高层建筑剪力墙结构设计的要点
剪力墙结构的布置原则

剪力墙结构的布置原则剪力墙结构在建筑工程中的应用非常广泛,如高层建筑、框架结构、板式结构等。
剪力墙作为结构的一部分起着支撑和抗震的重要作用。
在进行剪力墙的布置时,需要考虑多方面的因素,以保证整个结构的稳定性和安全性。
下面是剪力墙布置的一些原则。
1.剪力墙布置的一般原则(1)确定剪力墙的数量和位置。
剪力墙的数量要合理,不能过少,也不能过多。
一般来说,应根据结构的尺寸、形状、楼层高度、地震烈度等来确定。
剪力墙应布置在结构的弱部位,如角部、柱子附近等位置。
(2)剪力墙之间的间距应合理,一般不应大于横向墙长的1.5倍。
如果大于这个距离,则需要考虑增强墙体的强度或增加剪力墙的数量。
(3)剪力墙的形状应尽量规则,以减小结构的异型荷载效应和应力集中现象。
2.剪力墙的分布原则(1)在楼层平面上,剪力墙应布置在整个结构的周边,以增强结构的抗倒塌能力。
同时,在横向布置上要避免剪力墙的缺口太大,应当避免连续墙排布。
(2)在高层建筑中,剪力墙通常沿高度方向分布。
一般来说,剪力墙的布置应合理分散,不能过于集中。
(3)在多塔楼或多个单元的建筑中,应将剪力墙布置在相邻塔楼或单元之间,以增加整个结构的刚度和稳定性。
3.剪力墙与其他结构的配合原则(1)剪力墙与框架结构的配合:剪力墙通常布置在框架结构的外围,以增加结构的整体受力能力。
(2)剪力墙与板式结构的配合:在板式结构中,剪力墙应布置在结构的角部或柱子旁边,以增加结构的整体稳定性。
(3)剪力墙与地下室的配合:在地下室结构中,剪力墙一般沿地下室周围布置,以提高地下室的抗震性能。
4.效率与经济性考虑在剪力墙的布置过程中,需要考虑到结构的效率与经济性。
一方面,剪力墙的布置应满足结构的抗震需求,以确保结构的整体稳定性;另一方面,也需要考虑到施工的便利性和成本的统筹。
因此,在具体设计中需要综合考虑多个因素,以达到结构的最佳布置效果。
总之,剪力墙的布置原则需要从结构的整体抗震性能、结构的几何形状和结构的经济性等多个方面进行综合考虑。
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。
高层剪力墙结构设计
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剪力墙结构最大适用高度 : 度、7 、8 6 度 度抗震 时,将本地区
设 防烈 度 提 高 一级 后 ,按 乙类 、丙 类 建筑 采 用 9 抗 震时 ,应 度 专 门研 究 ( 明 :房屋 高 度 指 室 外 地 面 至 主 要 屋 面 高度 ,不 说
1剪力墙设计 中的基本概念 . 11 .剪力墙高和宽尺寸较 大但厚度较小 ,几何特征像板 ,
遇地震作 用下的薄弱层层问弹塑性位移角  ̄/2 。 < 10 1 27 适 度 要 求 : 高度 超 过 1 0 .舒 5 m的 高 层 建 筑 ,按 1 年 一 O 遇的风荷 载取值计 算的顺风 向与横风 向结构顶点 的最 大加速
度 限值 为 :住 宅 、公 寓01 m/ ,办 公 、 旅馆 02 m/ 5 s . 5 s。
度按 以下情 况取 其/值 :即① 剪力墙 之间的间距 ; 门窗洞 J 、 ②
口之间的翼缘宽度 ;③ 墙肢总高度 的11 ;④剪 力墙厚度 加 /0 两侧翼墙厚度各6 的长度。 倍 14 .为了保证墙体的稳定性及便于施工 ,使墙有较好的承
载 力 和 地 震 作 用 下 耗 散 能 力 ,规 范 要 求 ~ 、 二 级 抗 震 等 级 时 墙 的 厚 度 应 ≥ 1O 6 mm ,底 部 加 强 区 宜 ≥2 0 0 mm ,三 、 四级 抗 震等 级 时应 ≥ 10 4 mm ,竖 向钢 筋应 尽 量 配置 于 约束 边 缘 。
12 .实际工程 中剪力墙分为整体墙和联肢墙 :整体墙如一 般 房屋 端的山墙 、鱼骨式结构片墙 及小开洞墙。整体 墙受力
如同竖向悬臂 ,当剪力墙墙肢较长时 ,在力作用下法 向应力 呈线性分布 ,破坏形态似偏心受压柱 ,配筋应尽量将竖 向钢 筋布置在墙肢两端 ;为防止剪切破坏 ,提高延性应将底部截
高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析
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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
高层建筑混凝土剪力墙设计要点
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层 建筑混凝土剪力墙设计 的相关要点。 关键词 : 高层 建筑; 混凝土 ; 剪力墙 高层建筑在人们 的 日 常生活中发挥着越来 越重要的作用 , 作为建筑学科最基本的知识架构, 我们需要对高层建筑展开深层次的研究和学习, 而混凝土剪力墙的设汁在高层建筑中的应用更是 需要掌握 几个基本的要点。 I高层建筑混凝土基本概况 超过一定高度和层数的多层建筑。中国 自பைடு நூலகம் 2 0 年起规定超过 l 05 O层的住宅建筑 和超过 2 4 米高的其他民用建筑为高层建筑。1 7 9 2年国际高 层建筑会i将高层建筑分为 4 : 义 类 第—类为 9 6 ~1 层( 最高 5 米 )第二类为 l —2 层( O , 7 5 最高 7 5米) , 第 三类为 2 ~ O 最高 10 ) 四类为 4 6 4 层( 0米 , 第 O 层 以上痈 于 10 )公元前 2 0年占埃 及人建造 0米 。 8
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高层建 筑混凝 土剪 力墙设 计要 点
( 广州瀚华建筑设计有限公司, 东 广 州 5 0 5 ) 广 16 5
摘 要: 我们 生活着 的城市 离不开建筑, 随着建筑在现代化社会 中地位 的不断提 高 , 高层 建筑作为一个新的 学科具备很 多需要学 习的知识点 , 剪力墙结构作为常用的 高层建筑结构形式, 广泛应 用在住宅和旅馆建筑结构 中。就 剪力墙设计的基本要求 、 被 布置原则等进行 阐述和说明 , 出高 突
国芝加哥西尔斯大厦, 4 3 约 4 米高。高层建筑可节 约城市用地 ,缩短公用设施和市政管网的开发周 期, 从而减少市政投资 , 加快城市建设。这是我们 所掌握的对于“ 高层建筑” 概念的详细概括。 随着我国国民经济不断发展 , 高层建筑越来 越广 泛 地采 用 以应对 不 断增加 的城 市人 口 ,结 构 的体型也越来越复杂。各种不同功能的用房综合 在一起组 成形态各异、 肩继踵的高层建筑, 比 给结 构设计增加了一定的难度。就高层建筑结构设计 } 1 剪力墙结构设计的一般要求 ;剪力墙结构的布 置原则;合理确定剪力墙的截面高度与厚度这三 个 - 鼠进行阐述 。 曼 2高层建筑混凝土剪力墙设计 的具体方法 剪力墙布置在总体上把握就是均匀, 质量和 刚度 上 的匀称 。对 于结 构 在抵抗 水平 风l 地震 力和 作用具有重要意义。这种意义的外在体现是位移 和扭转 。对于这两个值的限制规范上都有相应规 定。最大层问位移和平均位移之比宜小于 1 , 2 第 振 型以平动为主 ,以扭转为主的周期和第一周 期之【 小于 0 匕 . 9等等。 剪力墙主要是在平面内布置 的问题 ,平面内的剪力墙布置合理与否对于结构 受力的合理性有重要甚至是决定性的影响。 下 面从三点来简单说明高层建筑混凝土剪力墙设计 的 具体方法: 2 . 1剪力墙结构设计的一般要求 剪力墙 身厚度根据抗震等级和位置有不同 要求 :按一 , a 二级抗震等级设计的剪力墙截面厚 度, 底部加强部位墙厚不应小于层高的 11, /6且不 应小于 20 m;其它部位不应小 于层高的 12 , 0r a /0 且不应小于 1 0 m。当为无端柱或无翼墙的一字 6r a 形剪力墙时 , 其底部加强部位墙厚不应小于层高 )】; /2其它部位不应小于层高的 11 , /5且不应小于 10 m。b 8r a 胺三 , 四级抗震等级没计的剪力墙的截
剪力墙结构设计要点分析
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剪力墙结构设计要点分析一、剪力墙结构的基本概念1、剪力墙结构的基本概念利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构。
(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长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4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。
2、剪力墙结构的优缺点及适用范围(1)优点:整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力(强度)要求也容易满足,房间内无梁柱外露。
(2)缺点:剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大。
(3)适用范围:较小开间的住宅及旅馆建筑,高层建筑。
二、剪力墙结构设计应注意的问题1、结构体系的选择在设计钢筋混凝土多层及高层建筑结构时。
可供选择的结构体系有:框架结构;框架-剪力墙结构;剪力墙结构;框支剪力墙结构;筒体结构和巨型结构等。
目前,我国采用较多的是前5种。
设计中究竟采用哪种结构体系,要经过方案比较确定,这主要要看拟建筑物的高度、用途和施工条件和经济比较等。
如果拟建建筑物为宿舍,高度又比较高,那么自然要选择剪力墙结构。
因为居住建筑要有足够的隔墙。
如拟建建筑物为厂房或实验室,则最好采用框架结构,因为这类建筑要求开间大,多变,布置灵活,竖向构件越少越好。
2、剪力墙结构的布置(1)高度和高宽比的控制。
剪力墙结构大多应用于高层建筑结构中,而在高层建筑中,侧向位移的控制是结构设计的主要矛盾。
高层建筑剪力墙结构设计要点及布局
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关键词 : 剪力墙 ; 设计要点 ; 结构设计 ; 高层 建筑 剪力墙结构作为高层建筑 中的主要结构形式 , 被广泛运用 于现 作用 。 内力计 算时 , 墙段之间 的楼板或弱连梁不考虑其作用 , 每个墙 代高层建筑 。剪力墙竖 向荷载在墙体 内主要产生 向下的压力 , 侧 向 段作为一片独立剪力墙计算 。 力在 墒体中产生水 平剪力和弯矩 ,具有较大 的承受水平 剪力 的能 2 . 3剪力墙 的门窗洞 口。剪力墙 的门窗洞 口宜上下对齐 , 形成 明 力。一般地 , 剪力墙 布置越 多 , 抗震效果越好 , 但过多 的剪力墙 结构 显的墙 肢和连梁 , 成纵列布置 。如 因设计 限制 , 无 法成列 , 应 在结构
会增加成本。 本文就高层剪力墙结构设计的特点和问题提出一些见 设计时按有限元方法计算 , 并在相应洞I 2 1 进行加强处理。
解。 3 剪力 墙 结 构 件 延 展 性 设 计
1结构形式特点 当截面弯矩达 到极 限弯矩时 , 这种截面称 为塑性铰 。塑性铰就 1 . 1 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 是认 为一个结构构 件在受力 时出现某一点 相对面 的纤维屈 服但 未 载和竖 向荷载( 重力 ) 的墙体 , 防止结构剪切 ( 受剪 ) 破坏 。由于这种 破坏, 则认 为此点为一塑性铰 , 这样一个构件就 变成 了两个构件加 一 结构形式侧 向变形小 , 承载力大 , 具有一定的延展性 , 表现 出令人满 个 塑性 铰, 塑性铰两边 的构件 都能做微转动 。要使悬臂 剪力墙具 有 意 的抗 震性能 , 又称抗震墙 , 一般用 钢筋混凝土做 成 。剪 力墙结构 一定延展性 , 叫控制塑性铰在适 当的部位 出现 。在塑性铰 区域改善 中, 间距通 常较小 , 平面布置受 到局 限 , 建 筑空间略显局 促 , 故在商 抗剪钢筋构造 , 控制斜裂缝 , 发挥弯 曲作用下抗拉钢筋 的延展性 。 悬 场 等公共建筑 中应用较少 , 在居民住宅 、 公寓 、 酒店等建筑 中广 泛应 臂剪力墙的塑性 铰通 常出现在底截面 ,剪力墙要 在此处进行加强 , 用。 加强的范围不小 于剪 力墙 总高的 1 / 8 。 当钢筋总量保持不变 时 , 适 当 1 . 2剪力墙结构 中的基本形式是悬臂剪力墙 。悬 臂剪力墙 墙肢 增加端部钢筋 , 减少分布钢筋 , 可起到提高承载力和延展性 的作用 。 通 过合 理的结构设计构建 了建筑物结构 的主体 。 从结构设计层面而 4 结构设计和施 工中常见 问题 言, 墙 肢底截面是设计 的控制断 面 , 对 于剪 力墙沿高 度变化 的位置 4 . 1 增 强连梁强度 。连梁抗剪强 度不足时设计 中经 常遇到 的问 也要作为控制截面来 计算 承载力 。 如, 单片悬臂剪力墙结构 , 是一个 题 。 设计时达不到强剪弱弯要 求 , 会产生弯 曲破坏 。 解决此问题 , 除 静定结构 , 只要有一个截面达 到极 限承 载力 , 构件会丧失 承载 能力 , 施工 中提高混凝 土强度等级措施 外 , 可主动调 整结构布 局 , 使水平 在水平荷载 的作用下弯矩和建立都在基底达到最 大 , 进而产生剪切 荷 载分配合理 , 可对 连梁刚度这件 , 通 过调整连梁 刚度 系数来 调整 滑移或施工缝滑移 。 其受 到的剪力 ; 此外 , 提高连梁抗 剪的承载力 , 当连梁破坏对竖 向荷 1 . 3剪力墙一般 按照剪力墙上洞 I : l 的大小 、多少及排列方式进 载无明显影 响时 , 可 考虑在地 震时连肢墙 的连梁不起作 用 , 按 照独 行 分类 。大致可分为整体墙和连肢墙 。 立墙肢进行 二次受力分 析 ,墙肢应按 两次计算 所得 的较大 内力配
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整
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高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构,本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项;汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。
随着社会进步,科技发展,人们对住宅的功能要求越来越丰富,建筑设计越来越符合功能和审美的要求;为实现建筑的要求,结构选型主要与其使用功能直接相关,同时拟建场地的地理位置,抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。
为了进一步提高土地利用率,建设单位倡导建设高层住宅,以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求;目前高层住宅成为人们的主要居住形式,高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。
1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。
剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件,又有分隔房间的作用。
其布置原则除了应满足建筑使用要求,对结构受力是否合理至关重要,剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用,所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化,而达到节省造价的目的。
2建模时的注意事项(1)剪力墙:目前结构常用计算软件:中国建筑科学研究院开发的软件PKPM,北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK,均可进行剪力墙结构的计算。
(2)剪力墙平面布置原则:依据建筑平面图:①外墙可布置为剪力墙,增加建筑平面的抗扭刚度。
②内墙布置时,平面均匀对称布置,竖向连续,避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通,同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙(短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢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)。
③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级,参见《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》7.2.1,10.4.6,《建筑抗震设计规范(GB52022-0510)》(以下简称抗规)6.4.1,6.4.3条。
④内墙长度除应满足建筑条件,还要考虑墙下桩最小桩间距的要求,例如:常规设计时,桩直径700mm,桩间距不小于3倍桩径,加上0.5倍的桩径,建议上部剪力墙的长度为2500mm,上部如有结构洞口,宜尽量使洞口避开桩位。
高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点
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要】 如今 , 高层建筑 已成为城市建筑、 地域 生活的主流。剪力墙是 钢筋混凝土高层 结构中不可缺少的构件 ,文章从 剪力墙 结构设计 的
基 本 概 念 谈 起 , 绍 了剪 力 墙 的 分 类 和 剪 力 墙 设 计 的 原 则 , 出 了优 化 高 层 建 筑 剪 力墙 结 构设 计 的措 施 , 介 提 以供 设 计 者参 考 。
研 通 向压 力 ; 轴 力 、 矩 、 力 的复 合 状 态 下 工 作 , 受 水 平 力 作 用 时 似 可 能 存 在 的薄 弱 部 位 , 究 具 体 的 内 力 分 配 特 点 , 过 调 整 内 力 和 构 在 弯 剪 其 底 部 嵌 固 于基 础 上 的悬 臂 深 梁 。 地 震 作 用 或 风 载 下 剪 力 墙 除 须 满 件 配筋 设 计 改 善 薄弱 部 位 的性 能 。 在 _ 足 刚 度 强 度 要 求 外 . 必 须 满 足 非 弹 性 变 形 反 复 循 环 下 的延 性 、 量 43 优 化 连 梁 设计 还 能
一
耗 散 和控 制 结 构 裂 而不 倒 的要 求 。
根据《 规》 高 在连 梁 设 计 方 面 的规 定 , 于连 梁非 抗 震 及 抗 震 设 计 对 时 高跨 比大 于 25及 小 于 25两 种 情 况 .在截 面 受 剪 承 载 力 及 配 筋 方 . . 面 有不 同 规定 。 此 应 将 连 梁 进 行 塑 性 调 幅 , 降 低 剪力 设 计 值 。 性 为 以 塑
宜 墙 肢 属 于偏 心受 压 或偏 心 受 拉 构 件 。 同 时在 剪 力墙 结 构 中 , 是 一 个 层 附 近 的 层 间 位 移 角 是 否基 本 均 匀 。 尽 量选 用 刚度 和 重量 较 小 的转 墙 计算 时应 多 取参 与组 合 的振 型数 。 通 过 计 算 仔 细 分 析 平 面 构件 , 除 了承 受 沿 其 平 面 作 用 的 水 平 剪 力 和 弯 矩 外 , 承 担 竖 换 层结 构 形式 , 它 还
(完整)高层住宅剪力墙结构设计原则
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5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
高层住宅剪力墙结构设计原则1 剪力墙布置原则(1)剪力墙的位置:1)遵循均匀、分散、对称和周边的原则。
2)剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。
3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼(电)梯处,在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。
4)在平面布置上尽可能均匀、对称,以减小结构扭转。
不能对称时,应使结构的刚度中心和质量中心接近。
5)沿高度均匀变化;在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚度连续、均匀。
6)多均匀长墙(增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量),少短墙(抗震性差);可布置成单片形(不少于三道,长度不超过8m)、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2, 少复杂形状转折。
7)洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墙端部或柱边。
(2)剪力墙的间距:为了保证楼(屋)盖的侧向刚度,避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形,应控制剪力墙的最大间距。
(3)剪力墙的厚度:剪力墙厚度取值由以下因素确定:1)通过结构分析,在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度;2)不同抗震等级的轴压比的限制;3)构造性及稳定性要求(而稳定性一般会满足);对于普通的住宅建筑在7度或8度地区,墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的;首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定(其实是高厚比要求),当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看,按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。
高层建筑结构的剪力墙要点
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高层建筑结构的剪力墙要点高层建筑结构中主要受力的构件包括框架梁、柱、楼板和剪力墙。
其中作为垂直构件的混凝土剪力墙是其提供结构刚度的第一构件,它在高层建筑当中承受结构的绝大部分横向荷载和垂直荷载。
而当高层建筑的受力结构主体全部由剪力墙构件来构成时,就形成了通常所说的剪力墙结构。
在剪力墙结构中单肢的剪力墙承担了所有的横向荷载和垂直荷载。
混凝土剪力墙结构是一种较为优良的结构体系,属于刚性结构,其刚度和强度都比较高并且具备一定的展延性,传力也均匀直接,有不错的抗倒塌能力和较高的整体性。
高层建筑混凝土剪力墙的结构设计应从下述几个方面来考虑。
1 合理的结构布置所有民用建筑的结构布置都应尽可能遵循简洁、规则的原则,保证结构的质心与刚心相一致,而对于剪力墙结构来说,剪力墙的方案布置、墙肢的长短等均应合理。
因为底部框架——剪力墙结构中的剪力墙属于低矮墙,且其抗剪刚度相对较大,所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长,就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象,甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。
所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则,且墙片不宜过长,墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式,而应尽可能采用“一”字平面形式。
同时还应控制好剪力墙的最大间距,以满足规范的要求。
纵向剪力墙还应在外纵轴布置好开窗洞的剪力墙,这样就能大大增强其横向抗倾覆的能力,以避免边柱产生过大的拉力和压力。
2 建筑高度和层数要求根据资料和研究证明,随着楼层数的增加,剪力墙结构的震害将会加剧,所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度和层数有着严格的限值要求。
其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度,对于半地下室结构则从室内地面算起,而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。
对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。
3 抗震要求根据历史上地震的记录及其分析研究,之所以底层框架——剪力墙结构会产生严重的破坏,究其原因就在于其上部刚度和底层刚度之比太过于悬殊。
最新剪力墙结构设计要点
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剪力墙结构设计要点剪力墙结构设计要点关键词:剪力墙高层设计整体规定◆ A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m;部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用;A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用;9度抗震时,应专门研究。
(说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度)◆ B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m;部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100m;B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:6度、7度抗震时,按本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用;8度抗震时,应专门研究。
◆结构的最大高宽比:A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4;B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6。
◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响。
◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0。
◆平面规则检查,需满足:扭转: A级高度——B级高度、混合结构高层、复杂高层——楼板:有效楼板宽≥ 该层楼板典型宽度的50%开洞面积≤ 该层楼面面积的30%无较大的楼层错层凹凸:平面凹进的一侧尺寸≤ 相应投影方向总尺寸的30%◆竖向规则检查,需满足:侧向刚度:除顶层外,局部收进的水平向尺寸≤ 相邻下一层的25%楼层承载力:A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(宜)≥ 相邻上一层的80%薄弱层抗侧力结构的受剪承载力(应)≥ 相邻上一层的65%B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(应)≥ 相邻上一层的75%(说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和)竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递◆水平位移验算:多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤ 1/120◆舒适度要求:高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最大加速度限值为:住宅、公寓 0.15 m/s2,办公、旅馆 0.25 m/s2◆伸缩缝1. 最大间距:现浇 45m,装配 65m2. 可适当放宽最大间距的条件:①顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率;②顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层;③每隔30~40m留出后浇带,带宽800~1000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带砼两个月之后浇灌;④顶部楼层改用刚度较小的结构形式,或顶部设局部温度缝,将结构划分为长度较短的区段;⑤采用收缩较小的水泥,减少水泥用量,砼中加入适宜的外加剂;⑥提高每层楼板的构造配筋率,或采用部分预应力混凝土。
高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点
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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
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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。
剪力墙结构设计要点(新规范6、7度)
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抗震设防烈度6、7度地区A级高度剪力墙结构设计要点一、整体规定◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:◇全部落地剪力墙——6度、7度抗震时,分别为140、120m◇部分框支剪力墙——6度、7度抗震时,分别为120、100m◇A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:6度、7度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,应符合上述要求(说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度)◆结构的最大高宽比;◇6和7度抗震时,分别为6、5◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;◇其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0◆平面规则检查,需满足:◇形状:平面长度不宜过长(图1),L/B宜符合表3.4.3的要求;平面突出部分的长度l、l/b宜符合表1的要求;建筑平面不宜采不宜过大、宽度b不宜过小(图1),l/Bmax用角部重叠或细腰形平面布置。
(图2)图1 建筑平面示意图2 角部重叠和细腰形平面示意◇扭转:1、在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;《高规》第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
注:当楼层的最大层间位移角不大于0.4/1000时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。
2、结构扭转为主的第一自振周期Tt 与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,《高规》第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
◇楼板:1、当楼板平面比较狭长、有较大的凹入或开洞而使楼板有较大削弱时,应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响;2、有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%;楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%;3、在扣除凹入或开洞后,楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m,且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。
高层建筑剪力墙结构设计的要点
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高层建筑剪力墙结构设计的要点摘要:在高层建筑结构当中,剪力墙得到了较为广泛的应用,其一方面可以适应建筑工程基本的使用功能,同时也可以大幅提高建筑工程的耐久性,节约成本。
本文针对高层建筑剪力墙展开研究,得出了一些适用于剪力墙的结构设计要点,以供同行及相关领域参考。
关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计当前城市建设当中,高层建筑数量越来越多,和普通建筑相比起来,高层建筑的垂直高度更大,所以安全和质量问题成为人们关注的焦点。
剪力墙结构以其独特的优势得到了广泛应用,这种结构类型可以有效地对抗风力和地震所引起的纵向和水平荷载,稳定性大幅提升,保证了建筑工程的抗震性能。
因而在近年来的建筑结构设计工作当中,剪力墙结构开始越来越多地替代传统梁柱结构。
一、剪力墙结构概述剪力墙结构建设规模较大,而厚度较小,实质就是将传统框架结构当中的梁柱替换成了钢筋混凝土板,所以具有更高的承受能力,在具有和柱子承受相同外力的情况下,也可以有效控制水平力。
但需要注意的是,在建筑结构当中,剪力墙属于主要的支撑结构,因而不得拆除和破坏,其可以承受外界的风力、地震所引起的水平荷载,所以对来自外界的破坏具有更强的承受能力,让建筑安全稳定性得到了提升。
二、剪力墙结构设计要点(一)剪力墙连梁设计剪力墙的连梁和一般的梁结构不同,该构件具有一定的特殊性,主要在于以下几点:第一,在结构的自重和荷载正常,仅仅存在风荷载的情况下,连梁结构只起到支撑构件、连接构件的作用,也可以承受荷载,所将剪力墙和墙肢的刚度联系起来;地儿,如果出现较大的震动。
则可以经由自身结构的屈服和破坏来分解地震能量,所以是一种消耗类的构件。
因而对于剪力墙连梁的设计来说,首先,在正常情况下,需要确保其承载力足够,避免出现严重变形、裂缝;其次,其刚度要进行一定限制,这样才能在强荷载下出现屈服和破坏,以便将能量消解。
在结构的设计过程中,钢筋混凝土结构中的钢筋配比也需要在一定的阈值之内,在剪力墙连接梁设计中也是如此。
高层建筑剪力墙结构设计要点探讨
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2013年1工程概况厦门市某商住楼。
建筑X向长58.150m,Y向长19.500m,下带一层地下室。
在17轴和18轴间设一条抗震缝将结构分为两个塔,单幢塔楼为蝶形平面。
l/Bmax=9.200/29.000=0.317,l/b=9.200/10.500=0.876。
建筑主体共18层,高度为54m,标准层层高为3.0m。
2设计方案上部结构形式:纯剪力墙结构。
抗震等级:按JGJ3-2002第4.8.2条要求,本建筑剪力墙的抗震等级为三级,短肢剪力墙的抗震等级为二级。
按JGJ3-2002第4.8.5条要求,本建筑地下室顶板作为上部结构的嵌固端,地下一层的抗震等级与上部结构相同。
基础设计:塔楼范围内的基础采用筏板基础形式,裙房范围内采用防水底板+独立基础的形式。
这样能显著节省基础钢筋和混凝土的用量。
筏板基础分析采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发编制的《独基、条基、钢筋混凝土地基梁、桩基础和筏板基础设计软件》(JCCAD)进行计算分析。
本建筑地基基础设计等级为乙级。
建筑上部结构按单塔进行分析,采用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发编制的《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》SATWE等软件进行计算,并考虑耦连效应和双向地震作用。
3基本设计参数(1)风荷载、雪荷载、地震烈度、场地类别。
基本风压0.30kN/m2,地面粗糙度为B类;基本雪压不考虑;地震基本烈度7度;场地设计基本地震加速度O.10g;建筑场地类别Ⅱ类。
(2)抗震设防烈度、场地类别。
根据地勘报告,该场地的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,设计特征周期0.35s。
场地土属中硬土,场地类别为Ⅱ类建筑场地,处于建筑抗震有利地段。
(3)设计荷载。
①地下室部分使用活荷载标准值。
地下室(双层车库)5.0kN/m2;地下室(三层车库)7.5kN/m2。
②地上公建部分使用活荷载标准值。
一层楼面室内部分(考虑施工堆载)10.0kN/m2;一层楼面室外部分(考虑消防通道)20.0kN/m2。
关于高层框架剪力墙结构设计要点分析70
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1)方案选型与概念设计。根据建筑功能的要求选用经济性好和安全可靠性强的结构形式。结构体系受力明确,传力简洁,设置多道安全防线,增加结构整体和内部的冗余度,引进超静定结构和抗连续倒塌的设计理念同时兼顾经济性要求。
2)抗震等级的确定。框架剪力墙结构在规定水平力作用下,因框架柱截面及剪力墙布置的不同从而导致柱与剪力墙所承受的地震倾覆力矩百分比的不同,直接导致结构抗震等级的选取和建筑高度适用范围的改变。在实际设计中需要多次改变柱截面及剪力墙布置来调整地震倾覆力矩百分比,而地震倾覆力矩百分比的变化又导致结构抗震等级的改变。设计时尤其要注意地震倾覆力矩百分比的变化会产生4种不同结果。
4)计算结果及构造措施。框架剪力墙结构的PKPM计算除需满足纯剪结构的计算要求外还要查看地震倾覆力矩百分比,框架总剪力等要求。在主要计算指标中水平位移限值与舒适度相关联,水平位移储备大有利于防止主体结构开裂、损坏。框架剪力墙中剪力墙是第一道防线,当遭遇设防烈度地震作用时,剪力墙会出现裂缝,这时的边框柱与楼层处的暗梁对剪力墙起到约束作用,同时也能起支承竖向荷载的作用,防止结构倒塌,对于比较重要的建筑,底部加强区及以上1层~2层的暗梁宜满足承受本层竖向荷载的要求。因上述缘故框架剪力墙中的剪力墙有端柱时,宜在楼盖处设置暗梁。楼面梁与剪力墙平面外连接时,若楼面梁所支承的荷载面积较大,应在支承梁的位置设置附壁柱,楼面梁不宜支承在连梁上。
4)楼屋面板的选型及设计。由于本工程主体结构采用了现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构,为了能提高柱与剪力墙的协调性及整体结构的刚度,楼板也选用现浇钢筋混凝土梁板式结构。结合建筑平面布局,由于建筑x向较长,为了提高结构的横向刚度且根据建筑平面布置,楼盖次梁沿建筑y向布置。楼屋面板根据跨度计算板厚,其中ห้องสมุดไป่ตู้0.000板厚180mm,屋面板厚120mm,标准层板厚100mm。
浅谈剪力墙结构设计注意事项
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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。
剪力墙结构设计要点(新规范6、7度)
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抗震设防烈度6、7度地区A级高度剪力墙结构设计要点一、整体规定◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:◇全部落地剪力墙——6度、7度抗震时,分别为140、120m◇部分框支剪力墙——6度、7度抗震时,分别为120、100m◇A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:6度、7度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,应符合上述要求(说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度)◆结构的最大高宽比;◇6和7度抗震时,分别为6、5◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;◇其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0◆平面规则检查,需满足:◇形状:平面长度不宜过长(图1),L/B宜符合表3.4.3的要求;平面突出部分的长度l、l/b宜符合表1的要求;建筑平面不宜采不宜过大、宽度b不宜过小(图1),l/Bmax用角部重叠或细腰形平面布置。
(图2)图1 建筑平面示意图2 角部重叠和细腰形平面示意◇扭转:1、在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;《高规》第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
注:当楼层的最大层间位移角不大于0.4/1000时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。
2、结构扭转为主的第一自振周期Tt 与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,《高规》第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
◇楼板:1、当楼板平面比较狭长、有较大的凹入或开洞而使楼板有较大削弱时,应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响;2、有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%;楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%;3、在扣除凹入或开洞后,楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m,且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。
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高层建筑剪力墙结构设计的要点
摘要:近年来,我国的社会经济水平不断发展和提高,作为一个高层建筑重要
的组成部分的连梁剪力墙结构,是墙的应力传递纽带的一个十分重要的环节间的、延性、刚度、耦合强度等特性均会对剪力墙的性能产生影响。
本文针对提高建筑
剪力墙结构设计进行探讨。
关键词:剪力墙;结构设计
剪力墙结构广泛应用在高层建筑当中,剪力墙结构的整体性强、刚度大,可
以大大有助于解决高层建筑防震等问题。
通常剪力墙结构会出现在分间比较多的
建筑物中,比如旅馆等,剪力墙结构可以让房间的分隔墙和承重墙合二为一,可
以节省空间,又可以符合房间建筑强度的要求。
使用剪力墙结构,可以隐藏室内
的房梁等结构,让室内的墙体整体看上去更整体性、美观、简洁,利于进行室内
的布置。
但是剪力墙结构也存在一些弊端,要通过优化剪力墙结构设计的方式来
降低高层建筑的剪力墙结构中存在的弊端。
一、剪力墙的基本概念
高层建筑剪力墙结构设计时在高层建筑中广泛应用的一种墙体结构,这种墙
体结构的原料主要是钢筋混凝土,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,并可以对结构的水平力进行有效的控制,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,这种结构被大量运用
在在高层房屋中。
剪力墙截面具备以下几点特点:有着墙肢长度远大于厚度,并
且自身平面内具有很大的承载力与刚度,平面外刚度和承载力都相对比较小,墙
肢属于偏心受压或者偏心受拉构件。
与此同时,在剪力墙结构中,墙属于一个平
面的构件,除了可以承受沿其平面作用的水平剪力以及弯矩之外,还能够承担竖
向压力;在轴力、剪力、弯矩的复合状态下进行工作,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了需要符合刚度强度
要求,还得满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散以及控制结构裂而不倒
的需求。
另外,在高层建筑中,剪力墙的设计隐藏了大量的承重柱,能够使房屋
内部建造更加美观、简洁,可以普遍满足我国居民对建筑内部的美观性的需求,
而且可以为室内设计提供很大的空间,满足现代城镇居民的生活需求。
二、剪力墙的分类
剪力墙由于其孔洞的数量与大小的不同,影响其内力分布、受力特点以及变
形状态,根据其开洞的情况,能够分为整截面墙、联肢墙、整体小开洞墙等。
1、整截面墙:剪力墙不开洞或洞口面积小于总面积的16%,而且洞口长边尺
寸平均低于洞口至墙边的净距和洞口净距。
受力性能类似整体的悬臂构件,墙肢
法向应力分布呈线性,破坏形态似偏心受压柱,在设计的时候,需要尽可能地把
竖向钢筋分布在墙肢两端。
2、联肢墙:当剪力墙的洞口沿竖向成列布置,洞口面积超过墙体总面积的16%,各墙体由连梁连接,墙肢单独作用明显,连梁中部出现反弯点。
3、整体小开洞墙:当剪力墙洞口上下对齐,成列布置,洞口稍大,形成明确的墙肢和连梁,墙肢和连梁刚度较均匀。
受力性能也可按整体悬臂构件考虑,并
应考虑墙肢的局部弯矩,水平荷载引起的整体弯矩的85%以上由墙肢轴力所产生
的内力矩来平衡,局部弯矩不超过整体弯矩的15%。
三、剪力墙结构的特点
高层建筑剪力墙结构是使用钢筋混凝土铸造,具有良好的刚性强度和稳定性,
可以有效抵抗外界的压力,打下一个高层建筑的建造的良好基础。
剪力墙结构的
设计使用可以减低施工施工单位的建材成本,剪力墙结构中主要使用的原料是钢
筋混凝土,价格比较低廉,又可以满足建筑强度的要求,在一定程度上使施工单
位的经济效益得到提高。
由于剪力墙结构取代了传统的建筑承重系统,因此,不
会在建筑物室内中出现太多的承重,最大程度节省了建筑室内的空间,使室内设
计更加美观,降低了楼房建筑的空间局限性。
与此同时,剪力墙结构也存在着一
定的弊端,在高层建筑使用过多的剪力墙结构时,会使建筑在遭遇强度大的地震
时出现巨大的反震力,导致降低建筑楼体的安全性。
而且剪力墙结构所需的钢筋
混凝土材料大部分要求不高,所以在进行建筑施工时很容易出现建筑质量等问题,造成建筑及居民的人身财产安全受到很不利的影响。
四、剪力墙设计的原则
在剪力墙设计中,即要符合位移限值的要求,又要发挥框剪结构中各抗侧力
构件的作用,做到安全、经济合理。
剪力墙合理数量的确定原则是:在满足规范
规定的位移限值条件的前提下,应尽量减少剪力墙数量,可是应该满足在基本振
型地震作用下,剪力墙部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%。
与此同时,规范规定框架部分承担的剪力至少为底部总剪力的20%,或各层框架
承担的地震总剪力中最大值的1.5 倍。
五、提高高层建筑剪力墙结构设计的相关措施
1、防止出现独立小墙肢,剪力墙刚度不宜太大
在《高层建筑混凝土结构技术规程》中有明文规定:“矩形截面独立墙肢截面
的高度不适合小于截面宽度的五倍。
”如果出现以上情况,要严格限制墙肢轴压比、配筋等,设计施工都较为困难。
在实际的设计中,基本上独立小墙肢是能够通过
合并洞口等方法解决的,或者对剪力墙进行合理的布置,让小墙肢成为墙体翼缘,其受力状态明显好于独立小墙肢,秩序适当地加强配筋就行了。
同时,剪力墙结
构还得具备一定的延性,细高的剪力墙容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙,以此
可以避免脆性的剪切破坏。
2. 优化连梁设计
按照《高规》在连梁设计方面的要求,对于连梁抗震及非抗震设计时高跨比
大于2.5 及小于2.5 两种情况,在配筋方面和截面受剪承载力有不一样的规定。
因此,需要把连梁进行塑性调幅,从而减少剪力设计值。
塑性调幅可以选择使用
2种方式:(1)在内力计算之前折减连梁的刚度;(2)在计算内力后,把连梁
弯矩与剪力组合值乘以折减系数。
不管选择什么方法,连梁调整后的剪力设计值、弯矩不可以低于使用状况的值,也不能低于比设防烈度低一度的地震组合所得的
弯矩设计值,防止在平常使用条件下,或者较小的地震作用下,出现连梁裂缝。
与此同时,还得重视连梁的铰接处理。
3.底部加强部位的设计
在设计剪力墙时,通常高层剪力墙结构,底部加强部位的高度可以取底部两
层高度二者的较大值,以及嵌固部位以上墙肢总高度的1/8;底部带转换层的高
层建筑结构,其剪力墙底部加强部位的高度可以取墙肢总高度的1/8 二者的较大
值及框支层加上框支层以上2 层的高度。
如果把地下室顶板作为嵌固部位,在受
到地震的影响下,屈服部位就会发生在地上楼层,并且还会影响着地下一层,此时,地下一层的抗震等级不可以降低,提高部位的范围需要向下延伸到地下一层,而且还要根据相关的要求规范,在地下一层设立约束边缘的构件。
4. 剪力墙结构的抗震薄弱环节以及概念设计
振动台模拟地震试验结果表明,剪力墙结构的抗震薄弱环节是:建筑平面外
边缘及底部外围的小墙肢、角点处的墙肢、连梁等。
如果有扭转效应,首先开裂
的就是建筑平面外边缘以及角点处的墙肢;在受到地震的影响下,高层剪力墙结
构会以整体弯曲变形为主,底部表面的小墙肢,截面的面积较小而且承受较大的
竖向荷载,从而有较为严重的破坏,特别“一”字形小墙肢受到较为严重的破坏;
由于在剪力墙结构中墙肢的刚度相对会降低,从而导致增加了连梁受剪破坏的可
能性。
所以,对这些薄弱环节,在剪力墙结构设计中就要进一步加强抗震构造措
施以及抗震概念的设计。
比如,在平面上剪力墙的分布要均匀,尽量让建筑物质
中心与其钢度中心接近,以降低扭转效应。
高层结构中连梁是一个耗能构件连梁的剪切破坏会使结构的延性降低,这样
会不利于抗震,因此在进行设计时,需要注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算,确
保连梁的受弯屈服先于剪切破坏;剪力墙适宜在2个方向均有梁与之拉结,连梁)适宜布置在各肢的平面里,防止采用“一”字形墙肢;剪力墙底部的部位配筋要符
合相关要求。
六、结束语
高层建筑剪力墙结构的设计,有着提高建筑性能的良好作用。
因此,在进行
剪力墙结构设计时,应当根据工程具体的特点,正确计算、分析剪力墙其受力状态,结合其破坏形态进行设计并达到结构的安全性。
唯有熟练、清楚地掌握规范,具备一个结构概念,才可以设计出安全、优秀、实用又经济的建筑作品。
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