剪力墙结构设计范文
时间:2023-04-01 20:39:04
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篇1
中图分类号:TU398文献标识码: A
在高层建筑结构中,剪力墙结构因其结构刚度大、整体性好、抗震性强等优点而被大量应用,日益受到房地产开发商和业主的欢迎。我们在对剪力墙结构进行应用的时候,要认真分析其所具有的优缺点,不断提高剪力墙结构的综合利用水平,更好的促进我国建筑行业快速健康的发展。
一、剪力墙结构
1、剪力墙结构分类,一般按照剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式,将剪力墙分为以下几种类型:
1.1整体墙 没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时,可以忽略洞口的存在,这种剪力墙即为整体剪力墙,简称整体墙。 当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%,且洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸时,即为整体墙。
1.2小开口整体墙 门窗洞口尺寸比整体墙要大一些,此时墙肢中已出现局部弯矩,这种墙称为小开口整体墙。
1.3 联肢墙剪力墙上开有一列或多列洞口,且洞口尺寸相对较大,此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢,故称连肢墙。
1.4框支剪力墙当底层需要大空间时,采用框架结构支撑上部剪力墙,就形成框支剪力墙。
1.5壁式框架 在联肢墙中,如果洞口开的再大一些,使得墙肢刚度较弱、连梁刚度相对较强时,剪架。力墙的受力特性已接近框架。由于剪力墙的厚度较框架结构梁柱的宽度要小一些,故称壁式框。
2、剪力墙结构设计
通常情况下,剪力墙结构的宽和高都比较大,但是其厚度相对来说却比较小,而这也决定了剪力墙结构的受力形态和几何特征。剪力墙结构的几何特征相类似于板,但是其受力形态却与柱子有着高度的相似性,但在比值上还是与柱子有着一定的区别。在剪力墙结构中,墙整体是个平面结构,其承受着来自竖向的压力和其平面作用下来自水平的剪力两种力量。地震环境和风载作用下剪力墙结构仅仅是满足刚度强度需求还是远不够的,其还需要满足非弹性变形反复循环作用下的延展性,在控制结构断裂和能量消耗中却不倒的要求。为此,我们一般在剪力墙结构设计中会将其设计成为一种延性弯曲型。
二、剪力墙结构厚度和长度选择
1、剪力墙结构厚度
按照国家抗震规范的有关规定,剪力墙结构的底部加强墙厚一、二级抗震等级时,其厚度最好能在200mm以上,同时不能小于楼层高的1/16,而其它地方需在160mm以上。在剪力墙结构设计中,如果遇到特殊的情况,建筑物可以采用概念设计分析,有效地控制住墙肢轴压的比值,确保整体连结,从而实现降低墙厚度的目的。
2、墙肢长度
剪力墙结构墙肢截面高度就是剪力墙墙肢的长度,此长度通常不会大于8m。在剪力墙结构设计中,我们要确保剪力墙结构的延性。为了有效地避免脆性的剪切破坏,可以把高宽比大于2的细高剪力墙结构设计成为弯曲破坏的延性剪力墙。但是,有些墙体长度过长,为有效地确保墙体高宽比大于2,可以适当的采用开设洞口的方式将长墙分成均匀的、长度较小的连肢墙,而对于其洞口而言,最好是采用一些约束弯矩比较小的弱连梁。
三、剪力墙结构设计计算原则
剪力墙结构在进行设计的过程中,切忌不可采取盲目的手段,而是要根据设计规范的相关规定,具体考察结构的设计是否合理。在进行设计时,为了促进剪力墙结构设计的规范化,我们需要在技术层面上遵循一些原则:
1、楼层间最小剪力系数的调整原则
为了减轻结构自重,有效地避免地震发生时建筑物的损坏,我们在进行设计过程中可以适当的进行短肢剪力墙的布置,但是此操作需要一个前提,必须要求短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩控制在40%以内。我们可以采用大开剪力墙的方式,让剪力墙结构有更好的侧向刚度,保证楼层最小剪力系数在规范限值之上,由此方可大大减少工程造价。
2、楼层间最大位移与层高之比的调整原则
在对一些普通建筑进行设计时,其设计的重点应该是楼层间的剪切变形和扭转变形。剪切变形控制多以竖向构件多少来衡量,如果竖向构件数量很大,会造成墙的剪重比偏大,设计不合理,导致扭转变形过大,同样也无法有效地满足楼层间位移的需要。所以,我们在建筑物中要尽可能的减少扭转变形,决不能仅仅靠增加竖向构件的刚度来调整楼层间的位移。
3、剪力墙连梁超限的调整原则
剪力墙跨高比在2.5以下的连梁较为容易出现弯矩和剪力超过规定限度的情况,所以在通常情况下会规定剪力墙连梁跨高比需要在2.5以上。对于跨高比在5以上的连梁,则最好是按框架梁进行设计。针对连梁超筋的处理,取不小于0.5的连梁折减系数计算,验算小震作用与正常使用极限状态组合下,连梁的承载力是否满足要求。所以,我们在进行剪力墙结构设计时要充分利用连梁超限调整原则,而这又会大大节省工程造价,有效的节约工程投资。
四、根据剪力墙结构体系特点,优化结构设计
1、剪力墙结构体系特点
剪力墙作为建筑结构中一项不可或缺的建筑构件,其有着自身较为独特的特点。建筑设计中剪力墙结构的优点较为突出,承载力强,平面内刚度大。但是我们也要看到其剪切变形相对也较大,平面外较为薄弱,外加开洞后剪力墙形式多变复杂,受力也较为繁琐,这些都极大的阻碍了剪力墙在建筑结构中功能的发挥。在承受竖向荷载和水平荷载时,剪力墙的能力还是比较大。其侧向刚度大,整体性能较好,水平力作用下侧移较小,加上剪力墙设计中没有梁和柱的外露与突出等问题,非常方便房间的内部设置。但是这样也会导致无法提供一个大空间的房屋。从地震后的震害统计数据来看,剪力墙结构刚度的不同,则受震害的影响不同。刚度大的剪力墙结构通常受震害影响较轻,但此刚度范围是有限定,并不能无限制扩大。剪力墙结构设计虽然优点较多,但其工程造价也相对高一些。所以,我们在进行优化设计时要充分发挥其抗侧能力强等优点,但要尽量减少工程费用。
2、优化剪力墙结构设计
在对剪力墙结构设计进行优化时,为了让受力均衡,需采取一些恰当有效的手段。剪力墙结构安全可靠,争取让每一个此结构都能发挥其最大作用,达到经济合理的目的。首先需要对工程的安全性能和造价进行考虑,结合这两项因素合理调整剪力墙布置。另外,可从技术和原材料应用两方面着手控制工程造价。在工程施工中,把实际含钢量控制在一定范围内,既不损害建筑的安全性,也能充分发挥原材料的最大用途。
篇2
关键字:高层剪力墙 结构设计
Abstract: This article from the case, analysis of high building shear wall structure system has the advantages of shear wall structure, layout, shear wall structure calculation and analysis of shear wall structure design should pay attention to the problems and shear wall structure requirements are described in detail.
Keyword:high building Shear wall Structure design
一、剪力墙的优点
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。由于住宅需求的增加和用于建造住宅的土地供应紧张,高层住宅的建造成为众多开发商的首选。
这种结构体系通常都是利用中部的竖向通道区设置较多的剪力墙,共同组成一个较为完整的或基本完整的筒体。也可以将由竖向交通区所构成的混凝土筒设置在结构外边,而靠中间的楼梯间可用混凝土剪力墙构成一个相对完整的半开放的筒体。这一部分的结构布置与建筑平面的划分较容易达成一致,易于实现;至于部分,可以根据建筑的要求而定。
因为住宅建筑对平面的划分要求比一般的商业建筑、办公建筑以及旅馆建筑要求更高,房间的顶板不宜有梁,墙角不宜有柱子突出,所以住宅建筑通常都在核心筒的布置混凝土剪力墙。建筑需要开较大的门窗洞口时局部采用短肢剪力墙,可以较好地满足住宅建筑的采光与通风要求而不改变剪力墙结构体系。剪力墙在建筑上起到对建筑平面的分隔作用,在结构上既可以承受竖向荷载,又可以抵抗水平地震的破坏力。
二、工程案例
本文所提案例为绍兴・金昌・柯桥湖东路住宅小区小区的A1#楼高层,嵌固在大底盘地下室顶板。上部结构体系采用剪力墙结构,框架抗震等级为四级,剪力墙抗震等级为四级。
三、自然条件:
1、基本风压: 0.45kN/;
2、基本雪压: 0.45kN/;
3、地面粗造度类别:B类;
抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度基本值为0.05g(g为重力加速度),设计地震分组为第一组,场地为软弱场地土,建筑场地类别为III类,特征周期为0.45秒。
四、设计要求:
1、结构设计使用年限:五十年;
2、建筑抗震设防类别:丙类建筑;
3、建筑结构安全等级:二级;
4、地基基础设计等级:乙级;
5、地下工程防水等级:二级;
6、地下防水混凝土设计抗渗等级:S6级
7、结构抗震等级:
1)上部高层采用钢筋混凝土剪力墙结构,框架抗震等级为四级,剪力墙抗震等级为四级;
2)地下室框架、剪力墙抗震等级均为抗震等级四级。
8、砌体施工质量控制等级: B级;
9、钢筋砼结构裂缝控制等级为三级,最大裂缝宽度对于一类环境类别(如上部结构)不大于0.3、二类环境(如地下室、水池)为0.2。
10、主要楼面活荷载标准值:
其它功能用房使用荷载均按规范取值,若有特殊或重大设备按实重另加。
五、结构设计:
1、基础: 各主楼桩基采用钻孔灌注桩,桩身混凝土强度等级为C30,静载试桩桩身混凝土强度等级为C35, (10-3a)层中风化凝灰岩或(10-3b)层中风化泥质粉砂岩,桩尖进入持力层深度不小于0.5m。
2、上部结构体系
采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,框架抗震等级为四级,剪力墙抗震等级为四级。
3、楼、屋面结构布置
均采用现浇梁板式钢筋混凝土楼面板和屋面板。
4、结构分析
本工程结构计算采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列“多、高层建筑结构空间有限元分析程序SATWE(2009.02版)计算软件分析计算。
5、材料
(1)钢筋: HPB235 fy=210N/mm2;HRB335 fy=300N/mm2;
HPB400 fy=360N/mm2。
(2)钢板、型钢:Q235B
(3)混凝土:构造柱、过梁、压顶均采用C20,基础垫层为C15,其余按图纸。
(4)填充墙和砂浆:
地面标高以下:采用MU15砼实心砖,M10水泥砂浆砌筑;
标高±0.000以上:采用240mm或200mm厚煤矸石空心砌块(容重≤9kN/),专用砂浆砌筑,卫生间墙均采用MU10砼实心砖(容重≤18kN/),M5水泥砂浆砌筑。
六、主要计算结果
1、结构自振周期
2、结构在地震及风荷载作用下的位移
七、设计要点
1、《高规》对剪力墙截面厚度的规定:按三、四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层高或剪力墙无支长度的1/20,且不应小于160mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25,不应小于160mm。分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可采用160mm。
2、一般剪力墙分布钢筋的配置:竖向和水平分布筋的配筋率,一、二、三级抗震设计时不应小于0.25%,四级抗震设计和非抗震设计时不应小于0.20。竖向和水平分布钢筋间距均不应大于300mm,分布钢筋直径均不应小于8mm。
3、一般与短肢剪力墙的判别:
(1)短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比hw/bw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hw/bw大于8的剪力墙。
(2)下列情况的剪力墙不认为是短肢剪力墙:
a)对于两肢以上的多肢墙(T,Z,十字形墙肢),不论其墙肢的长短,均可不判定为短肢墙。
b)对于L形墙肢,当满足两肢长度均不小于5倍墙厚时,可不判定为短肢墙。
c)当墙肢截面高厚比虽为5~8,但墙肢两侧均与较强连梁(连梁的跨高比≤2.5)时,可不判定为短肢墙。
4、短肢剪力墙较多的剪力墙结构的判别标准:符合下列两款中的任一款,则可判定为短肢剪力墙较多的剪力墙结构。
(1)短肢剪力墙承受的倾覆力矩占结构底部总倾覆力矩的40%~50%;
(2)高层剪力墙结构,短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积的比值大于1/2时;多层剪力墙结构,短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积的比值大于2/3时。
5、高层一般剪力墙结构中,如果存在少量的短肢剪力墙,不必遵守《高规》第7.1.2条的规定。
6、剪力墙边缘构件钢筋配置原则:一个暗柱可采用两种直径的纵筋;纵筋间距不大于300mm;一个暗柱可采用两种直径的箍筋,但箍筋间距应相同;当为端柱且承受集中荷载时,纵筋间距、箍筋直径和间距应满足柱的相应要求;约束边缘构件的箍筋,每个方向拉筋的肢数不应多于该方向总肢数的1/3;构造边缘构件除外箍采用封闭箍外,其他箍筋采用拉筋。
7、控制剪力墙平面外弯矩:
(1)不宜布置与一字形短肢剪力墙单侧相交的楼面梁;
(2)与无壁柱或翼墙的剪力墙相交的楼面梁截面高度,不宜大于剪力墙厚度的2倍;
(3)与无壁柱或翼墙的剪力墙单侧相交的楼面梁连接,采取梁端铰接或半刚接,相应加大梁跨中弯矩。
八、结语
综合上述案例可知, 关于高层住宅建筑中剪力墙结构的设计,文章主要从剪力墙结构的布置、计算分析、构造要求及结构设计中应注意的问题这几个方面进行论述。目前,随着高层建筑的逐渐发展和人们对住宅使用功能要求的逐步提高,由于剪力墙结构可以灵活布置,可落地也可带转换层,房间内不会出现露梁露柱的现象,且剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构,因此在设计中根据其受力的特点,充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后,并选择合理的布置形式,正确掌握计算分析方法,它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。
参考文献:
[1]《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2004)
[2]《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008)
[3]《建筑地基基础设计规范》(DB 33/1001-2003)
[4]《绍兴市混凝土多孔砖建筑技术暂行规定》 (绍市建管[2003]47号)
作者简介:
篇3
【关键词】:框架-剪力墙;抗震原理;结构设计;合理布置
中图分类号:TU973+.31 文献标识码:A 文章编号:
一.引言:
随着现代经济的快速发展,现代高层建筑正在朝着多功能、综合应用的方向发展,在设计高层建筑的过程中时,必须要考虑各种各样的受力结构形式,而在这些形式中,竖向传力体系是设计中要考虑的重中之重。结构传力体系支撑着建筑结构的空间形态,除此之外,传力体系的剖面形式也非常简明的体现了结构竖直荷载传递的路径,同样也影响到建筑物设计的使用功能。值得一提的是,在不同的建筑结构中,它的传力体系也是各不一样,由此看来考虑诸多细节以及采用正确的计算方法是设计好的框架结构的必要前提。
二、框架-剪力墙结构的抗震原理
框架-剪力墙结构是一种双重抗侧力结构。众所周知,在框架结构中,剪力墙的刚度比框架大,起着大部分的剪力责任,而框架在承担侧向力方面起着相对较小的作用;如果在遇到强力地震的情况是,剪力墙的连梁往往先承担受力,这样也就使剪力墙的刚度有所降低,相应的由剪力墙承受的部分剪力,被逐渐转移到了框架上去。假如所使用的框架具有足够的抗压力和抗震性能,那么这两者所抗压结构就可以充分发挥它的抗震作用,这样即使在遭遇到强烈地震的状况下仍然能够起到理想的抗震效果。
三、框架-剪力墙结构的受力特点及分析
分析框架-剪力墙结构的受力特点,我们必须首先知道是框架和剪力墙结构各自不同的抗侧力结构。并且这里的框架不同于其他纯框架结构中的框架,而剪力墙也不同于其他剪力墙结构中的剪力墙。框架-剪力墙结构的刚度影响着它的变形曲线形状和内力分配,可以用刚度特征值的大小来表示。当刚度特征值很小时,则剪力墙刚度很大,框架刚度较小,内力分配主要以剪力墙为主,整体变形表现为弯曲型,这样由框架所分配的剪力就很小,剪力墙出现负剪力不会很大,二者协同工作的性能较差,这种结构更像是看做单独的剪力墙结构,而不能算作双重抗侧力体系结构。针对上述这种情况,在我国高规中的0.2Q 的调整,就保证框架成为第二道防线;另外一面来说,当刚度特征值很大时,则框架的刚度较大,这种情况属于剪力墙较少的现象,而当剪力墙承担的倾覆力低于50%的时侯,为了保证框架的安全,这时框架结构部分就主要按照纯框架结构来进行设计。最理想的情况是尽量避免上述情况的出现,即剪力墙的数量既不过多,也不过少最好。
四、框架-剪力墙结构设计要点
1、框架结构配置合理
框架-剪力墙结构的布置原则是遵循均匀、分散、对称、周边。分散原则是剪力墙的片数不可太少,并且每片剪力墙的刚度也不要太大,而剪力墙的连续尺寸则不应太长,这样使抗侧力构件数量尽量分散,每片剪力墙的弯曲刚度恰好适中,这样在使用中,既不会使个别墙的受力太集中,也不会因为个别剪力墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能,或者因负担过重而引起过早损坏。刚度过大的剪力墙相应的压力也承担的要大,也会增加它的基础处理难度,同时我们也必须考虑到如果两片剪力墙之间相距太远的话,楼面刚度的要求大太,就很难满足要求。周边原则的要求是为保证刚度中心与平面中心相吻合,必须要考虑建筑物的抵抗扭转能力;剪力墙通常都是布置在周边对称的位置,这样就能增加剪力墙抵抗扭转的内力臂,从而在不增加剪力墙面积的情况下,提高自身的抗扭转能力。剪力墙布置的位置通常应该设置在平面形状变化处,或者是角隅、端角、凹角部位,能够有效的加强抗扭转能力,。在城市高层建筑的楼梯间,电梯间,管道井处,楼面开洞现象会严重地削弱楼板的刚度,这样对保证框架-剪力墙结构的的协同工作产生了不利影响。针对这种现象,为了强固这些薄弱环节,就要在工程设计中使用钢筋混凝土剪力墙,如楼梯间,电梯井道处,竖向管道井等会起到非常好的效果。剪力墙之间的间距,对现浇钢筋混凝土楼盖L/B=2—4 为宜,对装配整体式钢筋混凝土楼盖L/B=1—2.5 为宜, 原则上是建筑物高度越高,取值愈小。
2、控制轴压比
某工程在进行初步设计时,业主提出当地混凝土搅拌站无法保证C40 以上混凝土施工质量,混凝土最高强度等级为C40。根据规范,一级框架剪力墙结构框架柱轴压比为0.75,若按框架柱轴压比为0.75 设计,框架柱的截面面积很大,影响建筑平面布局。故框架柱采取规范提出的构造措施提高柱轴压比限值至0.90设计。底部加强区剪力墙厚度为350mm,混凝土强度等级为C40,能够满足设计要求。由于混凝土强度等级低,在一些高层建筑结构的底部几层,为了使剪力墙轴压比不超过国家相关规定的限值,会产生剪力墙厚度很大的不合理情况。科学研究成果表明,即使是高宽比为1.0 的低剪力墙,也同样可以具有良好的延。研究剪力墙约束边缘构件配箍率、位移延性比、剪力墙高宽比等因素对剪力墙轴压比限值的影响,并能够给出满足具体延性需求、对应不同约束边缘构件配箍特征值的剪力墙轴压比限值,供工程设计参考使用。
4、剪力墙的合理布置
(1)为了增强整体结构的抗扭能力,弥补结构平面形状凹凸引起的薄弱部位,减小剪力墙设置在房屋而受室内外温度变化的不利影响,剪力墙宜均匀布置
在建筑物的周边附近(第一内跨)、楼梯间、电梯间、平面形状变化或恒载较大
的部位,剪力墙的间距不宜过大(高规表8.1.8);平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
(2)纵、横向剪力墙宜组成L 形、T 形和匚形等形式,以使纵墙(横墙)可以作为横墙(纵墙)的翼缘,从而提高其刚度、承载力和抗扭能力;楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置,以增强其空间刚度和整体性。
(3)剪力墙布置不宜过分集中,单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%,以免结构的刚度中心与房屋的质量中心偏离过大、墙截面配筋过多以及不合理的基础设计。当剪力墙墙肢截面高度过大时,可通过开门窗洞口或施工洞形成联肢墙。
5、结构的连梁设计
即使在强烈地震情况下,钢筋混凝土框架-剪力墙结构仍然能够有效地通过非弹性变形逐渐消散地震释放的巨大能量,这也是一种理想的抗震结构体系。对于与框架-剪力墙平行的框架梁,即纵向梁构件采用带非线性转动弹簧的线弹性弹簧梁单元模拟。对于柱单元则假定其只发生非弹性弯曲变性而不发生非弹性轴向变形。对于框架一剪力墙结构中的横向梁两端承受着不同的竖向位移,并且由于节点的转动和两节点转动量的不同,横向梁还承受扭转。因此可采用竖向和转动弹性弹簧来模拟这种效应。
五.结束语
本文通过对框架-剪力墙结构的分析和探讨,了解到结构工程师进行方案设计时,必须协调好框架-剪力墙之间的结构体系。结构不合理、整体性差,将很难确保框架结构的抗震、抗压性能,自然而然也就无法发挥框架-剪力墙这一结构的作用。框架-剪力墙结构设计的目标是通过实现整体结构功能,尽可能的发挥降低地震破坏力的作用,作为一个建筑结构设计师,应该全力避免结构不合理现象的存在而导致建筑物抗震力、抗压力的低下,努力实现抗震减灾。
【参考文献】:
[1]刘林荣,何雅明.浅议高层建筑短肢剪力墙的设计[J].今日科苑,2008.
篇4
关键词:剪力墙;结构设计;结构理念
中图分类号:TU398+.2文献标识码:A文章编号:
前言
剪力墙在建筑中具有结构刚度大、整体好、抗震性强等特点而被广泛应用到建筑结构设计中。剪力墙在应用中具有很多优点,得到了开发商和业主的普遍欢迎。在应用中,要认真分析剪力墙,以提高剪力墙结构的综合利用率,更好的促进建筑事业的发展。
1.剪力墙结构设计中的基本概念及其分类
1.1剪力墙高和宽尺寸都比较大,但是其厚度却非常小,这就决定了剪力墙的几何特征和受力形态。其几何特征类似于板,但是受力形态却和柱子惊人的相似,但是在比值上与柱子有着一定的区别。在剪力墙的结构中,墙是一个平面结构,它承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。地震作用和风载下剪力墙仅仅满足刚度强度是远远不够的,其还必须满足非弹性变形反复循环下的延性和能量消耗和控制结构断裂却不倒的要求。所以,在剪力墙的设计中要求将其设计成延性弯曲型;
1.2剪力墙结构的分类
剪力墙结构主要可以分为四类,而分类的依据则是剪力墙是否开洞及其开洞的大小。
1.2.1实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%,这种剪力墙的变形主要为曲型,其就像一个整体的悬壁墙,在整个墙肢的高度上,弯矩图既没有弯点,也不会发生突变;
1.2.2整体小开口剪力墙。虽然这种剪力墙的开口比较小,但是其开洞面积已经大于15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型,但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点,弯矩图的主要位置发生了突变;
1.2.3双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙一般开口较大,或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同,但是它们的受力特点却十分类似;
1.2.4壁式框架。这种剪力墙洞口尺寸很大,连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近,其整个受力墙的变形则为剪切型,受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点,弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
2.建筑结构设计中的结构理念
在建筑结构的设计中,建筑质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。相对而言,建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。如果在设计的过程中,我们对其建筑的结构设计不采用剪力墙,就需要考虑以下方面来进行设计:
2.1柱、梁截面应合理:由位移、轴压比、配筋率等控制,梁大跨取大截面,小跨取小截面,连续跨梁截面宽度宜相同。柱截面应每隔3层左右收小一次,以节约投资,每次收小时应每侧不小于50mm,以方便支模,也不宜大于200mm,以免刚度突变,最上段(顶上几层)可用300mm×300mm(应满足计算要求)。收小柱截面,也可相应增加使用面积。混凝土强度等级:宜≥C25(留有余地),柱梁宜同,变柱截面处不变混凝土强度等级,以免刚度突变。
2.2柱设计。纵筋配筋率不宜大于5,纵筋配筋率大于3时对箍筋直径、间距、弯钩有要求,也可焊成封闭环式,抗震设计时不应大于5,纵筋净间距应≥50mm,抗震设计时,截面尺寸大于400mm的柱,纵筋间距不宜大于200mm. 一个截面宜一种直径,宜对称配筋,方便施工,自己设计也简单;钢筋直径不宜上大下小。强柱弱梁,纵筋不要太小,除一、二层框架可用φ16、φ18外,最好用φ20以上。在建筑结构设计中要充分来考虑具体情况,方便施工。
3.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1剪力墙截面厚度
在建筑结构设计中之所以会规定剪力墙的最小厚度,是为了保障剪力墙平面之外的刚度以及稳定性能。当墙肢平面外出现与之相交的剪力墙的时候,可以将其视为剪力墙的支承,这样一来就有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定了。因此在确定墙肢的最小厚度的时候,应该按层高以及无支长度两者的较小值来计算。有关规范规定:在非抗震设计时,剪力墙的最小厚度不应该小于层高或者无支长度的1/25,并且还要大于160mm。而在抗震设计时,底部加强区在一、二级抗震等级时不宜小于1/20,并且大于等于160mm;三、四级抗震等级时不小于1/20,且大于等于160mm。其他各层在一、二级抗震等级时,不能小于层高或者无支长度的1/20,且大于等于160mm;在三、四级抗震等级时不小于1/25,且大于等于160mm。分隔电梯井或管道井的墙应大于等于160mm。
3.2剪力墙结构设计中混凝土的强度等级
剪力墙结构混凝土强度等级不宜低于C20;而带有短肢剪力墙和筒体的剪力墙结构的混凝土强度等级不宜低于C25。
3.3设置构造边缘构件和约束边缘构件
剪力墙一般在一、二级抗震的一般部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的时候,剪力墙的墙肢端部应该设置构造边缘构件;在一、二级抗震的底部加强部位以及其上一层的墙肢端部应该设置约束边缘构件。
3.4只有确定了竖向分布钢筋的最小配筋率,才能防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力。另外,如果想进一步防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏,那么就必须规定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为:一、二、三级抗震等级时不宜小于0.25%,四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%,间距不应大于300mm,直径不应小于8mm,也不宜大于墙肢厚度的1/10。
3.5剪力墙连梁超筋的处理
连梁超筋在剪力墙结构设计中是一种常见现象,常言道:防范于未然,所以连梁配筋时就务必应该满足以下要求:
3.5.1连梁上下纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度抗震设计时不应小于aEl,非抗震设计时不应小于al,且不应小于600mm。
3.5.2在抗震设计的剪力墙中,沿连梁全长箍筋的构造要求应采用框架梁端加密区箍筋构造要求;在非抗震设计时,沿连梁全长的箍筋直径应不小于6mm,间距不大于150mm。
3.5.3在顶层连梁锚入墙体的钢筋长度范围内,应该配置间距不大于150mm的箍筋,构造箍筋的直径与该连梁的箍筋直径要相同。
3.5.4截面高度大于700mm的连梁,在梁的两侧面应该设置纵向构造钢筋(腰筋),沿高度间距不大于200mm,直径不应小于10mm。另外还应该将墙面的水平分布钢筋拉通。
3.5.5在跨高比不大于2.5的连梁中,梁两侧的纵向分布筋(腰筋)的面积配筋率不应低于0.3%,且应将墙肢中的水平钢筋拉通连续配置,以加强剪力墙的整体性。
3.5.6一、二级剪力墙底部加强部位跨高比不大于2,墙厚大于等于250mm的连梁,可采用斜向交叉配筋,以改善连梁的延性。
如果出现剪力墙连梁超筋的现象,一般有以下三个处理方法:一是想法设法地减小连梁的截面高度;二是在抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可以进行塑性调幅;三是当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的时候,方可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,再按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下进行结构内力分析,最后墙肢应该按照两次计算所得的较大内力进行配筋计算。
4.结语
在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中,我们应重视其基本概念的设计,认真把握设计中遵循的各项原则,合理选用有效的长度和宽度,使设计达到最佳的效果。只有这样才能保证建筑结构经济安全,有效降低工程成本,促进整个工程建设的持续稳定发展。
参考文献:
[1]陈崇冈.高层建筑剪力墙结构的设计要点[J].中国高新技术企业,2010.
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随着高层住宅平面与空间的要求越来越高,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住宅空间的要求。于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即短肢剪力墙结构体系。短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求,因而逐渐得到了推广应用。本文旨在对短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨。
1、短肢剪力墙结构的特点
(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,作为主要的抗侧力构件,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也可形成两道抗震设防。
(2)短肢剪力墙一般情况下较为高细,破坏形态由受弯承载力控制,延性较好。
(3)短肢剪力墙结构体系中的连梁跨高比较大,以受弯破坏为主,地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰,能起到很好的耗能作用。
(4)短肢剪力墙是一种强肢弱梁型的联肢墙,在大部分情况下连梁首先开裂,然后墙肢开裂。对于连梁跨度较大,刚度较低的部分剪力墙不能形成联肢墙,这部分墙肢受力接近于整截面墙。
(5)墙肢的翼缘和腹板相交处应力集中现象明显,出现明显的上下贯通裂缝。
(6)当底部为大空间而需设置转换梁时,因其墙肢长度比转换梁短得多,且往往梁支座上没有墙肢,此时转换梁上的墙体不能形成起拱作用,即这种转换梁不是拉弯构件,而是受弯构件。
2、短肢剪力墙结构计算
短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。短肢剪力墙结构由于肢长较短,本身较高细,更接近于杆件性能,TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型,其中梁、柱为普通空间杆件,每端有6个自由度,墙视为薄壁杆件,每端有7个自由度(多一个截面翘曲角,即扭转角沿纵轴的导数),考虑了墙单元非平面变形的影响,按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵,引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解,它适用于各种平面布置,未知量少,精度较高。因此,TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。但是,薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂(如有转换层)时,也存在一些不足,由于薄壁杆件的连接处是点连接,所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递,薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响,当结构布置复杂时变形不协调,因此,带转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件(如SATWE)进行计算。
3、短肢剪力墙结构设计注意事项
(1)短肢剪力墙体系主要抗侧力结构筒体(或长墙)一般利用楼、电梯间,筒体要有足够的刚度,其平面尺寸不宜过小,要使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的50%,形成多道抗震防线。为了确保水平力可靠传递,核心区楼板适当加厚,与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计。
(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,应加强其抗震构造措施,如减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率。结构设计时需对此转角窗采取加强措施:转角折梁与转角相交剪力墙统一做成悬臂梁,加大其断面和配筋,还应采用暗梁连接转角窗两边墙肢,加强整体性,并加大转角窗边剪力墙暗柱配筋和长度及转角窗处楼板的配筋和板厚。
(3)高层短肢剪力墙结构在水平力作用下,显现整体弯曲变形为主,底部小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力,由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂,因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量,加强小墙肢的延性抗震性能。
(4)短肢墙的布置合理、对称、均匀、力求质量中心与刚度中心重合,必要时用长肢墙来调整刚度中心;短肢墙布置应以T形、L形 、]形、 +形为主,这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。
(5)短肢墙之间的梁净跨不宜过小(一般取4~6M),使其具有一定的耗能作用。在短肢剪力墙结构中,墙肢刚度相对减小,连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁,而不同于一般剪力墙间的连梁,不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调,使其设计内力降低,应按普通框架梁要求,控制砼压区高度,其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决,按强剪弱弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。
(6)短肢墙受力以承担竖向荷载为主,承担水平荷载为辅,其截面尺寸要适当,墙肢截面高度与厚度之比宜在5~8左右为好,且墙厚不小于200MM,当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时,应按柱的要求进行设计,短肢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、0.7。对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,因其延性更为不利,因此轴压比限值要相应降低0.1。
(7)剪力墙相邻洞口之间及洞口与墙边缘之间应避免小墙肢, 试验表明: 墙肢宽度与厚度之比小于3 的小墙肢在反复荷载的作用下, 比大墙肢开裂早, 即使加强配筋, 也难以防止小墙肢的较早破坏。
结束语:
短肢剪力墙结构设计应重视结构概念设计,根据具体情况作出合理判定,满足规范要求。短肢剪力墙体系具有良好的性价比,随着结构设计技术的不断提高,在房地产市场上必将受到更多的投资者和消费者的青睐。
参考文献:
[1]JGJ3-2002.高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]荣柏生.高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构体系[J].建筑结构学报1997,12:14-19.[3]赵玉祥.钢筋混凝土高层建筑设计中若干问题的探讨[J].建筑结构学报.1998,19(2):12-22.
[4]赵艳静等.钢筋混凝土异形截面双向压弯柱延性性能的理论研究[J].建筑结构.1999,29(1):16-21.
篇6
关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计;应用
目前,剪力墙结构设计在国内并没有相关规范条例,设计者应用在建筑结构设计中时参照实践经验和建筑实际要求来设计。剪力墙结构能够更好地适应建筑的发展需求,是建筑结构设计中常见的一种结构,设计得当不仅能减少建筑施工时间,以其抗侧刚度大等优势还能增加建筑使用年限,在建筑结构设计中占据着重要的地位。虽然剪力墙结构应用广泛,但是并不是所有建筑都适用,设计者应结合实际情况综合考虑,根据可靠分析来设计剪力墙结构,才能最大限度发挥其作用。
1剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构
剪力墙结构是指建筑(包括房屋极其附属的建筑物)用来承受风荷载或者地震等自然灾害引起的水平荷载的墙体,因此又叫做抗风墙、抗震墙或者结构墙。剪力墙结构设计初衷是为了防止建筑结构遭受外力破坏,提高建筑结构的稳固性。所谓建筑结构,根据施工方法分为:混合结构、框架结构、剪力墙结构以及框筒结构等,剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优势,对比其他建筑结构,剪力墙在建筑结构设计中应用较广泛。剪力墙结构的建筑材料一般选用钢筋混凝土,利用钢筋混凝土墙板承受建筑结构来自竖向受力和横向受力,但在实际施工中,剪力墙结构主要指竖向的代替梁柱受力的钢筋混凝土墙板(见图1),水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上实现对建筑结构水平力的控制。
1.2剪力墙特征及种类
根据剪力墙的墙体是否开洞以及开洞尺寸的大小,6~7m的为大开间,3~3.9m的为小开间,而小开间剪力墙较经济合理,减少了建筑成本,增大了建筑使用面积。剪力墙结构分别有以下四种:①实体墙,其中只有实体剪力墙结构墙体不开洞。实体墙的变形主要是曲型,墙体承受能力比较强,不会发生突变,稳定性较好。②整体小开口剪力墙,相对来说截面墙体开洞面积较小,占整个墙体面积的比例不超过15%,变形为弯曲型,弯矩图处有可能发生突变。③多肢或双肢剪力墙,墙体开洞面积过大并且洞口成列状分布,弯矩图处不会发生异常情况,受力特点和整体小开口剪力墙相似。④壁式框架剪力墙。墙体开洞面积在几种剪力墙结构中是最大的,墙肢线与连梁线上的刚度比较接近,变形为剪切型,受力特点与框架结构相似。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.1剪力墙结构设计原则及要点
2.1.1对墙体进行受力分析
剪力墙结构在建筑结构设计中,墙体作为平面构件承受着建筑结构水平、垂直方向的剪力和弯矩,因此,在进行剪力墙结构设计时,要对墙体自身的实际受力情况进行充分研究和分析,保证墙体质量,才能发挥出剪力墙应用在建筑结构设计中的重要效果。
2.1.2平面内搭接
剪力墙的主要作用就是代替原始建筑结构中的梁柱受力,决定了剪力墙结构在同一平面内对自身刚度和承载力的要求。首先,剪力墙结构的平面布置方向应该尽量沿着主轴的方向,不能出现对直或拉通的现象,若方向不一样,则应该使剪力墙结构连在一起,只有这样,剪力墙结构才能发挥出在建筑结构设计中的价值。再者,剪力墙结构在垂直方向上要做到从下往上连续的布置,避免发生刚度突变,且刚度要分配均匀,剪力墙结构开的洞口要形成明确的墙肢和连梁。最后,合理控制剪力墙结构的数量,在建筑结构平面布置和设计时不能使剪力墙结构过于密集,需要平衡抗侧力刚度,如果抗侧力刚度过大,剪力墙结构重力加大,无形中对建筑抗震能力造成威胁。由于处在平面外的刚度和承载力相对较小,在建筑设计剪力墙结构时应尽量避免平面外的梁体与剪力墙连结,影响剪力墙弯矩发生突变导致施工质量问题,实在无法避免的情况下,应当按照相关施工标准加固剪力墙结构(见图2),确保剪力墙平面内外安全。
2.1.3调整超限
1)剪力墙结构应遵循建筑楼层之间最小剪力数的原则,例如在建筑结构设计初期,考虑到提高建筑抗震性时需要适当降低建筑结构自身重量,剪力结构设计应在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩40%以内的前提下,尽量控制剪力墙的数量[1]。2)有必要对楼层之间最大位移与楼层高之间的比例进行调整的原则,为满足地震作用等对建筑造成扭转或剪切变形导致的建筑楼层之间发生位移的需要,剪力墙结构设计不能只依靠控制竖向构件数量来对建筑变形进行处理,调整楼层之间最大位移和楼层高比例可以尽量减少楼层之间的扭转、剪切变形。3)超限的具体内容是依据相关规定,剪力墙结构中连梁剪力和弯矩的跨高比须>2.5,反之,如果跨高比<2.5,则视为超过规定限度,但是跨高比大于2.5并不等于越大越好。例如当剪力墙结构连梁跨高比在5~6时,并不会导致连梁刚度发生变化,但是剪力墙出现超限现象,剪力墙结构发生突变概率增大,不利于整体建筑结构施工,这种情况应该采取框架结构的方式设计剪力墙。所以,剪力墙结构设计时,超限调整也是必不可少的内容之一,既保证剪力墙结构质量,又能有效控制建筑结构整体质量。
2.2剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
2.2.1平面布置
明确定位剪力墙设计要点,平面布置应尽量均匀、对称,同一平面内外的剪力墙结构的质量中心和刚度中心完全重合,减少扭曲,增加稳固性。建筑结构设计过程中较长的剪力墙结构要设计开洞口,并均匀分配成长度相等的几段墙面,为避免剪力墙发生剪切破坏,相关施工指标规定:每段独立墙面总高度与截面高度之间的比例必须≥2。剪力墙结构洞口一定要保证上下对齐,成列布置,避免墙洞交错叠合导致剪力墙受力刚度减小,否则剪力墙结构容易变形,发生施工事故。在建筑结构抗震功能设计时,进行双向或多向设置对剪力墙结构的功能性有一定的保障,形成一定的空间工作结构,当剪力墙结构洞口与墙边或洞口与洞口之间形成墙肢截面高度与厚度比例<4的小墙肢时,应该采取框架柱箍筋设计对剪力墙结构进行全高加密。对较长的墙肢要分为两个墙肢施工,超过8m长的墙肢都应设置施工洞使其划分为小墙肢。同时剪力墙结构的抗侧力刚度不宜过大,否则会导致墙体自身重力增大,违背了抗震性能设计的初衷。剪力墙结构的抗侧力刚度值可以通过公式:T=n(0.05~0.06)来计算,式中,n为建筑结构的楼层数,建筑施工建模时计算得出精确数据,防止抗侧力刚度过大影响建筑施工。
2.2.2墙肢截面厚度
剪力墙结构设计应用在建筑结构设计中,对墙体厚度施工有明确规范条例,例如短肢剪力墙,条例规定其底部加强部位不能<0.2m,其他部位必须>0.18m。剪力墙的厚度应按阶段变化,为防止剪力墙结构发生刚度突变,剪力墙阶段变化范围应控制为50~100mm,且要均匀连续变化,当混凝土等级和强度改变同时发生时,建筑结构设计必须将两者错开楼层。剪力墙结构墙体厚度的规范性施工能有效保证墙体的稳定性和刚度,直接决定了建筑结构的稳固性和安全性。
2.2.3剪力墙结构连梁钢筋配置
连梁是高层建筑的重要承重构件,按照国家四级地震抗震指标来说,剪力墙结构的配筋率不得低于0.2%,前三级抗震则要求不能低于0.25%。因此,在剪力墙结构设计过程中,连梁配筋率必须严格按照相关指标进行,结合实际对建筑结构连梁进行精确的承压计算,可适当增加剪力墙的配筋率,有效防止扭曲、剪切力对建筑结构的破坏,同时也不可盲目增加,避免剪力墙结构自身重力过大影响其抗震性。
2.2.4边缘构件设计
在建筑结构设计中设计剪力墙时,剪力墙的边缘构件也是一个比较重要的部分。剪力墙结构的边缘构件主要有端柱、暗柱等,增加边缘构件的延展性,结合实际设计需求约束边缘构件设计能防止剪力墙结构产生水平位移等问题。
3结语
在充分保证建筑结构的稳定性及安全质量的前提下,有效降低建设成本,优化建筑结构设计有助于建筑实现效益最大化。建筑结构设计中,剪力墙结构设计应用的重要性和广泛性在国内建筑业已经占据了很大的比例,设计人员在设计剪力墙结构时,应经多番论证结合建筑实际情况和设计要求,以剪力墙种类的多样性和灵活性为基础,遵循设计原则,把握剪力墙的设计要点,促进剪力墙结构设计技术的发展,推动建筑事业取得更大的成就。
作者:孙家昱 单位:四川西南广厦建筑设计院有限责任公司
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,2014,27(1):146-147.
篇7
在对剪力墙进行结构布置的过程中,高层建筑应该具有良好的空间工作能力,应该使用双向布置的方式,最终形成良好的空间结构,尤其是在抗震设防地区,减少剪力墙的单向布置,使双向方向具有十分相近的刚度,在平面上应该保持均匀,使剪力墙的刚度中心接近建筑物的中心,降低扭转效应,在需要的时候,使用改变连梁高度和墙肢长度的方式对刚心位置进行调整。由于较大的地震作用会对剪力墙的结构产生不利的影响,因此,在结构设计中通过调节剪力墙的抗侧刚度来减少不利影响。减少剪力墙的厚度、或者使用主次结构的方式、减少剪力墙的数量、增加剪力墙之间的距离、减少结构的重量等都能降低剪力墙的弯矩和地震剪力。剪力墙具有较大承载能力和抗侧刚度的特征,当剪力墙与其平面外相交的梁连接时,会产生平面外弯矩,如果梁的高度是墙厚的两倍,剪力墙会产生安全隐患,因此,应该使用相应的措施,减少平面外的危险隐患,在对具有较小界面的剪力墙进行设计的时候,可以使用半刚接和铰接的方式,最大程度的降低平面外弯矩的影响。
二、剪力墙的连梁设计
在剪力墙结构设计的过程中,连梁指的是墙肢和墙肢之间连接的梁,在荷载的作用之下,墙肢会产生变形、弯曲等现象,最终使连梁的两端产生转角变形,造成连梁内力的产生,与此同时,端部的内力能够降低墙肢的变形和内力,约束了墙肢,对墙肢的受力水平进行了改善,因此,连梁会对剪力墙的结构产生积极的作用,不仅有助于连接墙肢,还能够约束墙肢。在对连梁进行设计的过程中,其截面尺寸和跨高比会受到很多因素的影响,如果没有完善的设计,很容易产生连梁截面不满足要求或者承载力超过上限等现象,因此,在进行设计的过程中,可以从以下几个方面进行考虑。首先,因为连梁具有较小的跨高,墙肢具有较大的刚度,内力受到水平力的影响会很大,连梁在屈服的过程中会产生内力重分布或者刚度减少的现象,造成裂缝的产生,因此,在对整体结构进行计算的时候,应该折减连梁的刚度,高层建筑在进行整体分析的时候,应该使用弹性刚度,在一些抗震设计中,连梁相对墙体具有较小的刚度,因承受了很大的剪力和弯矩,在进行配筋设计的时候会有很大的困难。因此,在满足竖向承载能力的条件下,减少连梁刚度,将连梁的内力向墙体上进行转移,在抗震设计时,可以对连梁的刚度进行一定的折减,但减折系数不宜小于0.5,使连梁的承载水平得到保证。第二,可以使用降低连梁高度,增加洞口宽度的方式,减少连梁的刚度,同时,也降低了房屋整体的刚度,将地震作用的危害降到最低,最终保证承载力在连梁能够承受的范围之内。
三、剪力墙结构设计的优化方式
篇8
关键词:房屋建筑;剪力墙结构;结构形式;设计;探讨
Abstract: Along with the science and technology level rise ceaselessly, people thought of the idea update ceaselessly, require building new in order to be different, to highlight the personality, not only to the building brought brand-new appearance, for the design of personnel, also posed grim challenge. The shear walls as the architectural design of the main structure form, has attracted much attention, the author for many years engaged in the construction industry, combined with the design experience, the shear wall structure design are discussed.
Key words : Housing construction; shear wall structure; structure design; discussion;
中图分类号:TU398+.2文献标识码:A文章编号:
剪力墙结构(shearwall structure)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。剪力墙结构在高层房屋中被大量运用。
高层建筑结构的受力特点与支撑件
建筑结构所受的外力主要是来自于水平与垂直两个方向。低、多层建筑因为结构高度较低、平面尺寸较大,宽度比较小而且结构的风荷载和地震影响也很小,所以低层建筑的设计主要考虑的因素是如何抵抗竖向荷载。然而随着建筑高度的不断增大,其受力特点也在逐步发生变化,在设计师主要考虑水平载荷、轴向变形、侧移以及结构延性等方面。
1.1水平荷载
对于一定高度范围的高层建筑而言,竖向荷载基本固定不变,而包括风荷载与地震作用的水平荷载的数值,则会随结构动力特性的区别而发生叫较大围的变化。
1.2轴向变形
高层建筑的竖向荷载一般较大,会在柱中引起相当大的轴向变形从而影响连续梁弯矩,同时还会影响预制构件的下料长度。因此,必须考虑轴向变形计算值,对下料长度做出相应的调整。
1.3侧移的控制
结构侧移是高层建筑结构设计的关键。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形会随着建筑高度的升高而迅速增大。基于这一原因,水平荷载作用下的侧移必须严格控制在一定范围内。
1.4结构延性
高层建筑比矮层楼房的结构更柔和,因此遭遇地震等剧烈震动时所发生的变形会更大。为保证建筑在塑性变形阶段中仍能具备较强的变形能力,必须在结构设计上采取相应的措施以保证结构的延性。
二、剪力墙设计的原则
对剪力墙的设计要做到安全、经济合理,所以在设计的过程中除了对位移限制值的要求外,还要充分发挥框剪结构中各抗侧力构件的作用。在剪力墙数量的设计的时候,位移限制值要满足规范的规定,应尽量减少剪力墙数量,但应满足在基本振犁地震作用下,剪力墙部分承受的地震倾覆力矩大干结构总地震倾覆力矩的一半。
1)楼层最小剪力系数的调整原则。在设计时候要尽量减少剪力墙的布置,最好设计为大开间剪力墙布置方案,来达到比较理想的侧向刚度结构,楼层的最小剪力系数接近规范的极限值,但是这要满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40%。这样在减轻结构自重的时候降低地震作用带来的危害而且造价方面可以减少。2)楼层层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定最大的弹性层问位移在多遇地震作用标准值产生的楼层计算的时候,可以不除去结构整体弯曲变形,应计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。由此可以看出,楼层间的扭转和剪切变形对于一般的高层建筑是重点考虑的方面。竖向构件的多少决定着剪切变形的控制,但是即使构件的数量足够多但是布置不合理,扭转变形就会过大,仍然达不到层间位移的要求。所以,高层建筑能仅仅根据层问位移不够不加分析地增加竖向构件的刚度,而应尽可能使扭转变形最小。3)剪力墙连梁超限的调整原则。剪力墙的连续梁的跨高比小于2.5可能会出现弯矩和剪力超过规范的极限规定,所以其跨高比一般不小于2.5。规范规定连续梁不应拆减在跨高比不超过5的时候。在跨高比在5到6的时候,连续梁冈4度也必须拆减,否则可能导致弯矩和剪力超过极限值。这 如果能在具体工程设计的时候能有效利用,工程造价会降低很多。
三、 剪力墙构造设计
1.剪力墙截面厚度。规定剪力墙最小厚度的目的是为了保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能。当墙肢平面外有与其相交的剪力墙时,可视为剪力墙的支承。有利于保证剪力平面外的刚度和稳定性能。所以在确定墙肢最小厚度时,按层高及无支长度两者较小值来计算。规范规定:在非抗震设计时,剪力墙最小厚度不应小于层高或无支长度的1/25,且大于等于160 mm。抗震设计时,底部加强区在一、二级抗震等级时不小于层高或无支长度的1/16,且大于等于200 mm。三、四等级抗震等级时不小于1/20,且大于等于160 mm;其他各层在一、二级抗震等级时,不小于层高或无支长度的1/20,且大于等于160 mm;三、四级抗震等级时应不小于1/25,且大于等于160 mm。分隔电梯井或管道井的墙应大于等于160 mm。
2.混凝土强度等级:剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20;带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级应不低于C25。
3.一般剪力墙在一、二级抗震的一般部位及三、四级抗震设计和非抗震设计时,其墙肢端部应设置构造边缘构件,在一、二级抗震的底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设约束边缘构件。当为非抗震设计时,剪力墙端部应按构造配置不少于4 Φ12 纵筋,并且应沿纵向钢筋配置不少于Φ6@250 的拉筋。
4. 为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力,就必须确定竖向分布钢筋的最小配筋率;同时为了防止斜裂缝出现后发生脆性剪拉破坏,就必须规定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为:一、二、三级抗震等级时不小于0.25%,四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%,间距不应大于300 mm,直径不应小于8 mm,也不宜大于墙肢厚度的1/10。
5. 剪力墙上开洞的构造处理,当洞口较小,在整体计算中不考虑其影响时,应将切断的分布钢筋集中在洞口边缘补足,以保证剪力墙截面的承载力,且钢筋直径不应小于12 mm。当洞口较大时,应按实际情况在洞口两侧设置边缘构件,上下设置连梁处理。
6.剪力墙受竖向荷载的作用比较大,其竖向荷载一般是结构的自重和楼面的荷载作用产生的。竖向荷载在墙肢内产生轴力,在连续梁内产生弯矩,这时候可以按其受力面积进行计算即可。如果在水平荷载的作用下,剪力墙的受力情况可以按二维平面来分析,在对其精确的计算的时候就按平面问题计算。其计算的工作量很大。但是在工程设计的时候,对于不同类型的剪力墙受力特点可以对其进行简化计算。在水平力作用下,整体墙的截面弯矩和剪力可以按照悬臂构件来计算。小开口整体墙虽然因为洞口影响而出现墙肢间应力不再按直线分布,但是产生的影响也不是很大,所以仍然可以按整体墙计算基础上对其进行修改即可。壁式框架可以简化为带刚域的框架,用改进的反弯点法进行计算。联肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成,可采用连续化方法近似计算。
结束语:近年来,城市高楼化趋势不可动摇,高层建筑将会快速发展,所以剪力墙结构会得到更多地运用。高层建筑的剪力墙结构设计,在建筑施工整个过程中占有重要位置,也是我国专业人员一直努力钻研的方向。但是由于多种客观原因,目前,尚存在很多需要研究探讨的地方,跟国外的剪力墙结构设计相差还很大,因此,针对这一问题,我们需要投入更多的时间与精力做到更好。笔者也会一直努力。
参考文献:
[1]苏绍坚.住宅楼剪力墙结构设计分析[J].核工程研究与设计,2007,O1.
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关键词:高层建筑剪力墙结构设计结构布置
Abstract: in recent years, along with the development of economic construction and the population increase, housing construction land increasingly nervous, new high-rise building more and more high. To satisfy the requirements of seismic condition, the new structure form also unceasingly development, the shear wall structure is widely used in high-rise residential. This paper mainly introduces the high-rise building shear wall and the characteristics of the classification, and analyzes the shear wall structure model and method, and through engineering examples of high-rise residential shear wall structure design is discussed, and aims to constantly strengthen the shear wall structure design level to ensure the engineering quality.
Keywords: high building the shear wall structure design structure layout
中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号:
1 剪力墙的特点及分类
1.1剪力墙的特点
剪力墙能较好的抵抗水平荷载。《建筑抗震设计规范》将其称为抗震墙。剪力墙能有效抵抗水平荷载,具有以下主要特点:
(1)抗侧刚度大,侧移小;
(2)室内墙面平整;结构自重大,吸收地震能量大;
(3)施工较麻烦,造价较高。
1.2 剪力墙的类型
剪力墙根据是否开洞和开洞大小,可以分为如下四类:
(1)实体墙:不开洞或开洞面积不大于15%的墙。受力特点:如一个整体的悬臂墙。在整个高度上,弯矩图既不突变,也无反弯点,变形以弯曲型为主。
(2)整体小开口剪力墙:开洞面积大于15%但仍较小的墙。受力特点:弯矩图在连梁处突变,在整个墙胺高度上没有或仅仅在个别楼层才发生反弯点。
(3)双肢或多肢剪力墙:开洞比较大或洞口成列布置的墙。受力特点与整体小开口墙相似。
(4)壁式框架:洞口尺寸大,连梁线刚度与墙肢线刚度相近的墙。受力特点:弯矩图在楼层处发生突变,而且在大多数楼层中都出现反弯点。
2 剪力墙结构分析模型及方法
剪力墙为多高层结构的主要抗侧力构件,承受水平荷载作用和承受竖向荷载作用。通用墙元用于模拟高层结构中剪力墙的,对尺寸较大剪力墙或带洞口剪力墙,按照子结构基本思想,由程序对其进行细分,形成小壳元,然后计算小壳元的刚度矩阵并叠加,最后用静力凝聚原理将内部自由度消去,将其刚度凝聚到边界节点上,从而保证墙元的精度和有限的出口自由度。
3 剪力墙结构的合理布置
剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置;抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向有墙结构布置形式,使其具有较好的空间工作性能,两个受力方向的抗侧刚度接近。剪力墙墙肢截面宜简单、规则,剪力墙的竖向刚度应均匀,剪力墙门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确墙肢和连梁。避免剪力墙脆性破坏。长剪力墙宜开设洞口(用砌体填充),将其分成长度较均匀的若干墙段,墙段要采用弱梁连接,每个独立墙段总高度与其截面高度之比不应小于2,墙肢截面高度不宜大于5m。剪力墙自下到上连续布置,避免刚度突变。控制剪力墙平面外的弯矩,保证剪力墙平面外的稳定性。
4 工程实例设计分析
4.1工程概况。
该工程是某小区26层剪力墙住宅楼,总建筑面积约17143.4m2,建筑层高2.9m,建筑总高度76.6m。
4.2工程设计分析
(1)设计数据。本工程设计基准期50年,抗震设防烈度为6度,地震分组为第二组,设计基本地震加速度为0.059。本工程建筑场地为l类场地,按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。该工程为A级高度建筑,其结构抗震等级为四级。场地的特征周期=0.305,水平地震影响系数最大值。max=0.04基本风压0.35kN/mz,地面粗糙为C类,风压体形系数、风压高度变化系数及风振系数均按GB50009―2001《建筑结构荷载规范》(2006版)的规定采用,楼面活荷载标准值按荷载规范取值。
(2)结构平面布置。结构平面布置考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,尽量均匀对称,减少扭转影响,建筑平面力求简单规则,以减少震害。一般情况下在层数较多(20层以上)的高层建筑中常采用传统的全现浇剪力墙体系。因为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。
(3)结构竖向布置。结构竖向布置方面,该项目高宽为5,符合抗震规范剪力墙结构6度设防小于6的要求。在抗震设计中要求结构承载力和刚度宜自下而上逐渐减小,变化均匀、连续,不要突变。该工程平面在竖向上没有大的内收外挑情况,平面从底至顶一致。竖向刚度的变化主要表现在分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级,从施工方便来说,改变次数不宜太多;但从结构受力角度来看改变次数太少,每次变化太大又容易产生刚度的突变。
4.3设计内容及结果
(1)最大地震力作用方向。最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某个角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算机中输出,设计人员如发现该角度绝对值大于15度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。
(2)结构基本周期。结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。
(3)周期折减系数。周期折减的目的是为了充分考虑框架结构或剪力墙结构中的填充砖墙刚度对计算周期的影响。由于填充墙作用,在早期弹性阶段结构会有很大刚度,因此会吸收很大地震力,当地震力加大时,填充墙首先破坏,刚度大大减弱。周期折减系数不改变结构自振特性,只改变地震影响系数。特性,只改变地震影响系数。周期折减系数取值,与结构中非承重墙体材料性质、多寡、构造方式有关,应由设计人员根据实际情况确定,可取0.75~1.0。
(4)框架梁刚度放大系数。对于现浇楼板,在采用刚性楼板假定时,楼板作为梁的一部分,在分析中可用此系数来考虑楼板对梁刚度贡献。梁刚度增大系数BK可在1.0~2.0范围内取值。程序自动搜索中梁和边梁,两侧均与刚性楼板相连的中梁的刚度放大系数为BK,只有一侧与刚性楼板相连的中梁或边梁的刚度放大系数为(1+BK)/2,其他情况的梁刚度不放大。本工程取BK=2。
(5)计算结果。第一,动力性能方面。通过刚度减少,方案一的第一平动周期由TI=1.414%变为方案Z、TI=I.9572s,影响十分显著。平动周期数与扭转周期数量变化不大,方案一第一扭转周期值与第一平动周期的比值分别为0.797,方案二为0.699,均符合规范要求。可见方案二通过在剪力墙上开设结构洞或增大原有洞口,使结构刚度减小,从而增长了周期,使结构变“柔”。但扭转效应减小,说明结构布置更加合理。第二,结构变形方面。两方案的结构变形指标均符合规范要求。按六度设防计算时方案一最大层间位移角才1/4270,方案二最大层间位移角1/2782,较方案一有较大改进。但最大变形均发生在风载作用时,说明六度区的风荷载对高层建筑的影响已经超过地震荷载,设计时应将风荷载作为首要影响因素。但在较高烈度区时,随着地震烈度的提高,剪力墙所受的地震作用不断增大。地震荷载超越风荷载成为主要影响因素,其中层间位移比成为主要控制指标。第三,结构内力方面。方案二的基底弯矩值和剪力值均小于方案一的数值。因此减小结构刚度,增长周期,使地震影响系数减小,可有效减少地震力。同时,单从两方案的轴压比来看,剪力墙的数量还可进一步减少以充分发挥混凝土材料的性能,提高建筑物的经济性。
5 结束语
目前,随着我国经济的不断发展,高层建筑日益地涌现,结构设计的重要性越来越受到重视。剪力墙结构因其抗侧刚度大,能有效地减少侧移,且具有较好的抗震性能,因而被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土建筑中。因此,掌握好剪力墙结构受力特点,把握好剪力墙结构设计的基本原则,建筑的结构设计水平才能向高效率,高水平的方向发展。
参考文献
[1]王法武.高层框架及剪力墙结构的侧移优化设计[J].工业建筑,2006,6.
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关键词:房屋建筑;剪力墙;结构设计;分析
随着高层建筑的快速发展,建筑结构设计在样式创新、结构安全以及功能需求上都提出了更高的要求。房屋建筑的剪力墙结构设计,在建筑施工整个过程中占有重要位置,也是我国设计人员一直努力钻研的方向。如果剪力墙想更好地发挥其刚度大、外形美观等优点,并又想克服自身结构上的缺点,那其关键就全在于结构设计,设计师们必须对剪力墙的设计要做到安全、经济、合理、外形美观。
1 剪力墙结构的布置原则
剪力墙的间距一般为3m~5m,其平面布置的灵活性受到了一定的限制,因此一般用于高层建筑住宅中。剪力墙的布置原则主要有以下几种:
1.1在剪力墙结构中,剪力墙承受了全部的竖向力以及水平力,所以剪力墙应该沿着建筑物的主要轴线双向布置,形成空间结构。尤其是在抗震结构之中,应该避免单向布置布置剪力墙,宜使两个方向的抗侧刚度接近,即两个方向的自振周期应该相近。
1.2为了增加抗震能力,剪力墙应该尽量拉通对直。在建筑结构设计中,剪力墙洞口布置应该规则开洞,洞口成列、成排布置,这样才能形成明确的连梁和墙肢,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,设计计算结果安全可靠。在抗震结构中,应该尽量避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现。其中叠合错洞墙的洞口因为错开距离很小,有时甚至会出现叠合的现象,这样一来,不仅墙肢不规则,而且在洞口之间会形成薄弱部位,对抗震产生会产生很不利的影响。
1.3剪力墙沿竖向时应该贯通建筑物的全高,从整体出发,剪力墙的抗侧刚度较大,如果在某一层或几层切断剪力墙,易造成结构刚度突变。因此剪力墙沿竖向改变的时候,抗侧刚度应该逐步减小,避免各层刚度突变,而造成应力集中。
1.4剪力墙要尽量避免在洞口与墙边、洞口与洞口之间形成小墙肢。小墙肢的截面高度与厚度之比不大于四时,宜按框架柱进行截面设计,剪力墙与柱都是压弯构件,其压弯破坏状态以及计算原理基本相同,但截面配筋构造有很大不同,因此柱截面和墙截面的配筋计算方法也各不相同。
1.5如果是较长的剪力墙,那么应该开设洞口,将剪力墙平均地分为若干墙段,墙段与墙段之间应该用弱梁连接,另外每个对立的墙段的总高度与其截面的高度之比不宜小于3,因为墙长较小时,受弯产生的裂缝宽度较小,这样一来,墙体配筋才能够充分地发挥其作用,所以墙肢截面的高不宜大于8m。
1.6在高层建筑中不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式,短肢剪力墙是指截面厚度不大于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。短肢剪力墙沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点,受力特点接近异形柱,又承担较大轴力和剪力,由于短肢剪力墙抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多,不应采用全部为短肢剪力墙的结构。
1.7楼面主梁不宜支承在剪力墙之间的连梁之上。连梁产生扭转,一方面不能有效约束楼面梁,也会因为没有抗扭刚度而去抵抗平面外弯矩;另一方面连梁受力十分不利,连梁本身的剪切应变比较大,易出现裂缝;因此要尽量避免。楼板次梁等截面较小的梁支承在连梁上时,次梁端部可按铰接处理。
1.8尽量控制剪力墙的平面外弯矩,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很小,因此应注意剪力墙平面外受弯时的安全问题。当剪力墙与平面外方向的大梁连接时,会使墙肢平面外承受弯矩,当梁高大于约2倍墙厚时,刚性连接梁的梁端弯矩将使剪力墙平面外产生较大的弯矩,因此应当采取措施,以保证剪力墙平面外的安全。为此应该采用增加与沿梁轴线方向的垂直墙肢、暗柱或者增加壁柱等方式,来有效地减少梁端部弯矩对墙的不好影响。另外,对截面较小的楼面梁可以设计为半刚接或铰接,这样可以减少墙肢的平面外弯矩。
2 剪力墙结构设计在房屋建筑中的应用
2.1剪力墙截面厚度
在建筑结构设计中之所以会规定剪力墙的最小厚度,是为了保障剪力墙平面之外的刚度以及稳定性能。当墙肢平面外出现与之相交的剪力墙的时候,可以将其视为剪力墙的支承,这样一来就有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定了。因此剪力墙截面厚度除满足稳定要求外尚应满足剪力墙受剪截面限制条件、剪力墙正截面受压承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。规范规定:在非抗震设计时,剪力墙的最小厚度不应该小于160 mm。而在抗震设计时,一、二级抗震等级时底部加强区不应小于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220 mm,其他部位不应小于180 mm;三、四级抗震等级时不应小于160mm,一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180 mm。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。
2.2设置构造边缘构件和约束边缘构件
剪力墙一般在一、二、三级抗震的一般部位以及四级抗震设计和非抗震设计的时候,剪力墙的墙肢端部应该设置构造边缘构件;在一、二、三级抗震的底部加强部位以及其上一层的墙肢端部应该设置约束边缘构件。
2.3为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限受弯承载力,配制的竖向分布钢筋必须满足最小配筋百分率要求。同时,为了防止斜裂缝出现后发生脆性的剪拉破坏,规定了水平分布钢筋的最小配筋百分率。一般剪力墙的竖向和水平分布筋的配筋率为:一、二、三级抗震等级时不应小于0.25%,四级抗震等级及非抗震等级时为0.2%,剪力墙的竖向和水平分布钢筋的间距均不宜大于300mm,直径不应小于8mm,也不宜大于墙肢厚度的1/10。
2.4剪力墙连梁超筋的处理
连梁超筋在剪力墙结构设计中是一种常见现象,常言道:防范于未然,所以连梁配筋时就务必应该满足以下要求:
2.4.1 连梁上下纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度抗震设计时不应小于LaE,非抗震设计时不应小于La,且均不应小于600mm。
2.4.2 抗震设计时,剪力墙中的连梁全长箍筋的构造要求应采用框架梁端加密区箍筋构造要求;在非抗震设计时,沿连梁全长的箍筋直径应不小于6mm,间距不应大于150mm。
2.4.3 在顶层连梁锚入墙体的钢筋长度范围内,应该配置间距不大于150mm的箍筋,构造箍筋的直径与该连梁的箍筋直径要相同。
2.4.4 连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。截面高度大于700mm的连梁,其两侧面腰筋的直径不应小于8mm,沿高度间距不应大于200mm;跨高比不大于2.5的连梁,其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于0.3%。
2.4.5 跨高比不大于1.5的连梁,非抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率可取为0.2%;抗震设计时,其纵向钢筋的最小配筋率宜符合规范最小配筋率的要求,跨高比大于1.5的连梁,其纵向钢筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。非抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率不宜大于2.5%;抗震设计时,顶面及底面单侧纵向钢筋的最大配筋率宜符合规范连梁纵向钢筋的最大配筋率的要求。如不满足,则应按实配钢筋进行连梁强剪弱弯的验算。
如果出现剪力墙连梁超筋的现象,一般有以下三个处理方法:一是想法设法地减小连梁的截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施;二是在抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可以进行塑性调幅;三是当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的时候,方可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,再按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下进行结构内力分析,最后墙肢应该按照两次计算所得的较大内力进行配筋计算。
参考文献: