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剪力墙结构设计集锦9篇

时间:2022-04-26 14:13:45

剪力墙结构设计

剪力墙结构设计范文1

本文着重论述剪力墙设计中应着重注意以下问题:

1、剪力墙的布置;

2、有关短肢剪力墙设计。

中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:

一、剪力墙布置 剪力墙布置除应符合规程中有关规定外,在本文中进一步对剪力墙的布置提出了一些要求,其中关于短肢剪力墙和梁、墙布置都属于本文着重阐述的内容。

1、双向布置剪力墙及抗侧刚度 高层建筑应有较好的空间工作性能,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构。在抗震结构中,应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向抗侧刚度接近,即两个方向的自振周期宜相近。

另一方面,剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大,为充分利用剪力墙的能力,减轻结构重量,增大剪力墙结构的可利用空间,墙不宜布置太密,使结构具有适宜的侧向刚度。

2、竖向刚度均匀 剪力墙布置对结构的抗侧刚度有很大影响,剪力墙沿高度不连续,将造成结构沿高度刚度突变,所以应要求剪力墙自上到下连续布置。允许沿高度改变墙厚和混凝土等级,或减少部分墙肢,使抗侧刚度沿高度逐渐减小。

3、墙肢高宽比 细高的剪力墙容易设计成受弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。在抗震结构中剪力墙结构应具有延性,设计中墙的高宽应比不应小于2。当墙的长度很长时,为了满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的独立墙段,每个独立墙段可以是整体墙,也可以是联肢墙。

4、剪力墙洞口的布置 剪力墙洞口的布置,会极大地影响剪力墙的力学性能。因此,布置剪力墙洞口时应满足以下3方面要求。

(1)规则开洞,洞口成列、成排布置,能形成明确的墙肢和连梁,应力分布比较规则,又与当前普遍应用程序的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。同时宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置;

(2)对于错洞剪力墙和叠合错洞墙,二者都是不规则开洞的剪力墙,其应力分布复杂,容易造成剪力墙的薄弱部位,常规计算无法获得其实际内力,构造比较复杂。其主要特点是洞口错开距离很小,甚至叠合,不仅墙肢不规则,洞口之间形成薄弱部位,叠合错洞墙比错洞口墙更为不利,设计时应尽量避免。当无法避免叠合错洞布置时,应按有限元方法仔细计算分析并在洞口周边采取加强措施或采用其他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口的剪力墙或框架结构;

(3)具有不规则洞口剪力墙的内力和位移计算应符合规程的有关规定。目前除了平面有限元方法外,尚没有更好的简化方法计算。对结构整体计算中采用了杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了简化处理的其他有限元模型时,应对不规则开洞墙的计算结果进行分析、判断,必要时应进行补充计算和校核。

5、剪力墙和加强部位

(1)抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位,这样作的目的是对塑性铰部位可以有更明确的措施,与由于温度、收缩等需要的加强措施区别;

(2)剪力墙塑性铰出现后,剪力墙应具有足够的延性,剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围,该范围内应当加强构造措施,提高其抗剪切破坏的能力;

(3)为安全起见,设计剪力墙时将加强部位范围适当扩大,抗震设计时,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值,当剪力墙高度超过150m时,为避免加强区太高,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。

二、短肢剪力墙设计要求

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙,一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。当截面高度与厚度之比小于3时,应按柱计算(当形成异型柱时,则应按异型柱的要求设计,但高层建筑中不允许采用异型柱框架结构),至于剪力墙高度与厚度之比大于3、又小于5的剪力墙,实际上也是短肢剪力墙,由于它们更弱,可以提出不宜采用小于5的墙肢,对这种小墙肢的轴压比应修予更严格的限制,因此即使采用短肢剪力墙,也要尽可能使墙肢截面高度与厚度之比大于5。

近年兴起的短肢剪力墙结构,有利于住宅建筑布置,又可进一步减轻结构自重,应用逐渐广泛。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差,地震区应用经验不多,考虑高层住宅建筑的安全,其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短,可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制,并采取一些加强措施。

1、应用范围

高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。设计时应注意:短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构;其次,具有较短肢剪力墙的墙的剪力墙结构最大适用高度应比规范中剪力墙结构的规定值适当降低,7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m;第三,对于B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑,即使设置筒体,也不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构;第四,如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不属于这种短肢剪力墙与筒体共同工作的剪力墙结构。

2、加强措施

对于短肢剪力墙设计中应着重以下加强措施。

(1)为限制过多的剪力墙的数量,在抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩50%;

(2)抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比规范中规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用;目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性;

(3)出于改善延性的考虑,抗震设计时,各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7(对一般剪力墙,三级抗震等级时轴压比未限制);对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其延性更为不利,因此轴压比限值要相应降低0.1;

(4) 对于短肢剪力墙的剪力设计值,不仅底部加强部位应调整,其他各层也要调整,一、二、级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2,目的是避免短肢剪力墙过早剪坏;

(5)短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%;

(6)对于短肢剪力墙截面最小厚度,无论抗震还是非抗震设计,其厚度都不应小于200㎜;对于非抗震设计,除要求建筑最大适用高度适当降低外,对墙肢厚度限制的目的是使墙肢不致过小。

总之,在剪力墙布置中洞口宜上下对齐使之受力明确,尽量避免出现错洞与叠合错洞的出现。在短肢剪力墙设计中应注意其肢长、加强部位、构造要求等要求。

参考资料:

[1]吕文、钱稼茹,基于位移延性剪力墙抗震设计《建筑结构学报》1999.3 。

[2]《高层建筑混凝土结构技术规程》中国建筑工业出版社。

剪力墙结构设计范文2

关键词:剪力墙;结构设计;设计的问题

中图分类号:TU39 文献标识码:A

概述

随着楼房高度的不断增加,较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒,更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,必须要精心设计来保证。剪力墙结构中,墙是平面构件,它除了承受水平作用力和弯矩外,还承担竖向压力,在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下是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。

一、 剪力墙结构的超长问题

《混凝土规范》第9.1.1 条中规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距: 当在室内或土中时为45m;露天时为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45~55m。规范的这一规定显然与现今建筑的体量越来越大但功能又要求不设伸缩缝发生矛盾,因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定,笔者认为今后当剪力墙结构超长时,应该慎重处理为好,过长时应该尽量设置温度伸缩缝,宜较严格遵守规范规定的限值,理由如下:

(1)剪力墙结构刚度大,受温差影响大,混凝土的收缩产生的变形大,墙体对楼面、屋面产生的约束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝,其主要原因就在此。

(2)剪力墙结构多用于商品住房和公寓,使用状况复杂,一旦私人购买的房子出现裂缝,虽然没有安全问题,但处理起来问题多、难度大、社会影响大。

(3)混凝土结构受温度或收缩形变的影响与众多因素有关;而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂,混凝土收缩大,约束应力积聚也大,施工工艺及管理也难控制,环境影响使变化难于判断,因此更难于解决混凝土收缩变形时,在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。

(4)目前混凝土中水泥用量普遍增大,加上由于混凝土强度的提高,使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生,使结构出现裂缝的因素增多。

(5)普遍使用商品混凝土泵送施工,为了泵送,增大水泥用量,减少了中粗骨料含量和骨料粒径,加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量,增加产生裂缝的因素。

综上所述,在处理超长结构时,特别是处理超长的剪力墙结构时更要特别慎重: 当发生实在由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时,建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理。

二、高层剪力墙转角部位开设转角窗的问题

随着建筑平立面体型的多样化,在不少的居住建筑外墙转角,客户要求设置转角窗,高层剪力墙结构的角部是结构的关键部位,在角部剪力墙上开设转角窗,这不仅消弱了结构的整体抗扭刚度和抗侧力刚度,而且使临近洞口的墙肢、连梁内力增大,扭转效应明显,对结构抗震不利。

(1)B级高度及9级设防A级高度的高层建筑不应在角部剪力墙上开设角窗或挑阳台。

(2)8度及8度以下级设防A级高度的高层建筑在角部剪力墙上开设角窗或挑阳台时,应采取以下措施:

①洞口应上下对齐,洞口宽度不宜过大,连梁高度不宜过小,并加强其配筋及构造;

②洞口两侧应避免采用短肢剪力墙和单片剪力墙,宜采用“T”、“L”、“[”型等截面的墙体,墙体厚度在底部加强部位不小于层高的1/12,其他部位不小于1/15,且不小于180 mm,墙端暗柱纵向配筋适当加强;

③宜提高洞口两侧墙肢的抗震等级,并按提高后的抗震等级满足轴压比限值的要求;

④转角处楼板应加厚,配筋宜适当加大,并配置双层双向配筋;也可于转角处板内设置连接洞口两侧墙体的暗梁;

⑤结构电算时,转角梁的负弯矩调整系数、扭转折减系数均取1.0,抗震设计时,应考虑扭转藕联的影响。

三、剪力墙连梁设计的问题

剪力墙连梁的含义: 剪力墙连梁即两端都与剪力墙相连且与剪力墙的夹角不大于25 度,跨高比小于5,刚度可以折减的梁。在墙肢和连梁的协同工作中,剪力墙应该具有足够的刚度和强度。剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏,也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则,同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服,而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。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。因此在实际工程中要使连梁的设计满足强剪弱弯的要求,就必须考虑以下几个方面:

(1)关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小,与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减弱,内力重新分布。因此在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第4.1.7 条中规定: “在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度,在框架-剪力墙结构中,连梁的刚度可予以折减,折减系数不应小于0.55”;

(2)加连梁跨度减少高度。在连梁设计中,刚度折减后,仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况,这时可以增加洞口的宽度,以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度,也就减少了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。如果只是部分连梁超筋或超限,则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%,且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求;

(3)增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大,地震作用产生的内力增加,另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。由于该片墙厚增加以后,地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁的受剪承载力不超限;

(4)提高混凝土等级。混凝土等级提高后,结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例,有可能使连梁的受剪承载力不超限;

(5)地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后,仍有部分不符合承载力要求时,可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求,配置相应的纵向钢筋。此时,如果不能保证连梁在大震时的延性要求,应重新计算整个结构,必要时调整结构布置,使连梁的承载力符合要求。

结语

以上都是在进行剪力墙结构设计工作中经常遇到的几个问题,这些问题相对都比较复杂的,只有把互相制约的因素统一协调,才能取得比较理想的结果。

参考文献

[1]GB50050-2002,混凝土结构设计规范[S].

剪力墙结构设计范文3

1剪力墙构架介绍

1.1剪力墙结构

通常所说的剪力墙是指建筑(同时也包含住房和相关配合构筑物)里,一般当做承担风荷载及由于地震造成的水平负荷的建筑墙体。所以,剪力墙还可以叫做挡风墙。防震墙或者构架墙。换句话说,构件剪力墙的基本意图是预防建筑构架受到剪切性质的损毁。欲确保房屋建筑及附属构筑物的稳定性和牢靠性,剪力墙的建筑用料大多采取钢筋水泥。建筑物构架是指房屋及建筑物内,靠固定数目的组件也就是作为建筑构架的分体单元(比如横梁、水泥盖板、立柱等等)组合衔接而成的可以负载相应重力的空间或水平二维方向平面范畴。遵循相异的要求条件,可以把建筑构架单元划分成多种类别。依照施工流程的区别,建筑构架组成有混合构造、框架构形、剪力墙构架和框筒构架等,因为剪力墙构架拥有抗侧刚度高,耗钢量少和抵抑震灾能力大等特殊性,现在已经在我们国家建筑构架编制领域占有主流的市场地位,且搏得了业者们普遍的重视。通俗地说,剪力墙构架组成即为运用钢筋水泥墙面板来负载横向和竖向两个方向的力的构架单元。当编制剪力墙组成时,建筑企业在很大程度上要选取钢筋水泥墙面板来取代原来的建筑工程构架中的横梁和立柱,凭借其承载横竖两向的各种压力,进而稳固地平衡建筑构架的水平应力。换句话说,剪力墙构架组成基本是纵向的钢筋水泥墙面板,其横向还依然是靠钢筋水泥的空心板担压在立面墙上,建筑行业一般把此类构成统一命名为剪力墙结构。

1.2剪力墙构架的类型

依据剪力结构墙有无在上面开孔还有所开孔的尺寸情况通常把剪力墙区别成实体结构墙、具备开孔的剪力墙、复合肢剪力墙及立式支架剪力墙4种类型。它们当中仅有实体墙是没有开孔的剪力墙体,另外3类剪力墙均具有不同尺寸的开孔。再者就是还可按照开孔的面积多少进行区分。下面重点介绍两类剪力墙的具体情况。

1.2.1实体剪力墙

一般所言的实体墙,系立面墙体未进行开孔,也包括墙体立面上尽管已经开孔,然而所开孔的区域面积不大于墙体总面积的百分之十五。此类剪力墙的受压变形基本上是变为曲面型,墙本身的弯矩分布图绝不会发生反弯,亦不可能产生突变,不会产生任何不利现象,墙本身的负载功能亦相当优良。

1.2.2实体上开有小孔的剪力墙

顾名思义,它是说其墙面上是开有小孔的。通常所言剪力墙实体上开小孔,就是说所开的小孔区域面积不大于墙侧面总面积的15%。此类剪力墙的受力变形基本上属于弯曲性,墙体的弯矩图区域不可能发生反弯的现象,然而,其却有产生突变的可能性。

2剪力墙构架设计基准

2.1楼层之间最小剪力系数的整合基准

在剪力墙构架的编制进程中,建筑各楼层之间一定要执行最低剪力系数的基准。第一,在具体建设的环节当中,出于减小房屋及构筑物的本身重量的目的,最大限度地提高构筑物本身的抵御震灾功能,必须在短肢剪力墙负载的首位振型下部地震颠覆力矩占构架总下部地震颠覆力矩的40%以下的条件下,最大限度减小剪力墙的面数。再者,在严格符合上一条件的情况下,对剪力墙实施大开间调整可使它的侧向刚度数值更高。如此,建筑楼层相互之间的剪力系数可以获取最好的约束,工程投资将大幅度降低,大幅度地缩减了工程建设投入。

2.2针对楼层间最大位移和楼层高度

之间比例实施恰当调整的基准通常来说,针对常规建筑进行墙体构架设计时,其设计工作的重心应当是放在各个楼层之间的扭转变形及剪切形变的应对策略上。人们都知道,建筑构架的横向剪切变形应对都是依托纵向构件的恰当组合来实施有效调整的。所以,倘若纵向构建设置的过多,剪力墙的剪重比例数值一定会增长过快,此类不科学的剪力墙构架编制可直接造成建筑物各楼层之间的扭转变形,而且变形程度很大。

3剪力墙结构优化设计

作为建筑结构中不可或缺的构件,剪力墙有着自身独特的特点。在建筑的设计中,逐渐发现了剪力墙的优缺点,其具有承载力和平面内刚度大的优势,但是剪切变形相对来说较大,且平面外较薄弱,加之施工中剪力墙形式复杂多变,受力非常繁琐,这些都阻碍了建筑结构中剪力墙作用的有效发挥。剪力墙在承担水平荷载和竖向荷载的作用上都比较强势。其优点是侧向刚度大,并且整体性较好,水平力作用下的侧移相对较小,加上剪力墙设计中没有梁和柱等的外露与突出,所以非常方便房间的内部设置。但是其存在的缺点就是不能提供大空间的房屋。

4结语

剪力墙结构设计范文4

关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙结构;设计

中图分类号: TU761 文献标识码: A 文章编号:

0前言

随着城市化进程的不断加快,城市建筑中的中高层、特高层住宅建筑的数量正不断增多,对于建筑结构的稳定性设计需求也更为严格。为满足建筑的安全结构性能与标准抗震性能,建筑结构设计中都采用了剪力墙作为建筑支撑。在对剪力墙结构进行设计时,需要结合建筑内的空间布局以及功用情况,对分户墙、山墙、电梯墙等进行合理地分割,一方面既要满足建筑内墙体分割的基本要求,同时,在墙体的走向和墙体结构设计中需要考虑其抗震性能,在建筑平衡性的论证下对墙置进行适度调整,既满足现代建筑的美观实用性能,又能够为建筑企业提高经济效益,并且符合国家对高层住宅所规定的抗震要求。

1 剪力墙结构优点分析

建筑物剪力墙的种类较多,其主要分类可以依据以下三个条件:首先是根据剪力墙所使用的材料不同进行类,可以分为配筋剪力墙和钢筋混凝土现浇剪力墙。另外可以按照剪力墙洞口进行分类,主要有整体式剪力墙、框架式剪力墙和不规则洞口式剪力墙三种类型。根据剪力墙在建筑物内承受压力状况进行分类,可以有壁式框架结构剪力墙、独立式结构剪力墙和连枝剪力墙等。随着建筑行业的科技含量不断提高,在剪力墙的制作方面也加入了更多新的材料和工艺,这是随着人们对于建筑空间的稳定性以及舒适性的要求越来越高而不断与之相适应的。在建筑梁板架构中,梁体通常是暴露在建筑外端的,如果采用吊顶的方法对梁体进行遮挡,直接会影响到楼层空间的实际高度,使建筑物内部是舒适感下降。剪力墙与楼板之间的配合能够解决空间压迫问题,使楼层之间的高度间距不会改变。剪力墙在高层房屋空间设计中除了不会减少现有的高度空间的功能之外,还具有很好的纵向重力承载能力,另外,剪力墙还具有横向平衡作用力,可以间接增强建筑物的整体框架结构的稳定性,确保建筑物具有良好的抗震性能。

此外,剪力墙在高层建筑的使用中也有部分缺陷,如高层建筑楼层之间的自重过大,需要对楼层的上下结构分别进行受力分析,要求建筑物基础稳定性达到一定的标准。另外,剪力墙作为建筑物的主要分割墙体时,并不能完全按照建筑物内的空间功能区分对建筑物进行完全分割,因此在建筑物内部设计中表现出灵活性较差的特点,尤其在诸如写字楼、商场一类的大空间公共场所建筑中不适宜应用。

2 剪力墙的施工工艺设计流程

剪力墙在高层建筑空间内的施工流程与传统混凝土墙体结构的施工流程比较相似,施工阶段都是通过放线、建模、混凝土浇筑、振捣、养护、拆卸模具和养护等过程组成,但剪力墙的施工需要根据浇筑混凝土墙体所具备的特点进行分析,采用不同于一般混凝土浇筑的做法进行施工:

放线:通过测线仪对施工区域内的模板连接线和控制线进行连接。

焊筋:剪力墙需要对其承重能力进行优先考虑,因此在对剪力墙施工时,需要对顶部进行建模处理,保证顶部的拉力支撑强度达到房屋的标准承重单位,施工过程中需要对剪力墙内部的植筋进行预埋处理,并且将内部植筋与顶部模具进行焊接,在焊接过程中需要注意,植筋是在打板时进行预埋,焊接过程严禁与主筋直接连接。

剔面:剪力墙与建筑物层间的顶板之间的结合区域需要沿着楼板的走向对剪力墙的边缘区域切割出3~5mm深度的边沿线,并且在切割的边缘线内部进行打磨,增加混凝土浇筑后与顶板和剪力墙之间的摩擦力。

施工模板:剪力墙施工需要根据墙体面积确定使用模板,对于大面积的连续墙体,为保证模板与剪力墙之间具有一定的吸附能力,需要对模板内侧均匀涂抹胶模剂。

安装模板:剪力墙的模板安装需要区分内横墙模板、外墙模板、外墙外侧模板等,模板的尺寸与墙面达到统一,做到模板与墙体的一一对应。模板安装就完成之后,应当对模板的平整度和垂直情况进行检查,并且采用垂直穿墙螺栓对模板进行纵向加固。

砂浆涂抹:剪力墙与模板在安装过程中会出现明显的空隙,为了保证剪力墙建筑的紧实度,需要事先对模板与剪力墙之间进行砂浆涂抹。

混凝土浇筑:剪力墙的混凝土浇筑与通常的钢筋混凝土浇筑基本一致,用混凝土泵将流体混凝土均匀流入模板之内,待混凝土浇筑完毕,需要进行灌混凝土处理,在灌混凝土过程中要配合振捣,将墙体内的空气完全挤压出墙面,避免在混凝土凝固后墙面由于空气泡而出现的裂缝。

养护:剪力墙的混凝土表面养护与一般的钢筋混凝土养护很相似,通过保温养护和湿度养护对混凝土墙面进行保养,防止墙面出现开裂。

拆模:当混凝土强度达到1.2MPa,混凝土表面已经基本凝固,可以进行拆模施工,拆模过程中要注意:对于大面积墙面的拆模需要加强保护,严禁使用敲击的方式来拆模,防止敲击对墙体造成的破坏。

3剪力墙的结构设定

3.1剪力墙结构布置

在对建筑物空间内剪力墙进行结构布置时,通常需要遵循以下原则:选择数量始终的短肢墙,由于短肢墙在受力过程中可以表现出较强的抗压能力,对于建筑物楼层间距内的纵向压力具有很好的抗压作用,因此需要从建筑纵向静态压强负载角度出发。剪力墙在建筑空间内进行均匀铺设,要防止墙面在外力作用下出现的凹凸现象。剪力墙在布置过程中要注意其垂直度与水平度达到设计标准,达到受力的均衡分摊。

3.2剪力墙适用高度

从抗震优化的角度考虑,剪力墙对于楼体稳固的辅助程度要能够达到7级抗震的效果,其最大高度与宽度要进行严格限制,除了部分特宽墙面之外,剪力墙的设计使用短肢墙体作为主要支撑设计。

3.3轴压比限值

若剪力墙的轴压较大,则延性较差。主要原因是由于剪力墙处于压弯状态,受压的区较高,呈现小偏心状态,因此要对轴压比进行限制。对延性进行改善,处于重力荷载作用下,短肢剪力墙的轴压比值进行改善。

4 结语

由于剪力墙可调整性、灵活性地布置墙肢,使其成为剪力墙最为理想的经济指标体系。在剪力墙设计时,必须充分考虑结构的整体性、受力变形特征,进行概念设计,制定相应的抗震措施,以确保结构的抗震性能和整体性。

参考文献:

[1]尉丽敏.短肢剪力墙结构设计的相关问题探讨[J].科技创新导报,2012(27)

[2]周翔.论高层建筑中短肢剪力墙结构的延性设计[J].建材与装饰,上旬,2012(8)

[3]王宁,罗兆辉.高层剪力墙结构墙体的优化布置[J].天津城市建设学院学报,2012,18(3)

[4]刘静华.结构优化设计在某剪力墙结构成本控制的应用[J].山西建筑,2012,38(30)

剪力墙结构设计范文5

【关键词】建筑结构设计;剪力墙;

一、剪力墙结构概念

剪力墙结构英文学名是 shearwall structure。它是由指剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。具体地说剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成结构,其变形特点为弯曲变形。而剪力墙是一种抗侧力单元,其在受力方向上的截面高宽比大于4,使得其在水平作用下,截面的抗剪问题比较突出。所以剪力墙结构必须依赖各层楼板作为支撑,以保证平面外的稳定,由于受到楼板经济跨度的限制(一般剪力墙之间的间距一般在3至8米),所以剪力墙结构主要适用于有小房间设计要求的高层建筑、公寓旅馆等建筑。

二、剪力墙结构设计原则

剪力墙结构主要由剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁结构组成,具有良好的抗震性能和较高的刚度。为了使剪力墙结构在建筑结构中的优势充分发挥出来,必须对其进行合理设计和安排。在设计过程中,应遵循以下原则:由于剪力墙结构应具有适宜的侧向刚度。1.剪力墙结构应采用简单的平面、立面布置和恰当的侧向刚度 。在抗震设计时应在结构的两个主轴方向设置剪力墙,避免两向动力特性的过大差异。2.剪力墙布置宜自下到上连续布置,避免刚度突变。3.对剪力墙上的洞口应进行结构的规则化处理,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,并且避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置使墙肢刚度相差过大。在实际工程中,对具有不规则洞口的剪力墙,首先应进行剪力墙开洞的规则化处理,对具有不规则洞口布置的错洞墙,应按弹性平面有限元方法进行应力分析,并按应力计算结果进行截面配筋设计或校核。4.必须充分考虑墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力,同时,计算正截面承载力,并应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力验算。在集中荷载作用下,墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力验算。

三、建筑结构设计中剪力墙结构的应用

1、厚度设计

剪力墙抗震等级存在差异,底部是否应当加强,抗震墙厚度也不一样。但是所有的剪力墙截面厚度都应符合规范要求中的墙体稳定性要求。而其他抗震等级的剪力墙结构的要求分别为:按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于200mm,其他部位不应小于160mm;一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm,其他部位不应小于160mm。三、四级剪力墙不应小于160mm,一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm。对于非抗震设计时且不应小于160mm。同时剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm。对于短肢剪力墙(短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各截面高度于厚度之比大于4但不大于8的剪力墙)截面厚度除了符合上述规定外,底部加强部位尚不应小于200mm,其他部位尚不应小于180mm。

2、合理布置剪力墙平面

在建筑结构设计时,对剪力墙平面的布置应做好以下几点: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。在布置剪力墙平面时,应严格根据均匀、对称原则,尽可能让墙面结构的刚度中心与质量中心完全重合,进而降低扭矩,尽量对直、拉通内外的剪力墙。8.剪力墙不宜过长,较长的剪力墙宜设置跨高比较大的连梁。

3、剪力墙墙体配筋

控制剪力墙配筋有利于结构的安全性和工程的经济性,在1-3级抗震等级的剪力墙中,竖向、水平分布筋的最小配筋率应0.3%,四级和非抗震设计时均不应小于0.20%。剪力墙的竖向和水平分布钢筋间距均不宜大于300mm,直径不应小于8mm且不宜大于墙厚的1/10.

4、边缘构件处理

剪力墙的边缘构件大体上分为两种,即构造边缘和约束边缘的构件,两者相比较,则构造边缘的矩形截面积的极限承载力约降低40%,极限楼层位移角将减少一倍,对地震能量的消耗也会有所减少,并且会对墙板的稳定造成影响。由此可见,在构件设计选择时,应严格根据不同的抗震等级以及剪力墙底层强制底截面的轴压比选取合适的边缘构件。并应该在剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件之间设置过渡层,避免剪力墙刚度及承载力的突变,改善结构的特延性,提高剪力墙的抗震能力。同时对剪力墙边缘构件灵活设置过渡层也是抗震概念设计和抗震性能化设计的重要内容之一。对于构造边缘构件纵向钢筋的配置,应满足最少钢筋根数、最小钢筋直径及最小配筋面积要求,并宜采用高强度钢筋,端柱还有满足框架柱要求。

5、连梁设计

连梁是指两端与剪力墙在平面内相连的梁。连梁跨高比小于5按连梁设计,反之则宜按框架梁设计。连梁也是剪力墙住宅建筑结构中非常重要的抗震构件,其设计的合理性直接关系到剪力墙结构的受力性能及抗震性能。在正常的荷载下,应该保证结构处于弹性工作状态,连梁也不允许产生塑性铰,而在遭遇地震时,可以允许结构进入弹塑性状态,此时,连梁也可以产生塑性铰。抗震规范要求,建筑物在低于本地区设防烈度的地震作用下,一般不损坏或者不影响使用;而在高于本地区设防烈度的地震时,不得发生倒塌及危及人们生命安全的破坏。在地震荷载的作用下连梁的破坏形式有脆性破坏与延性破坏两种,连梁的设计应该遵循强剪弱弯的原则,避免结构产生脆性破坏。连梁的跨高比越小,强剪弱弯的要求也越高,最小配筋率数值也越小,在实际的工程应用当中应注意根据连梁的跨高比实现对连梁配筋率的分级控制。对于出现连梁抗剪承载力不足现象(超筋),可以对抗震等级为2-4级的连梁采用设置对角斜筋并对连梁的剪力设计中进行复核设计。

剪力墙结构设计范文6

关键词:剪力墙;结构设计;建筑;实际应用

前言

随着人们的生活质量得到了明显的提高,对于建筑物的要求也变得更高,现阶段的建筑物不仅需要有较强的功能性,同时具备较高的质量也是人们追求的。通过加强建筑结构来实现人们对建筑的质量要求是相对有效的方法,而经过研究发现,剪力墙的结构设计在建筑结构中具有较强的稳定性、抗震性,能够有效的提高建筑物的质量,并且经过大量的实际应用,已经成为我国现阶段建筑结构设计中很重要的一部分,剪力墙的结构设计在建筑结构设计中受到设计师的广泛喜爱。

1关于剪力墙

1.1剪力墙的定义

剪力墙为了防止建筑在不同的环境下受到剪切性的破坏,但是在实际应用中又被称为抗震墙或者抗风墙,因为其主要需要防止建筑物受损的原因就是防风以及防震,为增强器稳定性一般会选择钢筋或者混凝土这样的材料,通过这样的材料来承受建筑中水方向或者垂直方向上的力结构,就能够有效的对建筑结构中产生的水平力进行控制。其主要应用于高层建筑或者高耸的结构里,通过电梯间、楼梯间或者设备房等的间隔墙进行帮助围成,经过混凝土浇灌使之具有较强的刚度以及强度,能够很好的承受水平方向的荷载。

1.2剪力墙的分类

剪力墙主要根据墙上是否有开口进行区分,不开口的为实体墙,开口的又会根据开口的大小分为整体上小开口的剪力墙、多肢剪力墙以及壁式框架剪力墙。实体墙一般情况指没有开口的剪力墙,这样墙体因为受力面积比较均匀,在弯矩图处显现出的特点就是,既不会有明显的反弯,也不会有明显的突变,具有较强的承受能力,是很多建筑物中必不可少的一部分。而另外三种剪力墙均为开口的,其中开口最小的是整体上小开口的剪力墙,剪力墙上的开口大小不会超出正面墙体总面积的15%,于实体墙相比,这种墙的变形为弯曲性,在弯矩图处也不会体现出反弯,但是会有出现突变的可能性;而多肢剪力墙相对开口面积较大,有一些开口还是以成列状进行排列的,在剪力墙的弯矩图处也不会发生任何异常的情况;最后一种类型就是壁式框架剪力墙,它的开口是所有类型中最大的,具有剪切型的变形。

2剪力墙的设计原理

2.1楼层之间遵循最小剪力系数调整原则

楼层之间遵循最小剪力系数的调整原则,是剪力墙结构设计中最基本的一项原则,因为现代化的建筑要求其抗震性能够更强,在建筑实际施工中,就会通过减轻房屋以及结构本身的重量来实现这一点,因此减少剪力墙的数量是比较直观的一种方法,而为了不影响剪力墙本身的作用,一般情况下会有一个临界值,即在短肢剪力墙承受的第一真幸福底部地震倾覆力能够占整体倾覆力的40%以内。在这样的基础上进行剪力墙的大开间处理,对于侧向刚度就会有更好的掌控。有效的控制楼层之间的最小剪力系数,因为减少了剪力墙的数量,从而减低了建筑工程中的成本,为建筑工程带来更大的收益。

2.2楼层之间的最大位移以及楼层高度之间必要比例的调整原则

其实常见的建筑结构设计中,重点在于楼层之间的变形处理(扭转变形、剪切变形)。剪切变形与扭转变形之间是存在一定的关系的,首先施工人员为了控制剪切变形,就会大量的增加竖向构件,而竖向构建是剪力墙中的重要组成部分,增加竖向构件无疑使得建筑中剪力墙的结构增加,直接导致剪力墙重量过大增强了建筑扭转变形的概率,建筑的各个楼层之间也会更加容易出现位移的现象,使得建筑的质量得不到保障,因此在建造剪力墙的时候,一定要注意剪力墙给各个楼层之间的位移以及高度比例造成的影响,控制好其中的比例是十分重要的。

2.3剪力墙连梁超限调整原则

剪力墙结构的连梁跨高也应该有一定的比值,因为经过实际研究可以发现剪力墙的跨高比过小的情况下,就容易导致剪力以及弯矩的实际数值超出限额值,对于剪力墙结构会有较大的影响。比如当剪力墙的连梁跨高比在5~6之间时,并且剪力连梁的刚度能够始终保持不变,剪力墙的剪力以及弯矩极有可能出现超出限额的情况,会影响整个建筑的质量,在这种剪力墙连梁跨度比超过5的时候,就应该使用壁式框架的剪力墙结构设计。总而言之所有的设计原则主要的目的就是在保证建筑工程质量的同时,尽可能的降低建筑工程的成本,使得带来更多的收益。

3剪力墙的设计重点

3.1控制剪力墙的数量

剪力墙确实能够提高建筑的抗震性,但是剪力墙的数量应该是适当的,因为上文中也提到了,剪力墙的数量过多会导致建筑负重过多,容易导致楼层出现位移或者扭转变形,因此需要注意的是建筑的设计重点中,减轻建筑本身的重量是首要考虑的问题,其次才是增强建筑的抗震性,所有控制剪力墙的数量是建筑 结构设计中的重点之一,可以根究建筑的实际需要以及结构设计进行合理的分配。

3.2剪力墙的平面布置

以轴线反向进行剪力墙的结构设计中,因为原材料主要是钢筋混凝土,因此其竖向以及水平方向的负荷均为墙体进行支撑,因此剪力墙的平面布置上就应该按照轴线方向进行布置。另外需要注意的是剪力墙与刚度之间应该是相互配合的,能够起到较好的支撑作用,因此需要遵从剪力墙中心与刚度中心相对应的原则进行布置,这种情况下剪力墙的平面布置一般会呈现出对称的状态,这样的布置方式在一定程度上增加了建筑的稳定性,减轻了建筑出现扭转变形的概率。但是设计人员还应该注意,剪力墙的平面布置是为了加强建筑的稳定性,其抗震性还需要通过竖向结构设计进行支撑,因此在建筑剪力墙的时候,应该是双向考虑的。

3.3建筑剪力墙的其他重点

建筑工程中剪力墙的设计与建造具有一定的意义,因此在建筑剪力墙的时候,应该要注意的事情也是相对较多的:①剪力墙的结构设计应该是与实际情况相符的,设计者在进行剪力墙的结构设计时,应该针对建筑的实际情况进行具体的分析,然后再进行设计,避免在实际施工的过程中,剪力墙的建造不能够顺利的进行;②要保证剪力墙的安全性问题,因为建筑物本身的安全性主要就是靠剪力墙来实现,保证了剪力墙的安全可靠性,使得剪力墙的抗震性能够最大化的发挥出来;③要考虑工程的造价问题,通过有效的控制建造剪力墙的材料中的含钢量,在不影响建筑工程质量的前提下,尽可能的降低工程的成本,是所有的材料都能够得到最大化的发挥,实现建筑工程的优化设计与施工。

4结语

综上所述,剪力墙的结构设计在建筑结构设计中是比较重要的一个部分,在我国的建筑行业进行广泛的应用,能够提高我国建筑工程的质量,同时能够有效的优化建筑的结构,设计人员应该将剪力墙的设计原则以及设计重点进行仔细的研究,然后通过探索创新出更多的新技术,促进我国的建筑事业稳定的发展。

参考文献

[1]付艳强.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技风,2014,01:142~143.

[2]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播,2012,17:45~46.

[3]冯运琴.高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题[J].科技资讯,2013,18:59~60.

[4]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,08:17~18.

剪力墙结构设计范文7

关键词:剪力墙结构;建筑;结构设计;应用;方法策略

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

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,被广泛用于现代建筑结构设计中,尤其是高层建筑的结构设计。但在其结构设计的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。因此在当前情况下有效做好剪力墙结构的设计,对于建筑结构的整体稳定性而言,存在着其现实的研究意义。

1 剪力墙设计中的基本原则

(一)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。

(二)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。

(三)剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对很小。当剪力墙与平面外方向的梁连接时,会造成墙肢平面外弯矩,而一般情况下并不验算墙的平面外刚度及承载力。因此应尽量避免平面外搭接,实在避免不了时应按规范采取相应措施,以保证剪力墙平面外安全。

(四)墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析,求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取小值:剪力墙之间的间距;门窗洞口之间的翼缘宽度;墙肢总高度的1/10;剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

2 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

(一)剪力墙合理定位

剪力墙最好沿主轴方向或其他方向进行双向布置;对于抗震设计的剪力墙结构应特别避免仅单向有墙的结构布置形式。从基本来讲其应当从以下三个方面进行优化。首先对于一般的矩形、L形、T形等平面,则沿着两条轴线的方向进行布置。其次对于部分j角形平面、Y形平面,可以沿其三个轴线方向布置。再者对于正多边形,圆形及弧形平面,可以沿径向及环向布置。总之剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则,尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合,从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的抗侧力刚度不宜过大。为充分发挥剪力墙的抗侧力刚度和承载能力,增大剪力墙可利用空间,剪力墙的间距不宜太密,使结构具有适宜的侧向刚度。判断结构侧向刚度与剪力墙数量的适应程度,可以选用经验公式T=(0.05—0.06)n,其中n为结构层数。公式计算出来的T1值与搭模计算的周期T2相比较.TI>T2则表示剪力墙偏多,可适当减少剪力墙数或开些适合的大洞来减小墙的刚度,反之则需要增加剪力墙数量。

(二)剪力墙中大墙肢处理

剪力墙的结构必须具备延展性,对于呈细高状的剪力墙(高宽比大于2)很容易被设计成弯曲破坏的延性剪力墙,这样一来可以避免受到脆性的剪切破坏。在墙长度较长的情况下,为满足每墙段的高宽比均大于2,可以通过开洞的方式分割长墙为小而均匀的独立墙段。除此以外,在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小,可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。而对于剪力墙结构中,存在较少的长度大于8m的大墙肢,在理论计算中楼层的剪力大部分由这些大墙肢来承受。在发生地震特别是超烈度等强烈震动时,最容易受到破坏的便是这些大墙肢。小墙肢因没有足够的配筋,使整个墙面结构会受到全面破坏结构。为避免这种不利现象的发生,对于超过8m的墙肢长度,可以采取以下两种处理方法:一个是开施工洞:开施工洞即在施工时墙上留洞,完工时砌填填充墙,把长墙肢分成短墙肢。二开计算洞:是指在进行结构计算时设有洞,开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式,可以加强其它小墙肢的配筋能力。这种方式主要适用于地下室外墙等不易实施开洞的项目。

(三)约束边缘构件箍筋的设置

约束边缘构件分为“阴影部分”和“非阴影部分”,在“阴影部分”规范中,对竖向钢筋和箍筋或拉筋的配置都有较明确的要求,设计中易于理解和执行。但对于“非阴影部分”仅规定其箍筋配箍特征值为“阴影部分”配箍特征值的一半,但箍筋或托筋沿竖向的间距及竖向钢筋应如何配置并未做出具体规定,因此,目前在工程设计中做法比较混乱。而竖向钢筋可在箍筋交叉点处按剪力墙竖向分布筋直径设置。同时还应注意,为了充分发挥约束边缘构件的作用,在剪力墙边缘构件范围内箍筋的长短边之比不宜大于3,相邻两个箍筋之间宜相互搭接l,3箍筋长边的长度。

(四)剪力墙墙身钢筋的分布及构造要求

在我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中明确规定了,在一、二、三级抗震等级的剪力墙中,竖向和水平分布筋的最小配筋率均不应

(五)剪力墙连梁超筋的处理

剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。连梁的超筋,实质是剪力不满足剪压比要求。连梁易超筋的部位,一般剪力墙结构中,在总高度的1/3左右的楼层;平面中当墙段较长时,多在其中部的连梁;某墙段中墙肢截面高度大小悬殊不均匀时,在墙肢处连梁易超筋。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感,当剪力墙连梁不满足连梁的尺寸要求时,《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.25条给出了如下处理方法:(1)减小连梁的截面高度。(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅。(3)当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋计算。

在第一、第二种措施不能解决问题时,可采用第三种措施来处理,即假定连梁在大震下破坏,不再约束墙肢。另外,可在易超筋的部位,连梁按铰接处理进行整体计算,但应注意结构层间位移比尚需满足规范要求。

3 结束语

通过研究可以发现,在剪力墙结构的设计中,如何有效地对其各个环节部位做到精细化,减少在工程施工中的误差,发挥其体系刚度与外观简洁等优点,克服其结构自身所存在的缺点,与设计具有着密不可分的关系,因此在当前完善涉及规范,促进剪力墙结构向着更为严谨的体系范围延伸,成为建筑企业必要的发展优化问题。

参考文献:

剪力墙结构设计范文8

关键词:高层建筑;剪力墙;设计问题

Abstract: In order to meet the requirements of high-rise buildings, the shear wall structure has been widely applied. The fundamental purpose of setting shear wall is the elastic displacement control of frame structure; make it meet the specification requirements limit value of framework structure displacement, in view of many factors to consider in the design process, carries on the discussion and the research design of shear wall structure.

Key words: high-rise building; shear wall; design

中图分类号:TU2

高层剪力墙结构设计与经济分析规划不合理性可以看出来发展高层剪力墙结构优化设计与经济分析带来的效益是非常可观的。首先:降低高层剪力墙成本是非常重要的。只有这样才能为合理规划高层剪力墙有充足的资金作保障。降低施工人工损耗、增加施工相关技术人员的配备、增加施工相关设备的配备也是非常重要的。其次:改善高层剪力墙结构优化设计与经济分析技术和措施手段。不断地使得高层剪力墙结构优化设计与经济分析带来经济效益和经济利润,从而使得我国建筑业中的高层剪力墙的发展走上快速发展的轨道。

1 剪力墙性能分析

随着我国建筑行业的规模越来越扩大,随之而来也带来很多相关的问题,这就对于高层剪力墙结构设计与经济分析提出了更高的要求和更精细的技术措施。关于剪力墙性能分析。应该把握好以下几点原则。做好设计规划工作,对于剪力墙结构的合理布局、设计方向以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。对于高层建筑住宅来说,梁柱的横截面非常大,水平位移相对较多,导致室内布置高度非常低,梁柱在室外室内,影响室内外观赏者观赏。有碍其外部的观赏性和审美性,依靠科学技术手段实现建筑行业永续利用和可持续发展;为实现高层剪力墙结构设计与经济分析的科学经营和生态环境的科学管理,制定了明确剪力墙高度和宽度的具体方案,使得梁柱尽量在室内室外隐藏的位置,具备一定的观赏性和外观美性。然后再进行高层剪力墙结构设计分析生态环境管理设计施工工作。

关于我国剪力墙的经济性分析和成本的预控。选择高层剪力墙结构优化设计与经济分析加强高层剪力墙结构优化设计与经济分析管理和预控预算等调查研究做出了分析,只有“科学建筑、安全施工、降能降耗、低能高效”,才能使我国高层剪力墙结构优化设计与经济分析得到可持续发展。通过选择墙体材料、把好我国高层剪力墙结构设计与经济分析环节、加强施工管理和预控预算,使其具备一定的经济效益。

2小高层中剪力墙设计实例

2.1 布置

1)质量保证内页资料方面存在的问题,切实加强内页资料的保护和保密措施。

2)砌体结构存在的问题,对于结构要有事前、事中、事后的分析和对策,对于出现的种种问题要有提前的预测性。

3)地面工程存在的问题,加强对于地面工程的质量管理监督,对于每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。

4)暖卫工程存在的问题等等。提前做好设计规划工作,对于暖卫的合理布局、设计方向、以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

2.2 配筋及构造

配筋以及构造存在的问题,加强对于配筋以及构造工程的质量管理监督,对于每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。配筋以及构造提前做好设计规划工作,对于配筋以及构造的合理布局、设计方向以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

2.3 剪力墙墙体配筋(以200厚墙体为例)200厚墙体存在的问题,加强对于200厚墙体工程的质量管理监督,对于每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。提前做好200厚墙体为例设计规划工作,对于200厚墙体做到精细、细化以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

2.4 设置边缘构件

对于设置边缘构件加强对于其工程的质量管理监督,对于设置边缘构件每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。提前做好设置边缘构件设计规划工作,对于设置边缘构件的合理布局、后期保障检修工作都要进一步设置边缘构件细化量化。

2 .5 合理配筋

合理配筋存在的问题,加强对于合理配筋地面工程的质量管理监督,对于合理配筋每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。提前做好合理配筋设计规划工作,对于合理配筋的合理布局、设计方向以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

3 结构设计的相关问题

在框架结构中加入剪力墙,进而形成框架-剪力墙结构,框架需承担较多倾覆力矩,所以在其适用高度上要比框架-剪力墙结构减少很多,且在设计上还需要把握剪力墙与框架的协同工作,以便在地震作用时更好的发挥剪力墙的抗侧刚度,保证两者工作时接近同一整体。为在结构设计中更好地把握规范,笔者提出以下设计建议供参考。

3.1 在钢筋混凝土框架结构中,下列情况需要设置少量的钢筋混凝土抗震墙[1]:

1)在多遇地震(或风荷载)作用下,当纯框架结构的弹性层间位移角不能满足规范≤1/550的要求时,通过布置少量抗震墙,使结构的弹性层间位移角满足相应的限值要求。

2)当纯框架的地震位移满足规范要求,但需要适当减小结构在多遇地震作用下的侧向变形时。

3)依据《抗规》[2]第6.1.1 条的规定,按《抗规》6.1.4 条第2 款规定在防震缝两侧设置抗撞墙的钢筋混凝土框架结构房屋。

3.2 布置剪力墙的框架结构的最大适用高度

建议对布置少量剪力墙的框架结构的最大适用高度可比框架结构的最大适用高度适当提高,提高幅度不超过20%(注意:是在框架结构最大适用高度的基础上,增加框架-剪力墙结构最大适用高度与框架结构最大适用高度差值的20%,而不能将框架结构的最大适用高度直接放大20%)。

3.3 框架的设计原则

1)框架结构按纯框架结构(不计入剪力墙)和框架-剪力墙结构分别计算,包络设计。

2)框架的抗震等级按纯框架结构确定,对房屋的适用高度超出框架结构的最大适用高度(在上述3.2 的范围内)时,可比最大适用高度的框架结构的抗震等级提高一级,已为一级的则采取比一级更更强的抗震措施(采取比一级强,比特一级低的抗震措施,如采取比一级提高20%的加强措施。

3.4 剪力墙的设计原则

由于规范未明确布置少量剪力墙的框架结构的计算原则,此处列出三种对此类结构的设计方法供结构设计者选择:

1)全包络设计原则。对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,取相应计算结果配筋设计;剪力墙的抗震等级按框架-剪力墙确定。

2)剪力墙构造。对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,剪力墙的抗震等级取四级,

剪力墙则按构造配筋设计。

设计理由:设置剪力墙的根本目的是控制框架结构的弹性位移值,并使其满足规范对框架结

构弹性位移限值的要求,不考虑剪力墙的承载能力要求,因此剪力墙在满足竖向承载力要求

的前提下可构造设置。

3)剪力墙按现有截面的最大设计。对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,剪力墙的抗震等级按框架

-剪力墙结构确定,剪力墙配筋按计算要求,当剪力墙计算超筋时,在满足强剪弱弯的前提

下按截面的最大配筋率配筋设计。

剪力墙结构设计范文9

关键词:建筑结构 剪力墙结构 设计 应用

1引言

剪力墙结构是由钢筋混凝土墙板来承受竖向力和水平力的结构,代替了以往框架结构中梁柱的作用,能够有效提高整体结构的水平支撑力。该种结构相比以往的材料具有很多的优越性。例如刚度大、形变小、抗震能力强等,而且剪力墙结构还有一个突出的特点就是整体性能好。对于大多数的现代高层建筑来说,房间的分隔墙较多,应用剪力墙结构能够把隔墙和承重墙合二为一,在很大程度上节约了成本。尽管剪力墙结构具有如此多的优点,但其在应用时还是有很多需要注意的问题。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和尺寸,这就要求建筑设计人员能够根据实际情况和设计图纸进行剪力墙的优化设计和施工,从而保障剪力墙应用的更加科学合理。

2剪力墙结构的含义

墙体的界面高度与厚度比为5:8的剪力墙面称为剪力墙,在高层建筑中不宜全部采用剪力墙结构,当剪力墙结构的数量较多时反而要对其进行优化设计,通过剪力墙与普通墙的交叉使用,才能使剪力墙的作用得以充分发挥。在剪力墙的优化设计和应用时必须考虑到建筑物本身的抗震能力,墙体较少时剪力墙的抗震性能才能够获得更好的发挥。

3剪力墙结构的形式

3.1无洞单肢结构

无洞即是指在剪力墙的立面上没有洞口,属于竖向的悬臂结构,其弯曲和变形均符合平截面的假定,内力和形变计算都可以采用材料力学方法进行。

3.2小开口整体墙

墙面上有很小的开口,可以忽略不计,因此其实际上还是一个悬臂构件,横截面的形变也符合对平面的假定。若其开口大一些时,墙肢出现由于局部弯曲引起的应力但不超过整体弯曲应力的15%时仍然可以认为其变形符合对平面的假定,依然可以应用材料力学的方法进行计算,但要加以修正。

3.3联肢墙

该类剪力墙是由许多弯曲构建连接在一起的,实际上在住宅建筑中墙体上存在大量竖向的洞口,即窗户,若这些洞口位于建筑的内部,则是门或者走道。由于有这些所谓洞口的存在便将整个墙分开成为了楼板连接的墙肢,这就是联肢墙。剪力墙的整体性受到了洞口的破坏,导致其水平荷载作用下的正应力分布不再呈直线规律,墙肢的线刚度却有所增加,仅在少数楼层出现反弯点。

4剪力墙结构的优化设计措施

4.1优化剪力墙结构的设计理念和计算方法

设计理念的好坏直接决定了剪力墙结构设计的成败,是剪力墙结构优化设计中最为关键的一个步骤。在建筑施工中必须要保证剪力墙展现出良好的延性,而剪力墙在受弯时才能表现出该性质,根据这一特点,剪力墙在应用时要以高细为主,但如果剪力墙的长度过长也会出现一系列的问题,比如会形成低宽剪力墙,使之呈现脆性,抗震能力大大降低。因此,剪力墙的形式和高度等的选择必须要经过精确的计算得来,必须考虑到建筑本身的方方面面。在计算机信息技术如此发达的年代,单纯靠人工计算已经远远不能满足建筑行业的需求。在剪力墙结构设计中必须要重视计算机技术的开发与应用,充分利用这个有效工具提高工作效率和建筑设计的准确性,同时也不能忽略专业人员的经验判断,逐步形成以计算机软件计算设计为主、设计人员经验为辅的设计计算方法。

有了计算机的计算和专业人员的判断还是远远不够的,在很多实际构建的施工前,还必须进行结构试验,以保证计算结果的可靠性,降低施工的错误率及返工率。比如在剪力墙的边缘构件设计中,计算机计算的结果为增加墙肢面两端的翼缘可以提高剪力墙的延性,但实验的结果并非如此。因此,对于计算机计算的结果要慎重采用,施工前的实验对于一些比较特殊的构件来说是必不可少的,要将两者有机地结合起来,优化设计理念与计算结果,提高施

工的可行性。

4.2提高建筑的整体性能

不论是建筑整体的设计优化还是剪力墙结构的设计优化,都应时时刻刻注意到剪力墙的抗震功能。这就需要在建筑的整体结构设计中尽量避免对剪力墙结构的压力,以简单规则为原则。在剪力墙结构的设计优化中,必须要明确其受力的大小和方向,以免在发生地震时出现局部压力过大抗震能力降低的情况的发生。还要注意结构的薄弱部位,尽量应用优化设计的手段弥补其薄弱性能,设计施工人员要根据以往的工作经验准确分析可能的薄弱部位,对整体的建筑进行预测,进而修改设计方案,采取相应的技术措施和设计手段,减少或消除薄弱部位,以提高剪力墙结构的整体抗震能力。

4.3优化基础方案和承重构件的设计

作为设计人员必须要亲临施工现场,实地考察施工情况,对于施工过程中可能出现的建筑质量和安全问题应及时发现及时解决。对于剪力墙基础设计方案的制定,要综合考虑施工现场的地质条件、技术指标以及相邻建筑等诸多方面,在此基础上进行科学合理的规划,使之发挥出实际作用。对于承重构件的选择和设计必须在设计人员进行实地考察以后才能确定,承重构件的选择关乎到建筑整体结构的安全性和可靠性。尤其重要的问题是墙体配筋率的问题,这对于剪力墙的抗震能力至为关键。随着近几年我国建筑行业的发展,我国的配筋率已逐步与国外建筑行业的要求接轨。因此,设计人员必须重视剪力墙基础设计方案的设计和承重构件的设计,科学合理地选择设计标准与工艺参数,要时时刻刻关注国家建筑管理部门颁布的一些最新的设计标准,减少方案的返工率。

5结语

综上所述,在剪力墙结构的应用中,必须要综合考虑剪力墙本身所具有的的特点、施工现场的地质条件、技术水平等诸多方面,借助计算机软件进行优化计算,结合设计人员的工作经验和知识水平,在不影响结构的抗震能力的前提下进行美观设计,提高剪力墙各方面的性能,同时降低施工成本,使剪力墙结构设计方案不断优化。同时要大力引进先进的设计手段和设计人才,为我国的建筑行业注入新的活力。

参考文献:

[1]杨兴春.建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用.《城市建设理论研究(电子版)》.2012年31期.