
对此,需要对剪力墙结构设计过程中存在的问题进行分析,采用科学合理的优化措施完善结构的设计,从而确保工程施工的安全性。
本文从剪力墙设计重要性入手,对于建筑结构设计中的剪力墙设计要点进行了分析。
关键词;建筑结构;剪力墙;刚度;平面前言:剪力墙结构设计不仅关系到剪力墙结构施工质量及安全,还关系到整个建筑工程结构稳固性、工程质量,故必须结合实际合理设计剪力墙结构。
为了增强建筑强度和抗震能力,在建筑的结构设计过程中,根据建筑的结构设计特点,通过对剪力墙进行结构设计上的优化调整,使其在材料用量上有所减少,提升其经济性,并且在结构的抗震性能上也有所提升。
1、建筑剪力墙结构设计重要性剪力墙结构设计直接关系到建筑工程的结构安全及设计质量,所以不断提高剪力墙结构设计水平及施工质量是非常必要和重要的。
“剪力墙”指具有较高稳定性、强大抗震功能及抗风性能的一种墙体结构,也称为“抗震墙”。
多数剪力墙都使用钢筋混凝土结构,所以在建筑行业领域也被称为结构墙,能够同时承受地震和风两种外力所带来的荷载,降低自然灾害造成的工程质量及安全问题的发生率。
剪力墙设计的种类繁多,因此设计人员应该建筑结构的具体需要来选择合适的剪力墙结构类型。
剪力墙结构的设计目标还体现在剪力墙结构役计者应该根据具体的建筑特点来进行设计,从而能够促进建筑工程整体强度的有效提升。
剪力墙设计有着自身明确的设计目标。
如何提高结构设计的经济效益
如何提高结构设计的经济效益一、引言在建筑行业中,经济效益是衡量一个项目成功与否的重要标准。
提高结构设计的经济效益不仅可以降低项目成本,还能提高资源利用率,实现可持续发展。
本文将探讨如何通过优化设计、选择合适材料、应用先进技术以及管理优化来提高结构设计的经济效益。
二、提高经济效益的策略1. 优化结构设计通过科学合理的结构设计,可以在保证安全和功能的前提下,减少材料用量和施工难度,从而降低成本。
1.合理选择结构形式:根据建筑物的使用功能和地理环境,选择最合适的结构形式,如框架结构、剪力墙结构等,以达到最佳的经济效益。
2.简化结构构件:通过简化和标准化结构构件的设计,减少异型构件和复杂节点,降低施工难度和成本。
3.优化荷载分布:在设计阶段合理分配荷载,减少结构不必要的超强设计,降低材料消耗。
2. 选择经济适用的材料材料选择直接影响建筑成本,选择经济适用且性能良好的材料是提高经济效益的重要途径。
1.使用高强度材料:高强度材料能够在相同荷载下减少用量,从而降低总材料成本。
2.新材料的应用:如高性能混凝土、复合材料等,虽然单价较高,但其性能优越,整体经济效益较高。
3.当地材料的使用:尽量选择当地材料,减少运输成本,同时促进当地经济发展。
3. 应用先进技术先进技术的应用可以提高设计和施工的效率,减少浪费,降低成本。
1.BIM技术:建筑信息模型(BIM)技术能够在设计阶段模拟和优化建筑结构,减少设计变更和施工错误,降低成本。
2.预制装配技术:预制装配式建筑可以提高施工速度,减少现场工作量,降低人工成本和材料浪费。
3.智能监测与维护:通过智能监测技术,及时发现和处理结构问题,延长建筑物使用寿命,降低长期维护成本。
4. 管理优化良好的项目管理可以提高工作效率,减少浪费,控制成本。
1.全面预算管理:在项目初期制定详细的预算计划,并严格执行,避免超支。
2.优化施工组织:通过合理安排施工顺序和工序,减少工期,降低施工成本。
高层剪力墙住宅结构优化设计
高层剪力墙住宅结构优化设计1. 引言随着我国城市化进程的不断推进,高层住宅建筑已经成为城市居住的主要形式之一。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中常用的一种结构形式,其设计合理性对建筑的安全性、稳定性和经济性具有重要影响。
本文将探讨如何对高层剪力墙住宅结构进行优化设计,以提高其性能和效益。
2. 剪力墙结构特点及优化目标剪力墙结构具有较高的抗侧刚度、良好的抗震性能和较大的使用空间,但其自重较大,材料消耗较多,且墙体较为厚重,影响室内采光和通风。
因此,剪力墙结构的优化应围绕提高结构性能、降低成本、改善室内环境等方面展开。
3. 结构优化设计方法3.1 合理布置剪力墙1.根据建筑平面布局和功能需求,合理划分剪力墙的位置和尺寸,使墙体既能够满足结构受力需求,又能够兼顾室内空间使用。
2.在保证结构安全的前提下,适当减小墙体厚度,以降低自重和提高空间利用率。
3.2 采用新型材料及构件1.采用高强度钢材、高性能混凝土等新型材料,以提高剪力墙的承载能力和降低自重。
2.引入钢框架、空腹墙等新型构件,以提高结构的抗震性能和减小墙体厚度。
3.3 优化结构体系1.采用框架-剪力墙结构,使剪力墙与框架共同承担水平力,提高结构的整体稳定性。
2.考虑采用多重剪力墙体系,通过设置多道墙体,提高结构的抗侧刚度和抗震性能。
3.4 合理设置连梁1.合理设置连梁的截面尺寸和连接方式,以提高剪力墙之间的协同工作性能。
2.考虑连梁的屈服强度和极限强度,以保证结构在地震作用下的安全性。
4. 结构优化设计实例以一栋18 层的高层剪力墙住宅为例,采用上述优化方法进行设计。
经过优化,该结构在满足安全性的前提下,自重降低约 10%,墙体厚度减小约 20%,且室内空间利用率得到提高。
5. 结语高层剪力墙住宅结构优化设计应注重合理布置剪力墙、采用新型材料及构件、优化结构体系和合理设置连梁等方面。
通过这些方法,可以提高结构的性能和效益,满足现代城市居住的需求。
6. 结构优化设计软件应用在实际设计过程中,为了更好地实现结构优化,可以借助结构优化设计软件进行模拟和分析。
剪力墙结构抗震设计与经济性分析
剪力墙结构的抗震设计与经济性分析【摘要】为了保证高层建设综合效益的提升,我们要进行高层建设结构设计的优化,确保其剪力墙结构体系的健全,满足人们日常生活的需要,这就我们需要根据实际情况,进行其刚度环节、抗风能力及其抗震性能的优化,促进其高层建设的总体环节的优化,满足社会经济的发展需要。
【关键词】剪力墙;抗震设计;经济性;设计方案;管理应用;研究总结一、关于剪力墙抗震设计环节的优化1.为了确保剪力墙结构的优化,促进其功能的完善,我们要进行其剪力墙目的的深化,确保其抗震能力的提升,通过该目的的深化,确保其建筑结构的完善,以有效降低其建筑构件的损坏程度满足日常生活的需要。
我们要根据相关的建筑抗震设计规范,确保其抗震设计目的的优化,确保其实际建筑工作的稳定运行。
第一种级别就是对地震作用的应用,保持其剪力墙的稳定运行,避免其受到损坏。
第二种级别就是在应对中等强度的地震作用时,通过相关环节的优化,确保其剪力墙的正常使用。
第三种级别就是通过对其罕见的地震作用的应用,确保其剪力墙环节的稳定运行,保证其整体抗震性能的提升,来满足工程的发展需要。
为了确保其剪力墙整体运作环节的优化,我们要进行剪力墙概念设计的优化,通过对精准力学的分析,促进其相关数值的计算,从整体运作角度上进行剪力墙结构及其相关方案的控制,确保其概念设计环节的优化,进行其方案设计方案的欧化,进行一系列的抗震防线的建立,保证其剪力墙结构的优化。
其现浇混凝土结构主要表现为内外墙,其内墙是一种现浇混凝土结构,其外墙是一种框架结构,这种类型的剪力墙结构主要表现为短肢剪力墙,所谓的短肢剪力墙是墙肢厚度在300毫米之内的结构。
墙肢的长度为厚度的 4 -8 倍剪力墙结构。
实践表明,建筑外边缘和角点墙肢、底部外围墙肢、连梁等是剪力墙结构抗震薄弱环节,对于这些薄弱点,要加强概念设计。
墙段与墙肢的高度比应大于 2,墙肢超 8 米要设洞口,各墙段之间设连梁,连梁长度不宜超 6.0 米,否则会形成局部长剪力墙。
剪力墙结构设计简析
剪力墙结构设计简析摘要:随着我国社会经济的发展,人民的生活水平不断提高,人们对于住房的需求也越来越多,在土地资源有限的情况下,应用于高层建筑中的剪力墙技术也应运而生了。
本文对剪力墙结构设计进行了简要介绍,阐述了剪力墙结构设计的优化方法,提出了提高剪力墙结构施工质量的建议。
关键词:剪力墙;结构设计;应用引言对于不同的建筑结构中剪力墙的应用有着不同的结构设计方法,这就要求建筑设计人员能够根据使用要求和实际情况来进行剪力墙的优化设计,从而保证剪力墙布置的合理性和适用性。
一、剪力墙结构特点分析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。
剪力墙结构的侧向刚度大,在水平力作用下的侧移较小,承载力较大,且整体性较好。
通过合理的设计,可以将剪力墙优化成抗震性能良好的延性剪力墙。
优化合理的剪力墙结构承载力大,侧向变形小,且有一定延性,在多次大地震中,剪力墙结构破坏较小,相对于其他结构形式,表现出很好的抗震性能。
但剪力墙的最大间距受到限制,平面布置不够灵活,建筑空间受到一定影响,因此一些需要大空间的建筑使用剪力墙结构就受到了一定的限制。
对于上部为住宅,底部几层为商场的高层建筑,对影响建筑使用空间的剪力墙,可以采用框支梁、框支柱来进行转换,扩大使用空间。
二、剪力墙结构的设计原则1、建筑物楼层之间进行调整最小剪力系数的原则为了降低建筑结构自身的重量,增加建筑承受地震的能力,在结构设计的过程中,应该尽可能少的布置剪力墙,这就需要结构底部剪力墙承受的根据第一振型计算的地震倾覆力矩不能超过剪力墙结构承受总的底部地震倾覆力矩的40%,这时,可以通过将剪力墙墙体进行大开间的处理,以使剪力墙结构能够拥有很强的倾向刚度。
这样就可以保证建筑物楼层之间的最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目的。
2、调整建筑物楼层与楼层之间最大位移和楼层商之闻的比例普通建筑设计的重点在于楼层与楼层之间存在的扭转变形和剪切变形的处理。
高层建筑剪力墙结构的经济性设计
603 ) 10 1
用短 肢剪 力 墙 结构 体 系。2 0层 以下 的 高层 住 宅 在 采用 传统 的现浇 剪 力墙 结 构 时 , 各墙 肢 轴 压 比计 算
值往 往较 小 , 体配筋 为构 造配筋 , 墙 墙体 承载 能力没 有 得到充 分发 挥 , 程 费用 偏 高 。这 时可 采用 一 种 工
层 刚度 , 减小 上下层 刚度 比 , 这样 势必会 增加 工程费
数这两个因素来满足设计要求 , 以降低工程造价。 () 1 层数较 少 ( 2 如 0层 以下 ) 的高层 住 宅 , 可采
建材技 术与应 用 1 /0 7 20 2
和变形集中, J J —20 《 而 G 02 高层建筑混凝 土结构 3 设计规范》 以下简称《 ( 高规》 规定 , ) 下层 的刚度应 不 小于上 层 刚度 的 7 0% 。在实 际的工程 设计 中, 为 了满 足 这一要求 , 常采 取 加 大下 层 核心 筒 剪 力墙 厚 度、 柱子 断面或 混凝 土强度 等级 等措施 , 以提 高框支
( ) 构布 置 应 注 意 考 虑 能 削 弱 地震 反 应 、 1结 平
线 刚度 比 , 以满 足 “ 柱弱 梁 ” 强 的抗震 设 计原 则 。采
用短肢剪力墙结构 , 由于合理地将一部分钢筋混凝
土墙 置换 成砖墙 或其他 砌体 , 使得 结构 自重减轻 , 并
降低 了偏 大 的结 构 刚度 , 结构 地震反 应减 小 , 程费 工
用 较高 的缺点 , 降低 高 层建 筑 剪 力墙 结 构 的 造价 和
材料 消耗 量 , 是 考 核 结 构 设 计 水平 的 重 要 指 标 。 这 本 文根据 笔者 多年来 的工 程设 计 实 践 , 探讨 了使 高 层 建筑剪 力墙结 构设计 更经 济 的措 施 。
两种结构剪力墙的技术及经济性比较
[ 收稿 日期 ] 20 —0 0 0 7 6— 6 [ 者简介] 郑 作 松 (9 3一) 男 , 江 徐 姚人 , : 师 , 事 建 1 7 , 浙 j程 从
筑工程管理与设 i3 作。 l: -
维普资讯
贾
君等 : 两种结 构剪力墙 的技术及经济性 比较
配 筋 砌 体 剪 力墙 房 屋 适 用 范 围
触
m
层 数 对 应
, I jm 五 曰 ,
的抗震等级
类 , 征周期 为 04 ; 特 .5水平地震作用影 响系数最大值为 0 0 ; .4 剪力墙底部加强 区高度为 3层。此房屋高度范 围内, 混凝 土
剪力墙抗震等级 为四级 , 配筋砌体剪力墙抗震等级为 三级 。
S utrlora, 00 74 :53—53 t c aJunl 20 ,9 () 5 r u 6.
[ ] 焦俊婷 , 4 叶英华 ,了 . /波 钢筋混凝 土偏 压构件 截面非线性分析 高 斯积分法[]北京航 空航天大学学 报 ,03 2 () 30 7 . J. 2 0 ,9 4 :7 —33
7 9
表3 Biblioteka 灌 孔砌 的 强 度 值
混凝 土 剪力 墙 的 竖 向和 横 向分 布 钢筋 最 小 配筋 率 为
O2 % , 筋 间距 不 宜 大 于 墙 厚 的 I1 , 筋最 小 直 径 为 鹋 。 .0 钢 /0钢
表 4 配 筋砌体 剪力墙体 的一般 位置实际配筋率
配筋较大 , 因为它在 塑性 状态 浇注 , 在水 化过程 中产生显 著
收缩。实际 20厚 混凝 土墙体 中配筋 为 2 @20时 , 0 鹋 0 配筋
率为 O笱2% ; . 5 配筋为 2 0 0 , 雪l⑥20时 配筋率 为 O32 %; .95 由
浅谈剪力墙结构设计注意事项
浅谈剪力墙结构设计注意事项剪力墙结构在建筑工程中有着非常好的作用效果,因此在剪力墙结构的设计中,要根据剪力墙设计的标准进行,促进剪力墙的施工达到剪力墙设计的每一项规范需求,确保剪力墙结构设计的可行性、经济性,进而减少施工项目施工成本。
一、剪力墻结构设计需要满足的指标1 、剪重比在抗震设计比中,剪重比是一个非常重要的参数,在高层建筑框支剪力墙结构的设计中更是如此。
剪重比是否合理、规范,对剪力墙来说具有十分重要的意义。
如果剪力墙结构的设计周期比较长,它将会受到地面位移及加速度变化的破坏,而传统的振型分解法又难以作出准确的计算。
由于地震影响系数往往波动很大而且下降较快,在长期的作用下给选值增加了难度,由此计算出来的结构效应可能不符合实际情况。
因此,在建筑框支剪力墙结构设计中,必须要与各楼层水平地震力确定其最小值,满足了该最小值才能符合安全方面的要求。
如果满足不了,则应进行及时的调整。
2、刚重比刚重比设计与剪力墙结构的整体稳定性息息相关,刚重比是结构刚度与重力荷载之比,也是重力二阶效的主要参数。
在建筑框支剪力墙结构设计中必须要重视刚重比的设计,使其满足建筑结构设计的相关要求。
如果出现设计不合格的情况,有可能会引起结构失稳甚至倒塌。
此外,在计算建筑框支剪力墙结构的时候应符合相关规定,结合工程的实际情况对每层刚重比进行设计。
3、位移比位移比是控制结构整体抗扭特性和平面不规则的重要指标,包含两项内容:楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值和楼层竖向构件的最大层间位移与平均层间位移的比值。
计算位移比仅考虑墙顶、柱顶等竖向构件上节点的最大位移,不考虑其他节点的位移。
规范规定位移比按刚性楼板假定计算,高层建筑还应考虑偶然偏心的影响4、位移角层间位移角是控制结构整体刚度和不规则性的主要指标,也应在刚性楼板假定的情况下计算。
计算结果满足规范要求。
5、周期比周期比是控制结构扭转效应的重要指标,是结构扭转刚度、扭转惯量分布大小的综合反应。
浅谈剪力墙结构高层建筑的优化设计方法
建 筑 科 学
浅谈剪力墙结构高层建筑 的优化设 计方法
杜 娟
( 秦皇 岛经 济技术开发 区建筑设计所 , 河北 秦皇 岛 0 6 6 0 0 4 ) 摘 要: 建筑业作为 支柱产业, 在促进地方经济建设 中发挥着重要作 用。其中以剪力墙为主的高层建筑结构体 系又是这一时代 的典型代表。因此, 在 结构设计中应充分考虑其经济性与合理性。文章通过分析剪力墙结构的特点 , 针对剪力墙 结构高层建筑的 设计原则与优化设计方以进行探讨。以期为优化 高层建筑结构体 系, 有效节约工程造价提供理论参考。
关键词: 剪 力墙 ; 高层 建筑 ; 优 化设 计
分墙体 , 这就有效降低了混凝土的使用量 ; 再就是用梁柱来代替楼 剪力墙是一种能够较好 的抵抗水平荷载 的墙体结构 。 剪力墙 由 板, 在隔墙处设置梁, 将楼板的厚度控制在 l O O m m, 这不仅降低了混 于可以有效 的抵抗建筑的水平荷载 , 所以在建筑总体的墙面结构上 凝土的使用量 , 而且很大成分有 了可用空间, 但要注意 , 由于建筑开 就表 现 出 以下 几个 特 点 : 室 内墙 面较 为 平 整 : 结 构 自重 大 , 吸 收地 震 间和进深一般都较 小 , 而取梁宽又与隔墙具有相等厚度 , 所 以在设 的 能量 大 ; 抗侧 刚度 大 , 侧 移小 ; 一般情况下 , 剪 力 墙 体 的墙 肢 截 面 计时 , 要进行宽度测量 , 避免露梁。剪力墙 自身厚度 的减少 , 也是实 高度与厚度之 比非常大 , 在水平荷载力的作用下 , 通常抗剪 刚度会 现 自身重量降低的一种有效方式 , 在工程 实践 中, 一 般剪 力墙 厚度 起到有效的控制作用, 因此它的耗能较差 。所 以常ห้องสมุดไป่ตู้将其应用在 2 0 分为 2 0 0 m m和 3 0 0 m m两种 , 沿 高度分为两次变化 , 即为 由低 到 高 层数以上 的高层或特高层建筑设计 中 ,当剪力墙 的洞 口较小 的时 和由高到低 , 如 由低 到高为 2 0 0 m m至 3 0 0 a r m, 反之则是 由高到低 , 候, 剪力墙整体的性能是 比较好 的, 剪力墙截 面弯 曲程度 的破坏极 这就 要 求 在 设 计 时 , 对剪力墙厚度进行控制 , 在 符 合 厚 度 标 准 的 同 限承载力可以依据全截面的抗弯计算 。 其次 , 应用剪力墙结构设计 , 时, 尽 量 相 对较 少 剪力 墙 厚 度 , 以减 轻 剪 力墙 重 量 。 会 给 室 内框 架 结 构 呈 现 出简 洁 , 没有露梁与露柱的现象 , 建筑外形 剪 力墙 的抗震 性 是 由剪力 墙 的 刚性 决 定 的 , 这 就 要求 在 剪 力 墙 也会美观许多, 更便于室内的装饰和布置。 但也存在着很多的缺点 , 设计时 , 要注意刚性设计 。 在进行结构纵向布置时 , 高层建筑的侧 向 比如由于建筑剪力墙结构的抗侧 刚度很大 , 就会引起 比较大的地震 刚度 应 当 下 大 上 小 , 避免刚度变化 , 对该工程 而言 , 其 属 于 高 层 转 反应 , 使得建筑上部的结构体 和基础建设费用会增高 ; 由于建筑 工 位 , 转换层 的上下等效侧 向刚度 比例应该接近 1 . 1 , 不 能够大于 1 . 5 , 业混凝土墙体所呈现 出的特点 , 使得高层建筑 的重量增加 , 这也 同 在设 计中 , 要强化下部 , 弱化上部 , 尽量避免薄弱层的出现 , 尽可能 样会引起较大的地震反应 , 进而造成资源上的浪费 。 的使 用剪力墙落地 , 在必要 的部分采用 L型剪力墙 , 这就增大 了底 2剪 力墙 结 构 高层 建 筑 的设 计 原 则 部刚度 : 底层要加大剪力墙 的厚度 , 上部剪力墙厚度降低 , 而转层一 2 . 1调整 楼 层最 小 剪 力 系数 方 面 的原 则 下 剪 力墙 的厚 度 区为 2 5 0 m m, 上部厚度为 2 0 0 m m, 这 就有 利 于基 层 设计 中剪力 墙 结 构 的布 置 要尽 量 减 小 , 大 开 间 的 剪力 墙 结 构 布 的稳定 , 增强了防震性 。其次 , 底部剪力墙在设计时尽量不要开洞 , 置是 最 好 的设计 方 案 , 侧 向刚 度结 构 可 以达 到较 为 理 想 的状 态 。楼 若处于需要进行开洞时要开小洞 ,在较长的墙体上开设结构洞时 , 层 问 的剪 力 系数 尽 量 小 , 但不能超出规范的极限范围, 短 肢 剪 力 墙 要 用 轻 质 墙 体 进行 填 充 , 以避 免 刚度 削 弱 太 多 ; 适 度 进 行 剪 力 墙 间 承 受 的地 震 倾 覆 力 矩 于 整体 总底 部 承 受 的地 震 倾 覆 力 比要 小 于 或 距 扩 展 , 以减 , b N性 。 等于 1 : 4 , 这 样 既 可 以减 轻 结 构 自重 , 同 时 降 低 了地 震 带来 的 危 害 3 . 2 转换 层 设计 又 可 以节 约用 费 。 目前 转换 层 的做 法 有 巨 型 梁 转换 、 厚板转换层等 , 而 以转 换 梁 2 . 2调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则 的型式最为常见 , 它设计简单 , 广泛用于底层大空 间剪力墙结构 中, 规 范 规定 的 最大 的楼层 间 的位 移 在计 算 的时 候 , 如 果 楼 层地 区 在进行设计时 , 要注意层刚 比, 使用弯剪刚度 , 而不是剪切刚度 , 进 地震比较频 繁, 所用的标准值产生的楼层计算可以保 留在结构的整 行 层 抗剪 承 载 能力 比例设 计 ,根据 强转 换 弱 上部 原 则 进 行设 计 , 根 体弯曲变形 ,应该计人扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑 中。 据强柱弱梁 的原则进行框支架设计 , 这样 可以有效提升建筑 的抗震 高层建筑重点考虑的方面就是楼层间的扭转和剪力变形。 结构的剪 能力 。 具体来看 , 首先要减轻转换层 自重。 出于对建筑安全性以及抗 切变形由竖向构建 的数量决定着 , 在建设施工 中, 有足够 多数量 的 震 能 力 的考 虑 , 转换层设计时 , 控制楼板厚度 , 优 先 考 虑 梁 系转 换 , 构件还是远远不够的 , 更要考虑构建的布局是否合理 , 如果不合理 , 将梁高定于 2 . 5 米, 梁宽定 于 1 . 5米 、 1 . 8米和 2 . 1 米, 而不是将所有 就 会 产生 过 大 的扭 转 变形 , 楼 层 间 的位 移 就达 不 到 要求 。 因此 , 对 于 转 换 层 以厚 板 材 料 来 设 计 , 这 就 相 对 减 轻 了转 换 层 的 自重 , 同 时 也 高 层 建筑 而 言 ,不 能 只是 以楼层 间 的位 移 来确 定 竖 向构 件 的 刚度 , 有效 的控制了厚板材料带来 的经济投入, 在一定程度上降低 了建筑 而 应 该尽 量 减小 扭 转 变形 。 成本 。其 次 , 转 换 梁使 用 弯 剪 刚 度 , 合 理 调整 层 抗 剪 承 载能 力 比例 , 2 . 3 调整 剪 力墙 结 构 连续 超 限 方面 的原则 存设 计 时采 取 部 分 封 底 , 形成箱形 , 这 就有 效 地 以空 间的 形 式 提 升 剪力 墙 结构 的连 续跨 高 比太小 会 导 致 弯 矩 出现 及 剪 力 过 大 , 超 了 建 筑 承载 力 , 将 转 换层 上下 板 厚 控 制 在 2 0 0 m m, 而对 于部 分 箱 型 过规范限度 , 跨高 比一般大于或等于 2 . 5 。规范规定 , 在跨高 比小于 转换层 , 提升其挖空率 , 这不仅节省 了混凝土的使用量 , 而且在很大 5的 时候 , 连 续 梁不 能 够拆 减 。跨 高 比的正 确 选 择 , 可 以很 好地 避 免 程 度 上 降低 了转 换 梁 的重 量 , 而这 正 加 强 了梁 的 抗扭 刚度 , 提 升 了 弯矩 及 剪力 过 量 , 可保 持 在 规定 范 围 内 。 在 结 构设 计 时 , 如 果 可 以有 建 筑 的抗 震 力 。 最后 , 在 转换 梁 与 中筒 连 接设 计 中 , 将 钢筋 混 凝 土柱 设 置 在 在 转 换层 的高 度 范 围简 体 处 , 加强两者之间的连接 , 这 就 在 效合 理 的用 上 这 些 , 可 以大 大 降低 工程 成 本 。 剪 力墙 结 构 不 只应 该符 合 相 关 规 定 , 在设 计 时 要 考 虑 多方 面 的 稳 固了上 层 建 筑体 的同 时 , 有效 地 防 止 了地 震 发 生 而造 成 的 脱 节 现 因素 , 建筑物的平面 、 立面应尽量均匀 , 剪力墙结构应尽量远离房屋 象 。 4 结 束语 中心 , 以保 证 房屋 整 体 的抗 扭 。 总之 , 在实际工程设计 中 , 合理的剪力墙 布置以及采用合理的 3剪力墙结构高层建筑的优化设计方法 3 . 1上部剪力墙设计 计算模型都至关重要 , 既要满足建筑 的需要 , 又要保证结构的安 全。 在施工图的绘制中, 应该注意一些表达 , 使之既满足规范要求 在其设计时要以减轻 自重 , 增强刚度 , 增强抗震能力为主。 减轻 另外 , 结构 自重 , 最直接的办法是减少混凝土用量。 在楼板设计 中, 由于楼 又达 到 了节 约 工 程造 价 的 目的 。 参考 文 献 板覆盖整个建筑面积 , 占据 整个 建筑 的相 当一 部 分 重 量 , 这 就 要 求 进行楼板厚度控制 , 减小楼板厚度 , 即为减少单位面积的混凝土使 [ 1 ]  ̄I N民 用建 筑 工程 设 计技 术�
高层建筑剪力墙结构设计优化探究
高层建筑剪力墙结构设计优化探究摘要:剪力墙这种墙体结构已经走进了人们的生活,本文就如何进行高层建筑剪力墙结构的优化设计展开研究,详细的探讨了剪力墙结构设计的优化措施以及防范,从而整体优化建筑结构,使优化设计达到安全、经济以及科学的目的。
关键词:高层建筑剪力墙结构上设计优化前言:在经济社会飞速发展的今天,人们越来越关注居住空间,对它的要求也越来越高。
60年代出现剪力墙结构,以其刚度大,能有效地减少侧移,且具有较好的抗震性能的有点,受到建筑业内人士的广泛关注。
1. 剪力墙的相关介绍。
1.1剪力墙的概念。
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,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,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。
它由空间结构是由一系列纵向、横向剪力墙及梁、板等组成,纵向、横向剪力墙刚度都很大,侧移小,所以它的抗震及抗风性能都较强,比较适合高大的建筑物。
因此,在高层剪力墙结构设计中,不仅要发挥这种结构体系的优点,而且要改进其工程费用较高的缺点,降低高层建筑剪力墙结构的造价和材料消耗量。
剪力墙的优点有很多,例如:墙肢长度远大于厚度、平面内刚度大,承载力强、平面外刚度小,承载力弱等。
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。
但它也存在一些缺点:剪力墙结构抗侧刚度大,会引起较大的地震反应,使得上部结构和基础费用增加;混凝土墙体比较重而且应用较多,不仅造成浪费,还容易引起较大的地震反应;剪力墙墙体中轴压低,墙肢承载力发挥不足;剪力墙结构中墙体多为构造配筋,结构延性较差。
1.2剪力墙的分类及设计原则。
剪力墙的分类:整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙等几类。
下面就简单介绍一下这几种剪力墙。
整截面墙,就是墙面上不开洞或开很小的洞,受力性能类似整体的悬臂构件,设计时应尽量将竖向钢筋分布在墙肢两端。
整体小开洞墙,它的受力性能也可按整体悬臂构件考虑,这种墙体对墙肢的局部弯矩要求很高。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究摘要:本文以剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究为题,通过对最近几年的文献和真实数据的搜集和分析,总结了剪力墙结构设计在建筑结构中的应用和优缺点,探讨了如何合理地应用剪力墙结构设计,提高建筑结构的安全性和经济性。
最后,本文还对剪力墙结构设计在未来的发展趋势进行了展望。
关键词:剪力墙;建筑结构;设计;应用;研究一、引言剪力墙结构是一种具有较高承载力和刚度的结构形式,它在建筑结构设计中有着广泛的应用。
剪力墙结构是将建筑结构中的墙体设置为剪力墙,通过剪切力的作用来承受水平荷载,从而保证了建筑的整体稳定性。
本文将从剪力墙结构的定义与分类、剪力墙结构设计的应用、剪力墙结构设计的优化以及未来趋势等方面,探讨剪力墙结构在建筑结构设计中的应用研究。
二、剪力墙结构的定义与分类剪力墙是一种非常常见的建筑结构形式,是由混凝土、砖石或钢筋混凝土等材料构成的墙体结构,具有较高的承载力和刚度,能够有效地承受水平荷载和抵抗地震力的作用,提高建筑的整体稳定性。
剪力墙一般设置在建筑平面内或框架结构中,也可以与其他结构形式相结合,形成多种复合结构。
根据剪力墙的布置位置和结构形式,剪力墙可以分为平面剪力墙结构、框剪力墙结构和框剪混合结构。
1.平面剪力墙结构是将剪力墙设置在建筑平面内,通常沿建筑长度和宽度方向分别设置一个或多个剪力墙。
平面剪力墙结构的特点是剪力墙布置灵活,适用于建筑高度不大、荷载较小的情况。
对于平面布置的剪力墙,一般要求剪力墙在建筑平面内分布均匀,以充分发挥其承载能力。
2.框剪力墙结构是将剪力墙设置在建筑的框架结构中,形成框剪结构。
框剪力墙结构的特点是剪力墙与框架结构相结合,能够承受更大的荷载和提高建筑的整体稳定性。
框剪力墙结构适用于建筑高度较大、荷载较大的情况,可以通过合理的布置剪力墙,提高结构的整体抗震能力。
3.框剪混合结构则是平面剪力墙结构和框剪力墙结构的结合,既有平面剪力墙结构的优点,又有框剪力墙结构的优点。
剪力墙结构设计问题及注意事项分析
剪力墙结构设计问题及注意事项分析剪力墙是一种常见的结构形式,其具有承担水平荷载的能力,能够有效地控制结构变形和构件受力,具有良好的经济性和适用性。
但在剪力墙的设计中也存在一些问题及需要注意的事项。
首先,剪力墙的设计需要考虑以下问题:1. 剪力墙的数量、布置和刚度:剪力墙的数量和布置应根据结构的荷载特点、空间布置和地震烈度等条件进行确定,以满足结构的稳定性和安全性要求。
剪力墙的刚度应根据结构的刚度要求和荷载作用下的变形进行设计,以确保结构在承载荷载时不会发生过度变形和破坏。
2. 剪力墙的横向钢筋配筋和开洞设计:剪力墙在作用荷载时会产生弯矩和扭矩,因此需要进行钢筋配筋设计和加强。
同时,为满足建筑功能要求,需要设置开洞,但开洞会削弱墙体的承载能力,因此需要进行开洞设计和加强,以确保结构的安全性。
3. 剪力墙的节点设计:剪力墙的节点连接处容易产生集中荷载,需要进行节点设计和加强,以保证连接处的刚度和稳定性,避免节点的开裂和破坏。
1. 剪力墙的设计应满足国家和地方相关规范标准的要求,以确保结构的安全性和稳定性。
2. 剪力墙的设计应考虑其受地震作用的能力,采用适当的防震措施和加强措施,以确保结构在地震作用下不会发生倒塌和破坏。
3. 剪力墙的设计应注重砌筑质量和施工质量的控制,确保墙体的整体性和强度,避免出现缺陷和质量问题。
4. 剪力墙的设计应考虑建筑物的整体空间布局和功能要求,避免对建筑物功能的影响和影响美观度。
总之,剪力墙的设计需要综合考虑结构的荷载特点、空间布置和地震烈度等因素,注重钢筋配筋和加强措施的设计,以确保结构的安全性和稳定性。
同时,需要注意国家和地方相关规范标准的要求,注重墙体的砌筑质量和施工质量的控制,以满足建筑物的整体空间布局和功能要求。
结构经济性的设计规定
结构经济性的设计规定结构经济性的设计规定1.荷载1.1 消防车通道的楼面活荷载,有覆土时按消防车轮压折合成等效均布荷载(规范给的是直接行驶于楼面值)。
按消防车轮压取活荷载后,还可按本文第1.2条进行活荷载折减。
第1.1条应经第三方审核认可后再实施(双方确认覆土时轮压折算公式)。
1.2 汽车(非消防车)通道及停车库楼面梁的活荷载折减系数[见《荷规》第4.1.2-3条](1)按单向板布置时,其活荷载应按次梁、主梁分开折减计算:次梁计算时,活荷载折减系数按0.8取值;主梁计算时,活荷载折减系数按0.6取值,但是平行次梁的主梁,活荷载仍按0.8折减。
(2)按双向板布置时,其活荷载是一次折减计算:主次梁计算时,板活荷载折减系数均按0.8取值。
1.3 一般楼面梁活荷载折减系数(1)住宅,办公楼等楼面梁[见《荷规》第4.1.2-1条]当梁从属面积超过25m2时,活荷载折减系数按0.9取值。
(1)会议室,商场等楼面梁[见《荷规》第4.1.2-2条]时当梁从属面积超过50m2时,活荷载折减系数取0.9。
1.4 人防等效静载的折减多层地下室时,可考虑地下各层楼盖对冲击波的衰减作用,每层衰减按15%取值。
例:人防顶板上面另有n层地下室楼板时,人防等效静载×(1-n×15%)。
第1.4条应经过第三方审核认可后再实施。
1.5 地下室底板上垂直荷载直接由底板下地基土承受,不再传递到基础梁及承台(淤泥质土或扰动土时,换填500厚中粗砂或好素土密实处理)。
这也是桩基不考虑水平承载力和偏心受压的构造要求之一。
1.6 活荷载的不利布置(1)高层建筑:楼面活荷载≤4.0 KN/m2时,不考虑活荷载不利布置(《高规》第5.1.8条)。
(2)多层建筑:《技术措施》第2.8.1条要求楼面活荷载>2.0 KN/m2或跨度相差太大时,应考虑活荷载的不利布置。
(附注:非“强条”,由设计者自己掌握。
)(3)活荷载不利布置时,仅考虑本梁的弯矩及剪力增大,不考虑把增大的剪力传至到主梁或柱。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
剪力墙结构经济性设计的技术措施一、剪力墙结构布置1.剪力墙结构优缺点剪力墙结构刚度大,整体性好,用钢量较省。
在高层住宅、旅馆等居住性建筑中,居室和客房均为小间,分隔墙较多,采用现浇剪力墙结构,可以将承重墙与隔墙合二为一,相对来说比较经济。
另外,采用现浇剪力墙结构,室内较框架结构简洁,没有露梁及露柱现象,外形美观,便于室内布置。
但是,也有一些缺点。
a.剪力墙结构抗侧刚度大,引起较大地震反应,使得上部结构和基础费用增加。
b.由于砼墙体较多,使得建筑物重量增加,这也同样引起较大地震反应,造成浪费。
c.剪力墙结构中各墙肢轴压比往往较低,使得各墙肢的承载能力得不到充分发挥。
d.剪力墙结构中墙体多为构造配筋,配筋率较低,使得结构延性较差。
在高层剪力墙结构设计中,既要发挥它具有足够的抗侧能力等优点,又要改进其工程费用较高的缺点,成为这一个关键问题。
为此,根据建筑物的高度不同,提出如下几种改进的现浇剪力墙结构形式,并通过控制结构水平位移和底部剪力系数这两个因素来满足设计要求。
2.合理剪力墙结构方案a.层数较少(如20 层以下) 的高层住宅, 可采用短肢剪力墙结构体系。
20 层以下的高层住宅采用传统的现浇剪力墙结构,各墙肢轴压比计算值往往较小,墙体配筋为构造配筋,墙体承载能力没有充分发挥,工程费用偏高。
这时, 可采用一种改进的短肢剪力墙结构,其具体做法是:利用位于建筑平面中部抗侧刚度很大的楼梯间或电梯间做为一个抵抗水平力的抗剪核心筒,这个核心筒由多片剪力墙组成,用以抵抗大部分由风荷载和地震作用引起的水平力。
一般情况下,这部分剪力墙不做成短肢剪力墙,当某片剪力墙的长度超过8 m 时, 中间开一个结构洞,使其成为双肢剪力墙。
除核心区外的其它各片剪力墙, 视其所处位置不同, 将其分割成若干个“L”型、“T”型或“一”字型短肢剪力墙。
这些短肢剪力墙的墙肢长度一般为4~6 bw ( bw 为剪力墙厚度) ,但尽量避免出现长度小于3.5 bw 的小墙肢,当出现时,应加强小墙肢配筋。
建筑平面上这部分短肢剪力墙主要承担结构的竖向荷载,各墙肢由连梁连接,协同工作,使整个结构形成一个良好的抗震体系。
短肢剪力墙体系是由传统的全剪力墙体系通过开设一定数量的结构洞形成的,若其它专业不需要这些洞口,可用砖或加气块砌实。
从受力性能上分析,一般仍属大开口剪力墙,仍能保持较好的抗震性能。
由于这些短肢剪力墙断面较小,线刚度偏低,因此,对某些有较大断面的连梁需要采取一些措施, 加大短肢墙与连梁的线刚度比, 以满足“强柱弱梁”的抗震设计原则。
同时,也增大了连梁的跨高比,避免连梁发生剪切破坏,可采取以下两种措施:窗台墙改用砖砌,使得连梁刚度降低;在连梁中间设一道水平贯穿缝,将连梁一分为二。
在7 度区,20 层以下的高层住宅采用短肢剪力墙结构,结构顶点位移、周期及底部剪力一般均可控制在合理范围内。
采用短肢剪力墙结构, 由于合理地将一部分钢筋砼墙置换成砖墙或其它砌体,使得结构自重减轻,并降低了偏大的结构刚度,结构地震反应减小,工程费用降低,还增加了结构的延性, 使得结构的抗震性能提高,此外,墙体的保温性能也有所改善。
工程费用的降低主要来自于以下几方面:其一是将一部分钢筋砼墙置换成砖墙或其它砌体,由于砖墙比钢筋砼墙造价低,因而节省了工程费用;其二是结构自重减轻,使得上部结构构件断面减小,配筋降低,基础费用也下降;其三是结构刚度减少,由水平面力引起的结构反应也减小,大大降低了上部结构和基础的工程费用。
在7 度区,20层以下的高层住宅采用短肢剪力墙结构,综合起来,可节省工程费用5 %~10 %。
b.框支剪力墙结构中,上部剪力墙结构可采用短肢剪力墙体系。
底部大空间剪力墙结构系指全落地剪力墙和框架支承的剪力墙协同工作的结构体系,这种结构体系在底层为商店上层为住宅或旅馆的建筑中经常被采用。
但是这种体系的抗震性能不好,因为上层剪力墙结构抗侧刚度很大,而下层框架———剪力墙刚度较小,结构刚度沿竖向变化悬殊,有时达4~5 倍,使得结构在水平力作用下易产生应力集中和变形集中,而《高规》第2。
3。
1 条规定,下层的刚度应不小于上层刚度的70 %。
在实际工程设计中,为了满足这一要求,常采取加大下层核心筒剪力墙的厚度、柱子断面或砼标号等,提高框支层刚度,减小上下层刚度比,如此则增加了工程费用。
在框支剪力墙结构中, 为了减小上下层的刚度比,不采用加大下层刚度的方法,而采取减小上部剪力墙体系的刚度即改用短肢剪力墙体系, 经济效果就十分明显了。
改进后保留的短肢墙的数量主要取决于结构刚度的要求,要使结构的顶点位移和层间位移满足规范要求,并使底部剪力系数在合理范围内。
c.层数较多(20 层以上) 的高层住宅,最好仍采用传统的全现浇剪力墙体系。
在层数较多的高层建筑中, 如采用短肢剪力墙体系,就使得结构较柔,结构顶点位移和层间位移不一定能满足规范要求,底部剪力系数也偏低,结构趋于不安全。
但是,在有些情况下若采用传统全剪力墙体系,结构刚度计算值还稍稍偏大时,可将较长的墙肢开设结构洞,或将窗台改为砖或其它砌体等措施加以微调。
二、高层建筑设计中控制结构经济性的思考1.重视建筑物的经济高度在高层建筑中,建筑层数的增多,水平荷载也成为结构设计的控制因索。
而水平荷载对结构产生的倾震力矩,以及由此引起的竖向构件产生的轴力与建筑物高度的平方成正比。
此外,作为水平荷载的风载和地震作用,其数值也随着结构动力特性的不同,变化较大,因此对高层建筑结构的造价影响较大。
据相关资料分析:(1)建筑物造价与高度呈二次方关系,建筑物高度增加,造价亦增加;(2)随着层数增多,竖直荷载对造价影响不大,因此如能降低层高,则能在造价增加不多的情况下获得更多的使用面积;(3)高层建筑结构的侧移有时也对造价构成影响,随着高度增加,侧向变形迅速增大,其与建筑物高度的四次方成正比,与构件刚度成反比,为使建筑结构在正常使用状态下具有足够的刚度.避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性要求,同时考虑经济因素的影响,《高层建筑混凝土结构技术规程》中给出了各种结构体系的混凝土高层建筑最大适用高度,在设计中必须重视;(4)建筑物层高对工程总造价也有影响,如高层建筑,基础设计荷载因层高的加大会显著增加,与此同时,采暖、空调、卫生、电气、垂直管道的长度及管径、垂直构件的抹灰装饰量、墙体脚手架及垂直构件模板的数量也会相应增加。
反之,建筑如考虑保温隔热的需要,层高的降低则更有利于满足节能的要求。
2.重视剪力墙结构设计剪力墙结构体系因具有整体性好、布置灵活、刚度大、侧向变形小、抗风与抗震性能好等特点在高层建筑特别是住宅建筑中被大量采用,因此,在设计中如何控制好该结构体系工程费用较高的缺点,降低高层建筑剪力墙结构的造价和材料消耗量,尤为重要。
笔者建议如下:(1)做好结构平面布置。
首先,结构布置应注意考虑能削弱地震反应、平面刚度力求对称、竖向力求等强,合理确定其抗侧刚度中心位置,使水平合力点通过或靠近中心,避免产生扭转影响。
其次,避免采用复杂结构,以免增大设计工作量,给施工造成困难,增大投资;(2)合理选择剪力墙结构形式。
根据建筑物高度的不同,合理选择高层建筑剪力墙结构形式,并通过控制结构水平位移和底部剪力系数这两个因素来满足设计要求,以降低工程造价。
如,层数较少(如20层以下)的高层住宅,采用传统的现浇剪力墙结构时,各墙肢轴压比计算值往往较小,墙体配筋为构造配筋,墙体承载能力没有得到充分发挥,工程费用偏高,若适当的采用短肢剪力墙结构,则可节省工程费用5%~10%;(3)尽量减小剪力墙厚度。
对于剪力墙结构,剪力墙的厚度取值不仅显著影响结构的自重、结构质量大小,还直接影响到工程造价。
若剪力墙厚度增加,虽然结构抗侧力的能力提高,同时结构所承受的地震力也加大,二者不一定成正比。
因此,在设计中要注意合理地尽量减小剪力墙厚度;(4)严格控制剪力墙配筋率。
根据GB50010—2010《混凝土结构设计规范》,在一、二、三级抗震等级的剪力墙中,竖向和水平分布钢筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙结构的剪力墙底部加强部位的竖向和水平分布钢筋配筋率不应小于0.3%,这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的,但对于低矮、短小的剪力墙,其水平筋的配筋率应适当减小;墙的竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋,同时应注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度,对抗震不利。
3.重视基础结构设计基础工程的投资约占工程总投资的20%~30%,基础设计的重要性可见一斑。
一般高层、小高层建筑考虑基础埋深的要求1/18建筑物高度,通常设置地下室采用桩筏基础。
因此,如何对桩进行合理选型,将对整个地下室设计的经济性影响极大。
例如某一工程,上部十八层带一地下室,根据勘察报告,采用Φ400预应力管桩,可选桩长有桩长25m,单桩承载力特征值Ra=900kN,桩长34m,单桩承载力特征值Ra=1300kN。
采用25m桩需要290根,采用34m 桩需要200根。
从桩本身比较两种方案,总的桩延米数量相当,但采用25m桩为满樘布置,筏板厚需1200mm,而采用34m桩为墙下布置,筏板可减至900mm,经济性明显。
因此,基础选型应作方案比较,才能选定经济合理的方案。
而对于筏板厚度的取值,则应考虑桩冲切,角桩冲切,墙冲切及板配筋等多方面的因素。
另外,筏板长度的设置也要注意,由于考虑地下室的使用合理性,常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝,后浇带的作用是明显的,但也给施工带来不少麻烦,甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。
而有些高层,长宽均达100m以上,中间就设置几条后浇带,也没有其他措施,是不妥当的,设计中必须注意。
4.重视建筑形式的优化建筑平面及竖向形式的优化比尺寸优化更有意义。
首先,建筑物平面形式越简单,用钢量就少。
每层面积相同或相近,则外墙长度越大的建筑其用钢量就越大,平面形式是否规则不仅决定了用钢量的多少,而且可以衡量结构抗震性能的优劣。
其次,建筑物竖向体型规则和均匀,刚度没有突变,抗侧刚度从上而下均匀变化,其受力均匀,用钢量就小,反之则大。
因此,在高层建筑的一个独立结构单元内,宜使结构平面布置简单、规则,刚度和承载力分布均匀,平面长度不宜过长,突出部分长度不宜过大。
高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收,结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则的结构。
因此,结构设计人员一定要注重概念设计,在满足美观、适用的前提下,尽可能使建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。
那么结构体系就会具有更合理的刚度和承载力分布,从而避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。