關(guān)于我們

在線客服

幫助

24小時客服:010-82326699 400-810-5999

建設(shè)工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 工程管理 > 正文

小高層建筑中剪力墻設(shè)計

2010-04-23 11:51  曾霖羽  【  【打印】【我要糾錯】

  摘要: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(jìn)行了分析研究,對小高層建筑設(shè)計提出參考。

  關(guān)鍵詞:剪力墻設(shè)計;小高層建筑;邊緣構(gòu)件

  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(hù)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(xì)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(jìn)行求解?梢越柚谟嬎銠C,用有限元方法進(jìn)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(jìn)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(jìn)的反彎點法進(jìn)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(jìn)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?蚣芎图袅υ诠餐袚(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/w>8);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(yán)格按高規(guī)控制其軸壓比,宜按框架柱進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行總結(jié),進(jìn)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?傊瑢π「邔咏ㄖO(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(jìn)的方向。

  參考文獻(xiàn):

  [1]周紅萍。剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]。安徽建筑,2004,(6)

  [2]張亮。淺議高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題[J]。才智,2008,(17)

  [3]劉聚利,武瑞琴。高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計體會[J]。河北煤炭,2000,(S1)

  [4]鮑峰。淺析高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些問題[J]。黑龍江科技信息,2007,(9)

  [5]李濤。小高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計方法[J]?萍硷L(fēng),2008,(24)

  [6]施曉。鋼筋混凝土異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在小高層住宅設(shè)計中的應(yīng)用[J]。鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2008,(11)

延伸閱讀:設(shè)計 剪力 建筑
收藏分享:論壇
分享到:
相關(guān)新聞
  • 特色班
    4大班次+2-3套全真模擬題
    提升學(xué)習(xí)效果
  • 精品班
    4大班次+2-3套全真模擬題+1套預(yù)測試題
  • 實驗班
    3套全真模擬題+2套預(yù)測試題+考前沖關(guān)寶典
  • 定制班
    3套模擬題+3套預(yù)測題+考前沖關(guān)寶典+考前重點
  • 移動班
    以知識點為單元授課練習(xí),
    強化重點、難點、考點
版權(quán)聲明

  1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
  2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標(biāo)明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認(rèn)后會盡快予以處理。
  本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認(rèn)同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負(fù)法律責(zé)任。
  3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。