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剪力墙的设计(剪力墙设计例题)

钦州钢结构设计公司 2周前 ( 03-19 07:10 ) 1947 抢沙发
本篇文章给大家谈谈剪力墙的设计,以及剪力墙设计例题对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。内力计算时,墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用,每个墙段作为一片独立剪力墙计算。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值:对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层,应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用,其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数。

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本文目录一览:

剪力墙抗震设计的原则有哪些

剪力墙抗震设计的原则:

1、强墙弱梁

2、强剪弱弯

3、限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件

4、加强重点部位

5、连梁特殊措施

扩展资料:

剪力墙注意事项:

1.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平面形状变化和竖向荷载较大等部位。

2.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。

3.纵横剪力墙宜组成L形、T形和槽形等形式。

4.剪力墙不宜太长,总高度与长度之比宜大于2

5.不宜在伸缩缝和防震缝两侧同时布置剪力墙,纵向剪力墙不宜布置在端部,而应布置在中部。

6.剪力墙宜贯通建筑物的全高,避免刚度突变。

剪力墙的设计(剪力墙设计例题) 北京钢结构设计

剪力墙结构的分析与设计介绍?

什么是剪力墙结构?建筑行业是如何设计和分析剪力墙结构呢?基本概况如何?中达咨询小编整理剪力墙结构基本内容如下:

中达咨询通过本网站建筑知识专栏的知识整理,以下是相关剪力墙结构的基本情况:

剪力墙也称为耐震墙,一般用在房屋方面较多,由于剪力墙的刚度很大,要比柱子大上许多倍,因此剪力墙可以承担极大部份构造物的水平力,而柱子就承受小部份的水平力,设计了剪力墙则无形中可以减小了柱子的尺寸。剪力墙当然也是承重墙。

为了帮助建筑企业人员进一步了解剪力墙结构的分析与设计,中达咨询为相关建筑人员推荐一本不错的书刊,基本内容如下:

《剪力墙结构的分析与设计》基本概况:

《剪力墙结构的分析与设计》是2006年水利水电出版社出版的图书,作者是黄东升。

《剪力墙结构的分析与设计》基本内容:

《剪力墙结构的分析与设计》本书系“简明土木工程系列专辑”中的一本,系统介绍了剪力墙结构的分析与设计方法,内容包括:剪力墙结构设计的一般要求;整体墙与小开口整体墙、联肢墙以及短肢剪力墙的近似分析方法;剪力墙的截面设计与构造要求以及延性剪力墙的设计等。其中,详细介绍了求解联肢墙的连续连接介质方法,给出了标准水平荷载作用下的解答和联肢墙的抗侧移刚度系数;对短肢剪力墙的最小肢高厚比、水平荷载下的破坏形态、非线性特性和动力特性等也进行了比较详细的论述。

《剪力墙结构的分析与设计》本书叙述简明扼要,着重阐明基本概念和对规范的理解,分析方法只介绍剪力墙的近似解析解,以便读者掌握剪力墙的基本特性和分析方法,为进一步从事剪力墙结构的设计与研究打下必要的基础。

《剪力墙结构的分析与设计》本书可作为高等院校土木工程专业高年级本科生、研究生的教学用书,也可作为从事建筑结构设计、研究的工程技术人员的参考用书。

《剪力墙结构的分析与设计》基本信息:

书 名 剪力墙结构的分析与设计

作 者 黄东升 编著

出版社 水利水电出版社

出版时间 2006-1-1

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建筑中剪力墙设计?

建筑中剪力墙设计具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。

一、剪力墙结构

(一)剪力墙的概念和结构效能

建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。

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。

剪力墙结构体系,有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。

剪力墙结构的优点是侧向刚度大,在水平荷载作用下侧移小,其缺点是剪力墙的间距有一定限制,建筑平面布置不灵活,不适合要求大空间的公共建筑,另外结构自重也较大,灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。

剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板,可以不设梁,所以空间利用比较好,可节约层高。

(二)普通剪力墙结构的结构布置

1.平面布置。剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受,所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。

(1)矩形、L形、T形平面时,剪力墙沿两个正交的主轴方向布置剪力墙的设计

(2)三角形及Y形平面可沿三个方向布置;

(3)正多边形、圆形和弧形平面,则可沿径向及环向布置。

单片剪力墙的长度不宜过大:

(1)长度很大的剪力墙,刚度很大将使结构的周期过短,地震力太大不经济;

(2)剪力墙以处于受弯工作状态时,才能有足够的延性,故剪力墙应当是高细的,如果剪力墙太长时,将形成低宽剪力墙,就会由受剪破坏,剪力墙呈脆性,不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时,应用楼板或小连梁分成若干个墙段,每个墙段的高宽比应不小于2。

2.每个墙段可以是单片墙,小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8.0m,以保证墙肢是由受弯承载力控制,和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时,墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用,每个墙段作为一片独立剪力墙计算。

二、剪力墙设计

剪力墙所承受的竖向荷载,一般是结构自重和楼面荷载,通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除剪力墙的设计了在连梁(门窗洞口上的梁)内产生弯矩以外,在墙肢内主要产生轴力。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。

在水平荷载作用下,剪力墙受力分析实际上是二维平面问题,精确计算应该按照平面问题进行求解。可以借助于计算机,用有限元方法进行计算。计算精度高,但工作量较大。在工程设计中,可以根据不同类型剪力墙的受力特点,进行简化计算。

整体墙和小开口整体墙:在水平力的作用下,整体墙类似于一悬臂柱,可以按照悬臂构件来计算整体墙的截面弯矩和剪力。小开口整体墙,由于洞口的影响,墙肢间应力分布不再是直线,但偏离不大。可以在整体墙计算方法的基础上加以修正。

联肢墙:联肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成,可以采用连续化方法近似计算。

壁式框架: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。

框支剪力墙和开有不规则洞口的剪力墙:此两类剪力墙比较复杂,最好采用有限元法借助于计算机进行计算。

框架结构和剪力墙结构,两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。框架的侧移曲线是剪切型,曲线凹向原始位置;而剪力墙的侧移曲线是弯曲型,曲线凸向原始位置。在框架—剪力墙(以下简称框-剪)结构中,由于楼盖在自身平面内刚度很大,在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。这使得框—剪结构的侧移曲线既不是剪切型,也不是弯曲型,而是一种弯、剪混合型,简称弯剪型。在结构底部,框架将把剪力墙向右拉;在结构顶部,框架将把剪力墙向左推。因而,框—剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些,比纯剪力墙结构的侧移要大一些;其顶部侧移则正好相反。框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时,二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。框架和剪力墙之间的这种相互作用关系,即为协同工作原理。

考虑地震作用组合的剪力墙,其正截面抗震承载力应按规定计算,但在其正截面承载力计算公式右边,应除以相应的承载力抗震调整系数γRE。剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值:对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层,应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用,其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数。

三、小高层中剪力墙设计实例

(一)布置

剪力墙布置必须均匀合理,使整个建筑物的质心和刚心趋于重合,且X,Y 两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙,若出现则应布置成长墙(h/w8);应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免,则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的2.5倍时,应计算暗柱配筋,转角处墙肢应尽可能长,因转角处应力容易集中,有条件两个方向均应布置成长墙。

(二)配筋及构造

对于小高层住宅来说,剪力墙是面广量大的,因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。

(三)剪力墙墙体配筋(以200厚墙体为例)

一般要求水平钢筋放在外侧,竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。加强区φ10@200,非加强区φ8@200双层双向即可,双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力,土压力产生的侧压力控制,而由于简化计算经常由竖向筋控制,此种情况下为增大计算墙体有效高度,可将地下部分墙体的水平筋放在内侧,竖向钢筋放在外侧。

(四)设置边缘构件

一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件。对于普通剪力墙,其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率,建议加强区0.7%,一般部位0.5%。对于短肢剪力墙,控制配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%;对于小墙肢其受力性能较差,应严格按高规控制其轴压比,宜按框架柱进行截面设计,并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%;而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体,设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋。

(五)合理配筋

剪力墙中的连梁跨度小,截面高度大,在地震作用下弯矩、剪力很大,有时很难进行设计,如果加大连梁高度,配筋值有时反而更大。对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时,可再增加一根梁,两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置,腰筋同墙体水平筋。

四、结语

建筑设计中剪力墙运用具有较好的抗震性能,且结构布置灵活,造价低,经济性好,所以小高层住宅较多的使用这种设计形式。经过对设计、施工和使用中发现的问题进行总结,进一步优化,这种结构形式的小高层住宅是值得发展的住宅模式。总之,对小高层建筑设计一般力求合理性与经济性,建筑设计中要合理把握关键部位及次要部分,这也是小高层建筑设计中需要努力改进的方向。

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剪力墙结构截面的设计要求?

一、构件截面长边与短边之比大于4时,宜按墙的要求进行设计(《砼规》10.5.1);

二、矩形截面独立墙肢的长度与厚度之比不宜小于5;

当其比值小于5时;其在重力荷载代表值作用下的轴压比限值,当一、二级抗震时,应较正常墙肢的相应值减0.1,三级抗震时为0.6;

当其比值不大于3时;宜按框架柱进行设计,但纵向钢筋的最小配筋率不变,且箍筋宜沿全高加密;

三、双肢剪力墙的抗震设计中,墙肢不宜出现小偏拉,当任一墙肢出现大偏拉时,两墙肢均应将弯矩设计值和剪力设计值乘以1.25的增大系数;

(说明:剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣;小偏拉大偏拉小偏压大偏压)

四、剪力墙截面设计的内容:平面内的斜截面受剪、偏压或偏拉、平面外轴心受压;

五、在集中荷载作用下,墙内宜设置暗柱,并注明暗柱纵筋的连接方式,无暗柱时应进行局部受压承载力验算;

六、一级抗震时,墙体的水平施工缝处宜进行抗滑移验算。

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剪力墙结构设计原则介绍?

说到剪力墙结构设计原则?现阶段,建筑企业如何进行剪力墙结构设计,有什么设计原则?以下是中达咨询小编整理剪力墙结构设计原则专业建筑术语相关内容,基本情况如下:

小编通过建筑行业百科网站——建筑网建筑知识专栏进行查询,梳理剪力墙结构设计原则相关资料情况,基本内容如下:

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,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。这种结构在高层房屋中被大量运用。

剪力墙结构设计原则:

(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。

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对房屋剪力墙结构设计问题的思考?

目前,越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起,但是,随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病,主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。本文根据工程实际并结合2001版《规范》和其他相关资料,论述了底层框剪结构的设计方法说明了一些注意事项。

0 引言

对于12~16层的小高层建筑结构,采用既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理。所以剪力墙结构得以普遍应用。剪力墙的受力、变形特征,类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,则传基础荷载更均匀、合理。目前,越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起,但是,随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病,主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。

1 剪力墙结构的基本含义

剪力墙结构的定义:①剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙;②高层建筑结构不应采用全部剪力墙的剪力墙结构;③剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。

剪力墙结构的必要条件:抗震设计时,墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。

剪力墙结构的下限:当墙较少时,如墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的15%~40%,则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定,用户可以灵活掌握。如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不应看成剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。

2 剪力墙房屋的设计

根据2001版《抗震设计规范》要求,对于底层框架——剪力墙结构应强调抗震概念设计以及抗震构造措施的重要性。相对于89版规范,其放宽了结构总高和层数限制,增加了底部两层框架结构并提出了过渡层概念。进一步提高了底层框架——剪力墙结构的性能。

2.1 选择有利的建筑形式 在抗震设计中,建筑平面应尽可能简洁、规则,结构的刚心与质心相一致,以减少地震作用下结构产生的扭转效应。剪力墙的方案布置、墙量的多少、墙片的大小应合理。由于底部框墙结构中的剪力墙属低矮墙,其抗剪刚度相对较大,如果布置的墙肢较长、平面形式复杂,很容易出现局部刚度过大,受力过于集中的现象,甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。因此在剪力墙布置方案上一定要坚持均匀、对称、周边、分散的原则,墙片不宜过长,应以墙片高宽比1.5左右为为宜,墙片平面形式不宜采用提高抗侧刚度的“L”“T”等平面形式,而是尽可能采用“一”字形。这是因为只有弱化每一单片剪力墙的刚度,才有可能实现均匀分散多道设防的目标。同时还应控制剪力墙的最大间距,以期符合规范的要求。纵向抗震墙还应在外纵轴布置开窗洞的抗震墙或剪力墙,这样大大增强横向抗倾覆的能力,避免边柱产生过大的压力和拉力。

2.2 建筑高度和层数的限值 以往震害资料及文献的分析表明,底层框架剪力墙房屋的震害随着楼层数的增加而加剧。因此底层框架——剪力墙结构应满足高度和层数的限值。2001版《规范》规定,6,7度区22米7层,8度区19米6层。所谓房屋总高度是指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度。半地下室从室内算起,全地下室或嵌固条件好的半地下室应从室外地面算起。带阁楼的坡屋面应算到山间墙的1/2高度处。室内外高差大于6米时,房屋总高度应允许适当增加,但不超过1米。

2.3 严格遵守抗震规范对不同设防烈度的第二层与第一层侧移刚度比的限值规定在历次地震中,底层框架房屋结构之所以发生严重破坏,其原因就在于底层层间刚度与上部层间刚度比过于悬殊。当地震作用集中在底层时,由于底层较上部结构小得多的侧移刚度,造成非常突出的底层弹塑性变形集中现象。因此,控制底层与上部侧移刚度比是很必要的。

规范给出了不同设防烈度下上层与底层侧移刚度比的限值,6、7度时不应2.5,8度不应2.0且均不应1.0。

2.4 底层框架柱网的设置 底层应为全框架,至少应是框架形式,即在内柱纵、横轴线的内、外墙中均设柱或构造柱,且纵横两向均应形成框架形式。底部框架结构的柱网不宜过大,一般控制在7.5m左右,并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上,底框结构大多为商住楼,该跨度对应上部可分割为两开间(4.2m 3.3m或4.5m 3.3m),(大于4.2m,已为大开间,其面积比受到规范限制),无论上部为住宅楼,还是办公楼,上述跨度对应的上部开间尺寸足以满足砌体结构所能实现的功能。而且可以控制框架梁上仅有一道悬墙。同时考虑底部框架梁横断面高度取值应控制在1/5~1/8梁跨,如果柱网过大,会使梁断面及配筋出现异常现象,而上部悬墙数目增多,更会加重这种现象。控制柱网尺寸,给出规定限值,限制框架梁上的悬墙数目,对底层框架——剪力墙结构来说非常重要。

2.5 过渡楼层设计 底层框架——剪力墙结构具有较好的承载、变形和耗能能力,其破坏状态一般为延性破坏;上部砖房部分虽具有一定的承载能力,但变形和耗能能力相对较差,其破坏状态多为脆性破坏。在上部砖房中,过渡楼层墙体承受地震剪力和倾覆力矩最大,受力最为不利。此外,在竖向均匀荷载作用下,过渡楼层墙体处于压剪或拉剪应力状态。因此当有水平荷载作用时,过渡楼层墙体与落地墙体相比,其抗裂性能和水平承载力均相应降低。试验表明,在竖向及反复水平荷载作用下,过渡楼层墙体的水平承载力约降低20%~30%。过渡楼层墙体的水平承载力验算按式

V≤βfVEA/γRE(1)

fVE=1/1.2(1 σ0/fv)0.5fv (2)

A=AW ∑ηiGC /GWAci (3)

β=1/{1 0.45(0.2-0.8hb /l)σ0fV V} (4)

式中β——水平承载力降低系数;

σ0——对应于重力荷载代表值的墙体截面平均压应力,N/mm2;

fv——砌体的抗剪强度平均值,N/mm2;

hb——托梁的截面高度,mm;

I——托梁的计算跨度(m),对两跨不等跨梁,I取较大跨的跨度;对跨中设置构造柱的梁,I以1/2代入;

AW——墙体扣除混凝土构造柱及洞口后的水平截面面积,m2;

Aci——混凝土构造柱的截面面积,m2;

Ge,GW——混凝土和砌体的切变模量,N/mm2;

ηi ——构造柱抗剪参与系数,中柱(包括边中柱)取04,边柱取03;

γRE——承载力抗震调整系数,当A按式(3)计算时,γRE可取10;当计算中不考虑混凝土构造柱(即将混凝土构造柱按相同截面的砖砌体计算)时,γRE可取09。

如按落地墙体的方法验算其水平承载力,当竖向荷载或托梁高跨比较小时,将会过高地估计过渡楼层墙体的抗震承载力,造成结构抗震可靠性降低。过渡楼层应每开间设置构造柱和圈梁,形成弱框架体系,以增强过渡楼层传递地震剪力的能力,同时还将大大增加延性和耗能能力。

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