本文作者:灞橋區(qū)加固改造設(shè)計公司

剪力墻設(shè)計實例分析(剪力墻結(jié)構(gòu)案例)

今天給各位分享剪力墻設(shè)計實例分析的知識,其中也會對剪力墻結(jié)構(gòu)案例進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,抗震設(shè)計時短肢剪力墻的設(shè)計要求分析?,4、,小高層建筑中剪力墻設(shè)計?

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抗震設(shè)計時短肢剪力墻的設(shè)計要求分析?

1、截面厚度不應(yīng)小于200mm。

2、一、二、三級短肢剪力墻的軸壓比,在底部加強部位分別不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值再相應(yīng)減少0.1。在底部加強部位以上的其他部位不宜大于上述規(guī)定值加0.05。

3、除底部加強部位的短肢剪力墻應(yīng)調(diào)整剪力設(shè)計值外,其他各層一、二級、三級短肢剪力墻的剪力設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2和1.1。

4、短肢剪力墻邊緣約束構(gòu)件的設(shè)置應(yīng)符合要求。

5、短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率,底部加強部位一、二級不宜小于1.2%,三、四級不宜小于1.0%。其他部位一、二級不宜小于1.0%,三、四級不宜小于0.8%。

6、不宜在一字形短肢剪力墻布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁。不能避免時,應(yīng)設(shè)置暗柱并校核剪力墻平面外受彎承載力。

由于短肢剪力墻抗震性能較差,特別是一字形短肢剪力墻,其平面外剛度較差,且厚度較小時與其連接的梁鋼筋與墻鋼筋難以布置,故規(guī)定其最小厚度不小于200mm,在底部加強部位,軸壓比限值比一般剪力墻墻肢減小0.05,以提高其延性。

一字形短肢剪力墻平面外剛度較差,不宜采用。若采用,應(yīng)校核平面外的穩(wěn)定承載力。若在一字形短肢剪力墻布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁,應(yīng)在支承梁處墻內(nèi)設(shè)置暗柱,暗柱截面高度宜取梁寬的1.5~2.0倍,并應(yīng)校核暗柱的抗彎承載力。

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剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計介紹?

什么是剪力墻結(jié)構(gòu)?建筑行業(yè)是如何設(shè)計和分析剪力墻結(jié)構(gòu)呢?基本概況如何?中達咨詢小編整理剪力墻結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容如下:

中達咨詢通過本網(wǎng)站建筑知識專欄的知識整理,以下是相關(guān)剪力墻結(jié)構(gòu)的基本情況:

剪力墻也稱為耐震墻,一般用在房屋方面較多,由于剪力墻的剛度很大,要比柱子大上許多倍,因此剪力墻可以承擔(dān)極大部份構(gòu)造物的水平力,而柱子就承受小部份的水平力,設(shè)計了剪力墻則無形中可以減小了柱子的尺寸。剪力墻當(dāng)然也是承重墻。

為了幫助建筑企業(yè)人員進一步了解剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計,中達咨詢?yōu)橄嚓P(guān)建筑人員推薦一本不錯的書刊,基本內(nèi)容如下:

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》基本概況:

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》是2006年水利水電出版社出版的圖書,作者是黃東升。

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》基本內(nèi)容:

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》本書系“簡明土木工程系列專輯”中的一本,系統(tǒng)介紹了剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計方法,內(nèi)容包括:剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般要求;整體墻與小開口整體墻、聯(lián)肢墻以及短肢剪力墻的近似分析方法;剪力墻的截面設(shè)計與構(gòu)造要求以及延性剪力墻的設(shè)計等。其中,詳細介紹了求解聯(lián)肢墻的連續(xù)連接介質(zhì)方法,給出了標準水平荷載作用下的解答和聯(lián)肢墻的抗側(cè)移剛度系數(shù);對短肢剪力墻的最小肢高厚比、水平荷載下的破壞形態(tài)、非線性特性和動力特性等也進行了比較詳細的論述。

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》本書敘述簡明扼要,著重闡明基本概念和對規(guī)范的理解,分析方法只介紹剪力墻的近似解析解,以便讀者掌握剪力墻的基本特性和分析方法,為進一步從事剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究打下必要的基礎(chǔ)。

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》本書可作為高等院校土木工程專業(yè)高年級本科生、研究生的教學(xué)用書,也可作為從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、研究的工程技術(shù)人員的參考用書。

《剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計》基本信息:

書 名 剪力墻結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計

作 者 黃東升 編著

出版社 水利水電出版社

出版時間 2006-1-1

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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻的應(yīng)用?

隨著我國經(jīng)濟剪力墻設(shè)計實例分析的飛速發(fā)展剪力墻設(shè)計實例分析,建筑行業(yè)也隨之發(fā)展起來剪力墻設(shè)計實例分析,為了保障建筑行業(yè)的順利發(fā)展,必須不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)形式。剪力墻結(jié)構(gòu)所具備的高硬度結(jié)構(gòu)不僅增加了建筑物的抗震性,也提高了建筑的整體性能,因此其被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中。本文首先對剪力墻結(jié)構(gòu)進行了簡單的概述,分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用,希望本文能夠?qū)ν谢蝾愃乒こ烫峁﹨⒖己蛶椭?/p>

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,業(yè)主對于建筑結(jié)構(gòu)的安全性和美觀性的要求越來越高。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性,并可以改善抗震性能,使墻體無論是受豎向荷載或者水平作用都能起到較好的抗變形能力,在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越多的被應(yīng)用,是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要方法。但是這種結(jié)構(gòu)并不是十全十美的,它也會有一些缺點,因此建筑設(shè)計工作者們在進行設(shè)計工作時,必須充分了解剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,通過科學(xué)有效的方法來將剪力墻結(jié)構(gòu)運用到建筑行業(yè)中,從而確保建筑行業(yè)的順利發(fā)展。

1剪力墻結(jié)構(gòu)的分類

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)是指縱橫向的主要承重結(jié)構(gòu)全部為結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)。當(dāng)墻體處于建筑物中合適的位置時,它們能形成一種有效抵抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系,同時又能起到對空間的分割作用。剪力墻在其墻身平面內(nèi)的抗側(cè)移剛度很大,而其墻身平面外的剛度卻很小,一般可忽略不計。

1.2框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)又名框剪結(jié)構(gòu),這是一種在框架結(jié)構(gòu)中增加放置一定數(shù)目的剪力墻的結(jié)構(gòu),從而形成了自由活動的使用空間,滿足不同的建筑功能的要求,而且還擁有足夠的剪力墻,有十分強大的側(cè)向剛度。

1.3筒體結(jié)構(gòu)

由密柱高梁空間或者空間剪力墻這兩者之一所組成的抗側(cè)力構(gòu)件,并且能在在水平荷載作用下起整體空間作用的稱為筒體———由密柱框架組成的筒體稱為框筒;由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒。

2剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

剪力墻結(jié)構(gòu)有很好的承載能力,而且有很好的整體性和空間作用,比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力,因此可建造較高的建筑物;剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板,可以不設(shè)梁,所以空間利用比較好,可節(jié)約層高。同時,剪力墻的間距有一定限制,故不可能開間較大,對需要大空間的建筑物不太適用,一般適用于住宅、公寓和旅館。另外,純剪力墻結(jié)構(gòu)造價高,施工困難,耗鋼量大,所以往往受到經(jīng)濟方面的制約。

3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑中的應(yīng)用

3.1剪力墻的布置原則

剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有合適的側(cè)向剛度,這種結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、簡單,宜沿兩個主軸方向或者是其他的方向進行雙向布置,而且這兩個方向的側(cè)向剛度不應(yīng)該相差過大;為了避免剛度突變,宜自下到上連續(xù)布置;門窗洞口宜成列布置、上下對齊,構(gòu)成了明確的墻肢和連梁;注意要避免造成墻肢寬度相差太多的洞口。剪力墻結(jié)構(gòu)中墻與樓板組成受力體系,承擔(dān)了豎向荷載(重力)、抵抗水平荷載(風(fēng)、地震等),作為重要的受力構(gòu)件,不能強制拆除或破壞,這樣的話不利于形成較大的空間,從而造成住戶無法對室內(nèi)布局進行自行改造,而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在剪力墻方面采用的是寬度(肢厚比)較小的那種,這樣使得住戶可以在一定范圍內(nèi)對室內(nèi)布局進行改造,增加了自由靈活性。但是,受力性能、經(jīng)濟造價方面也存在一定缺陷,我們對此進行以下分析。

3.2短肢剪力墻的設(shè)計要求

短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻??墒且驗槎讨袅拐鸬男阅茌^一般,地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗不多,為安全起見,規(guī)劃與設(shè)計在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不應(yīng)該過多的使用,不應(yīng)該全部使用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻承擔(dān)的傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的30%時,稱為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)??拐鹪O(shè)計時,短肢剪力墻的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定剪力墻設(shè)計實例分析

(1)短肢剪力墻的截面厚度在底部的相應(yīng)加強部位不應(yīng)小于200mm,其他部分尚不應(yīng)小于180mm。

(2)一、二、三級的短肢剪力墻的軸壓比,分別不應(yīng)該大于0.45、0.50、0.55。

(3)一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值應(yīng)相應(yīng)減少0.1。

(4)短肢剪力墻的剪力設(shè)計值在一、二、三級時應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2和1.1。短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率,在底部的加強部位一、二級不宜小于1.2%,三、四級不宜小于1.0%;其他部位一、二級不宜小于1.0%,三、四級不宜小于0.8%。

(5)一字形短肢剪力墻不適用,不宜在一字形短肢剪力墻上布置平面外與之相交的單側(cè)樓面梁。通過以上分析可以看出,短肢剪力墻對厚度、軸壓比、配筋率均有較高的要求,因此我們在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中因盡量避免短肢剪力墻的運用。避免短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的做法為:保證一般剪力墻的面積數(shù)超過剪力墻面積的50%。

4剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性控制

如何控制建筑造價是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重中之重,對于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員來說需要利用清晰的結(jié)構(gòu)概念進行設(shè)計,使結(jié)構(gòu)在滿足造價經(jīng)濟的同時具有足夠的安全儲備??刂萍袅Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)含鋼量可以通過以下幾個方向來解決:剪力墻的整體剛度控制、合理墻間距、軸壓比、整體布墻率等。

4.1整體布墻率

剪力墻的剪力墻自重占結(jié)構(gòu)自重一半以上屬于小開間剪力墻體系,當(dāng)剪力墻較多、結(jié)構(gòu)自重較大,造成的結(jié)果是:增加基礎(chǔ)用量,基礎(chǔ)、墻體用鋼量較大,且造成結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度過大,對于抗震不利。通常剪力墻間距為4~5m之間為最經(jīng)濟的間距,墻肢之間用連梁或框架梁連接。

4.2從用鋼量方面考慮

剪力墻以及邊緣構(gòu)件的配筋原則為:(1)剪力墻豎向和水平分布鋼筋的配筋率,一、二、三級時均不應(yīng)小于0.25%,四級和非抗震設(shè)計時均不應(yīng)小于0.20%。(2)剪力墻的豎向和水平分布鋼筋的間距均不宜大于300mm,直徑不應(yīng)小于8mm。剪力墻的豎向和水平分布鋼筋的直徑不宜大于墻厚的1/10。(3)房屋頂層剪力墻、長矩形平面房屋的樓梯間和電梯間剪力墻、端開間縱向剪力墻以及端山墻的水平和豎向分布鋼筋的配筋率都必須大于0.25%,間距都必須小于200mm。(4)剪力墻約束邊緣構(gòu)件的豎向鋼筋除應(yīng)滿足正截面受壓(受拉)承載力計算要求外,其配筋率一、二、三級時分別不應(yīng)小于1.2%、1.0%和1.0%,并分別不應(yīng)少于8準16、6準16和6準14的鋼筋(準表示鋼筋直徑)。

4.3從概念設(shè)計方面考慮

剪力墻應(yīng)該盡量布置在結(jié)構(gòu)周邊的外圍護墻處,在中部應(yīng)該減少剪力墻的布置,對其實施弱化處理,達到強周邊弱中部的效果;剪力墻的布置宜分散、均勻,在設(shè)計布置結(jié)構(gòu)墻肢時應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)過長墻(>8m),這樣變化使得結(jié)構(gòu)各墻肢均勻受力,協(xié)同工作。而在避免出現(xiàn)這個方面,如果單片剪力墻過長這樣便會剪力墻在承受水平地震作用時長片剪力墻的破壞形式上呈現(xiàn)純剪切破壞,這種破壞形式屬于抗震延性極差的脆性破壞形式。所以在設(shè)計時應(yīng)控制剪力墻的墻長不超過6m,超過6m的剪力墻則會采用設(shè)置洞口的方法來分割墻體使其分成成不大于6m的墻肢。

4.4剪力墻設(shè)計的注意要點

通常為了防止混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫,與此同時使剪力墻擁有一定的出平面抗彎能力,高層建筑的剪力墻不能夠使用單排配筋。高層建筑的剪力墻厚度相對比較大,當(dāng)剪力墻厚度超過400mm時,如果只是使用雙排配筋,形成中部大面積的素混凝土,這樣便會使得剪力墻截面應(yīng)力不均勻分布,因此可采用三排或四排配筋方案,截面設(shè)計所需要的配筋可分布在各排中,靠墻面的配筋可略大。在各排配筋之間需要用拉筋互相聯(lián)系。當(dāng)雙肢中一個剪力墻墻肢出現(xiàn)了小偏心受拉,該墻肢也許會出現(xiàn)水平通縫,這樣就會嚴重削弱剪力墻的抗剪能力,抗側(cè)剛度也會退化得十分嚴重,由荷載產(chǎn)生的剪力將會轉(zhuǎn)運到另一個墻肢而這樣的話就超出了另一墻肢抗剪承載力。因此,要留心避免墻肢出現(xiàn)小偏心受拉情況。當(dāng)墻肢出現(xiàn)大偏心受拉時,墻肢非常容易出現(xiàn)裂縫,從而造成其剛度的退化,剪力會在墻肢中重分配,此時,可將另一受壓墻肢按照彈性計算的剪力設(shè)計值乘以1.25增大系數(shù)后計算水平鋼筋,以提高其受剪承載力。在地震作用的反復(fù)荷載下,兩個墻肢都要增大設(shè)計剪力。

5結(jié)束語

簡而言之,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計是非常重要的,設(shè)計的好壞和建筑的安全性、適用性、經(jīng)濟性以及合理性有直接的聯(lián)系。所以,在對剪力墻進行設(shè)計和布局時,必須要采用科學(xué)的技術(shù)手段進行計量分析,在設(shè)計時應(yīng)該嚴格遵守剪力墻設(shè)計的各項標準要求,使剪力墻結(jié)構(gòu)更加的科學(xué)、經(jīng)濟、有效。

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剪力墻設(shè)計實例分析(剪力墻結(jié)構(gòu)案例) 結(jié)構(gòu)地下室施工

小高層建筑中剪力墻設(shè)計?

目前,隨著小高層建筑越來越多的運用,在建筑設(shè)計中如何使建筑經(jīng)濟合理已成當(dāng)務(wù)之急,剪力墻通常用于小高層住宅設(shè)計中,滿足實用、經(jīng)濟、合理的使用要求。文章對小高層建筑的剪力墻設(shè)計進行了分析研究,對小高層建筑設(shè)計提出參考。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)

(一)剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能

建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時,這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載,同時承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。

剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護墻,因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。

剪力墻結(jié)構(gòu)體系,有很好的承載能力,而且有很好的整體性和空間作用,比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力,因此,可建造較高的建筑物。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大,在水平荷載作用下側(cè)移小,其缺點是剪力墻的間距有一定限制,建筑平面布置不靈活,不適合要求大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大,靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。

剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板,可以不設(shè)梁,所以空間利用比較好,可節(jié)約層高。

(二)普通剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置

1.平面布置。剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向荷載和水平力都由鋼筋混凝土墻承受,所以剪力墻應(yīng)沿平面主要軸線方向布置。

(1)矩形、L形、T形平面時,剪力墻沿兩個正交的主軸方向布置;

(2)三角形及Y形平面可沿三個方向布置;

(3)正多邊形、圓形和弧形平面,則可沿徑向及環(huán)向布置。

單片剪力墻的長度不宜過大:

(1)長度很大的剪力墻,剛度很大將使結(jié)構(gòu)的周期過短,地震力太大不經(jīng)濟;

(2)剪力墻以處于受彎工作狀態(tài)時,才能有足夠的延性,故剪力墻應(yīng)當(dāng)是高細的,如果剪力墻太長時,將形成低寬剪力墻,就會由受剪破壞,剪力墻呈脆性,不利于抗震。故同一軸線上的連續(xù)剪力墻過長時,應(yīng)用樓板或小連梁分成若干個墻段,每個墻段的高寬比應(yīng)不小于2。

2.每個墻段可以是單片墻,小開口墻或聯(lián)肢墻。每個墻肢的寬度不宜大于8.0m,以保證墻肢是由受彎承載力控制,和充分發(fā)揮豎向分布筋的作用。內(nèi)力計算時,墻段之間的樓板或弱連梁不考慮其作用,每個墻段作為一片獨立剪力墻計算。

二、剪力墻設(shè)計

剪力墻所承受的豎向荷載,一般是結(jié)構(gòu)自重和樓面荷載,通過樓面?zhèn)鬟f到剪力墻。豎向荷載除了在連梁(門窗洞口上的梁)內(nèi)產(chǎn)生彎矩以外,在墻肢內(nèi)主要產(chǎn)生軸力??梢园凑占袅Φ氖芎擅娣e簡單計算。

在水平荷載作用下,剪力墻受力分析實際上是二維平面問題,精確計算應(yīng)該按照平面問題進行求解??梢越柚谟嬎銠C,用有限元方法進行計算。計算精度高,但工作量較大。在工程設(shè)計中,可以根據(jù)不同類型剪力墻的受力特點,進行簡化計算。

整體墻和小開口整體墻:在水平力的作用下,整體墻類似于一懸臂柱,可以按照懸臂構(gòu)件來計算整體墻的截面彎矩和剪力。小開口整體墻,由于洞口的影響,墻肢間應(yīng)力分布不再是直線,但偏離不大??梢栽谡w墻計算方法的基礎(chǔ)上加以修正。

聯(lián)肢墻:聯(lián)肢墻是由一系列連梁約束的墻肢組成,可以采用連續(xù)化方法近似計算。

壁式框架:壁式框架可以簡化為帶剛域的框架,用改進的反彎點法進行計算。

框支剪力墻和開有不規(guī)則洞口的剪力墻:此兩類剪力墻比較復(fù)雜,最好采用有限元法借助于計算機進行計算。

框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu),兩種結(jié)構(gòu)體系在水平荷載下的變形規(guī)律是完全不相同的??蚣艿膫?cè)移曲線是剪切型,曲線凹向原始位置;而剪力墻的側(cè)移曲線是彎曲型,曲線凸向原始位置。在框架—剪力墻(以下簡稱框-剪)結(jié)構(gòu)中,由于樓蓋在自身平面內(nèi)剛度很大,在同一高度處框架、剪力墻的側(cè)移基本相同。這使得框—剪結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線既不是剪切型,也不是彎曲型,而是一種彎、剪混合型,簡稱彎剪型。

在結(jié)構(gòu)底部,框架將把剪力墻向右拉;在結(jié)構(gòu)頂部,框架將把剪力墻向左推。因而,框—剪結(jié)構(gòu)底部側(cè)移比純框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移要小一些,比純剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移要大一些;其頂部側(cè)移則正好相反。框架和剪力墻在共同承擔(dān)外部荷載的同時,二者之間為保持變形協(xié)調(diào)還存在著相互作用??蚣芎图袅χg的這種相互作用關(guān)系,即為協(xié)同工作原理。

考慮地震作用組合的剪力墻,其正截面抗震承載力應(yīng)按規(guī)定計算,但在其正截面承載力計算公式右邊,應(yīng)除以相應(yīng)的承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE。剪力墻各墻肢截面考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計值:對一級抗震等級剪力墻的底部加強部位及以上一層,應(yīng)按墻肢底部截面考慮地震作用組合彎矩設(shè)計值采用,其他部位可采用考慮地震作用組合彎矩設(shè)計值乘以增大系數(shù)。

三、小高層中剪力墻設(shè)計實例

(一)布置

剪力墻布置必須均勻合理,使整個建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合,且X,Y 兩向的剛重比接近。在結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免一字形剪力墻,若出現(xiàn)則應(yīng)布置成長墻(h/w8);應(yīng)避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上,若無法避免,則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱,當(dāng)梁高大于墻厚的2.5倍時,應(yīng)計算暗柱配筋,轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長,因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中,有條件兩個方向均應(yīng)布置成長墻。

(二)配筋及構(gòu)造

對于小高層住宅來說,剪力墻是面廣量大的,因此合理的控制剪力墻配筋對于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟性具有十分重要的作用。

(三)剪力墻墻體配筋(以200厚墻體為例)

一般要求水平鋼筋放在外側(cè),豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。加強區(qū)φ10@200,非加強區(qū)φ8@200雙層雙向即可,雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當(dāng)別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力,土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制,而由于簡化計算經(jīng)常由豎向筋控制,此種情況下為增大計算墻體有效高度,可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè),豎向鋼筋放在外側(cè)。

(四)設(shè)置邊緣構(gòu)件

一、二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。對于普通剪力墻,其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率,建議加強區(qū)0.7%,一般部位0.5%。對于短肢剪力墻,控制配筋率加強區(qū)1.2%,一般部位1.0%;對于小墻肢其受力性能較差,應(yīng)嚴格按高規(guī)控制其軸壓比,宜按框架柱進行截面設(shè)計,并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率加強區(qū)1.2%,一般部位1.0%;而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體,設(shè)計中往往就按長肢墻進行暗柱配筋。

(五)合理配筋

剪力墻中的連梁跨度小,截面高度大,在地震作用下彎矩、剪力很大,有時很難進行設(shè)計,如果加大連梁高度,配筋值有時反而更大。對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對于窗臺有飄窗時,可再增加一根梁,兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應(yīng)對稱配置,腰筋同墻體水平筋。

四、結(jié)語

建筑設(shè)計中剪力墻運用具有較好的抗震性能,且結(jié)構(gòu)布置靈活,造價低,經(jīng)濟性好,所以小高層住宅較多的使用這種設(shè)計形式。經(jīng)過對設(shè)計、施工和使用中發(fā)現(xiàn)的問題進行總結(jié),進一步優(yōu)化,這種結(jié)構(gòu)形式的小高層住宅是值得發(fā)展的住宅模式。總之,對小高層建筑設(shè)計一般力求合理性與經(jīng)濟性,建筑設(shè)計中要合理把握關(guān)鍵部位及次要部分,這也是小高層建筑設(shè)計中需要努力改進的方向。

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小高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)化設(shè)計體會?

本文結(jié)合工程實例對低烈度區(qū)小高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化和改進剪力墻設(shè)計實例分析,提高設(shè)計產(chǎn)品的性價比、降低結(jié)構(gòu)成本剪力墻設(shè)計實例分析,對剪力墻結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計提出優(yōu)化建議剪力墻設(shè)計實例分析,接下來我們就來了解一下小高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)化設(shè)計體會。

剪力墻結(jié)構(gòu)高屋住宅具有剛度大、整體性好, 體型簡潔、用鋼量少等優(yōu)點, 目前已成為高層住宅采用的主要結(jié)構(gòu)形式。但是,由于剪力墻平面布置的局限性使得建筑內(nèi)部平面布置不靈活,且結(jié)構(gòu)整體自重較大。因此, 在高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 既要滿足建筑使用功能和相關(guān)規(guī)范要求,又要控制含鋼量,優(yōu)化設(shè)計就成了一個必不可少的手段,尤其是低烈度區(qū)的小高層剪力墻結(jié)構(gòu),可優(yōu)化空間很大。

2、工程結(jié)構(gòu)概況

本工程位于重慶市江北區(qū),設(shè)防烈度為6度,II類場地,基本風(fēng)壓為0.4KN/m2,該小區(qū)由七棟住宅和一個地下車庫組成,住宅樓為地下2層地上11層~13層剪力墻結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防類別為丙類,剪力墻抗震等級為四級,墻體厚度均為200mm,各棟住宅標準層基本一致,單層建筑面積約為890m2,選擇其中一棟13層進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

3、結(jié)構(gòu)平面布置的優(yōu)化。

建筑方案確定后,結(jié)構(gòu)的選型和布置至關(guān)重要,任何建筑體型都可能有最規(guī)則的和最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)布置方案,尤其針對小高層剪力墻結(jié)構(gòu),墻肢布置應(yīng)多方位比較和推敲。較一般高層而言,小高層剪力墻墻肢不宜過長,且盡量控制短肢剪力墻數(shù)量。本工程分別列舉了兩種結(jié)構(gòu)布置方案,如下圖1和圖2所示。

圖1 剪力墻布置方案一 圖2 剪力墻布置方案二

以上兩種結(jié)構(gòu)平面布置中方案二是在方案一基礎(chǔ)上優(yōu)化后,其主要表現(xiàn)在如下幾個方面剪力墻設(shè)計實例分析:①小高層結(jié)構(gòu)底層墻肢軸壓比較小,在滿足計算需要的情況下盡量減少墻肢數(shù)量,減小墻肢長度,一般墻肢長控制在8倍墻厚為宜,同時應(yīng)避免形成短肢墻力墻,而增大墻身構(gòu)造配筋率。②因整體結(jié)構(gòu)剛度較大,筒體部分可適當(dāng)弱化,將部分連續(xù)長墻分為若干墻肢,既可減少墻肢數(shù)量,又可避免扭轉(zhuǎn)影響。③墻肢布置時,避免出現(xiàn)十字形墻,盡量將Z形、[形或T形墻調(diào)整為L形墻,這樣可有效減小邊緣構(gòu)件截面和相應(yīng)配筋量。圖3分別為矩形、L形、T形及十字形構(gòu)造邊緣構(gòu)件配配方式,從經(jīng)濟角度前者明顯優(yōu)于后者。另一方面,嚴格控制墻肢短方向長度,節(jié)省不必要的構(gòu)造配筋,本工程墻肢短邊一般控制在600~800mm之間。④結(jié)構(gòu)平面布置中,對于小跨度板上隔墻下次梁可以取消,在不影響建筑功能的情況下,可將部分隔墻墻厚改為100mm,以減小結(jié)構(gòu)荷載,增大使用空間。

4、結(jié)構(gòu)計算結(jié)果分析對比。

對二種布置方案采用PKPM結(jié)構(gòu)系列軟件進行計算,對輸出結(jié)果分析整理如下表1所示:

表1 兩種方案計算結(jié)果對比

計算結(jié)果結(jié)構(gòu)總質(zhì)量(t)自振周期周期比最大層間

位移角最大位移比最小剪重比最大軸壓比

方案一15330T1=1.1206

T2=0.9802

T3=0.95530.8521/39201.241.27%(X向)

1.40%(Y向)0.52

方案二14950T1=1.3729

T2=1.3230

T3=1.12410.8181/27301.291.00%(X向)

1.13%(Y向)0.59

根據(jù)計算結(jié)果分析,采用方案一時原結(jié)構(gòu)總質(zhì)量、側(cè)向剛度及剪重比偏大,層間位移角及墻肢軸壓比偏小,均存在可優(yōu)化空間,采用方案二優(yōu)化后結(jié)構(gòu)位移比、位移角及墻肢軸壓比均有所提高,剪重比相應(yīng)減小,但都在規(guī)范限值范圍內(nèi),墻肢剛度及承載力得到充分發(fā)揮。根據(jù)以上分析比較,兩種方案計算結(jié)果從技術(shù)角度均合理,但從經(jīng)濟角度,方案二明顯要優(yōu)于方案一。

5、其它優(yōu)化措施

(1)邊緣構(gòu)件計算配筋結(jié)果的合理性判斷。因剪力墻墻肢布置及截面大小受建筑限制,其部分邊緣構(gòu)件計算配筋PKPM輸出結(jié)果可能偏大,不可盲目地按此結(jié)果進行配筋設(shè)計,可先采用剪力墻組合配筋方式對該邊緣構(gòu)件計算復(fù)核,計算結(jié)果會大大減小。

(2)適當(dāng)減少配筋歸并,細化設(shè)計。本工程樓層梁配筋標準層由原來三個增加到五個,同一標準層計算配筋不應(yīng)相差太大,以免增加鋼材用量。同時,減少豎向邊緣構(gòu)件歸并數(shù)量,嚴格按實際計算需要配筋,不盲目地放大或減小。此外,本工程剪力墻無約束邊緣構(gòu)件,構(gòu)造邊緣構(gòu)件一般按規(guī)范最低要求設(shè)置豎向筋和箍筋。

(3)控制梁板截面及配筋。本工程除筒體周邊范圍及客廳大跨度板以外,所有樓面板板厚為100mm。屋面板厚為120mm,屋面板配筋采用分離式配筋附加溫度鋼筋網(wǎng)片形式。因樓層梁大部分為構(gòu)造配筋,除外立面有特殊要求外,所有樓層梁均控制梁截面大小,次梁最小尺寸120X300,主梁最小尺寸200X400,對連梁超筋時可采用降低梁高或內(nèi)力調(diào)幅方式解決,梁負筋盡量采用小直徑鋼筋。對于跨度較大的懸臂梁,上部計算配筋較大,而其彎矩內(nèi)力都是急劇下降的,因此,可將角筋伸至梁端,其余鋼筋尤其二排鋼筋均可在中部截斷,既節(jié)省鋼筋又方便施工。

(4)建筑與結(jié)構(gòu)材料的合理選擇。本工程結(jié)構(gòu)剪力墻混凝土等級3層以下為C40,其余各層為C30,梁、板及樓梯構(gòu)件混凝土等級為C25。結(jié)構(gòu)構(gòu)件除構(gòu)造配筋外均采用高強度受力鋼筋,以減少計算配筋量。填充墻采用容重小于8KN/m3頁巖空心磚砌體,下沉式衛(wèi)生間采用陶?;炷凛p質(zhì)材料回填,以減輕結(jié)構(gòu)荷載,減小地震作用,

6、結(jié)論

從結(jié)構(gòu)布置及配筋構(gòu)造等方面對該工程進行優(yōu)化處理,經(jīng)初步計算其最終含鋼量約為42kg/m2左右,或許還有優(yōu)化的潛力,這還需在今后的工程實踐中不斷分析和總結(jié)。相信經(jīng)過以上的介紹,大家對小高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)化設(shè)計體會也是有了一定的認識。歡迎登陸中達咨詢,查詢更多相關(guān)信息

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