談建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設計_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  談建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設計</p><p>  摘要:剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。其中以鋼筋混凝土剪力墻最為常用:在框架結(jié)構(gòu)中,承重的主要是梁柱,在另外一種結(jié)構(gòu)設計中,用鋼筋混凝土墻來承受水平和豎向荷載的結(jié)構(gòu)就是剪力墻結(jié)構(gòu)。由于這種結(jié)構(gòu)的建筑能夠穩(wěn)定承載各種水平力(風力、地震作用等)和豎向力(重力),因此,被廣泛應用于高層建筑。闡述了剪

2、力墻及其特點及高層剪力墻的布置原則,探討了高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設計。 </p><p>  關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土墻;布置;構(gòu)造;配筋 </p><p>  中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號: </p><p><b>  引言 </b></p><p>  剪力墻結(jié)構(gòu)既可以保證結(jié)構(gòu)安全可靠性,又可以使室內(nèi)空間

3、合理、墻面平整,所以高層建筑結(jié)構(gòu)中越來越多地采用剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻的受力、變形特征,類似于框剪結(jié)構(gòu),但比框剪結(jié)構(gòu)的剛度分配、內(nèi)力分配更合理,結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)導致的豎向位移差別,也比框剪結(jié)構(gòu)小,則傳基礎荷載更均勻、合理。 </p><p><b>  1 剪力墻概述 </b></p><p>  根據(jù)剪力墻上的洞口大小和開口方式,剪力墻可以分為:框支剪力墻、連肢墻、整體墻

4、和開口整體墻(小開口或者不規(guī)則洞口)。剪力墻作為房屋建筑的一個構(gòu)成部分,一方是分割和圍護作用,所以墻體結(jié)構(gòu)布置必須滿足建筑平面功能和結(jié)構(gòu)上的布局要求。結(jié)構(gòu)優(yōu)點是側(cè)向剛度比較大,然而剪力墻的功能特性決定了剪力墻間距的局限性,不滿足大空間大跨度建筑,所以靈活性較差,但是這種建筑的樓板一般是平板而不設置梁柱,所以在層高上具有優(yōu)勢,較適合于住宅建筑。 </p><p>  2 剪力墻結(jié)構(gòu)布置要素 </p>

5、<p>  2.1 剪力墻維持側(cè)向壓力程度和雙向布置 </p><p>  高層建筑要求空間較靈活開敞,自由度比較大,這個時候雙向布置剪力墻就能產(chǎn)生較佳的結(jié)構(gòu)使用空間,所以剪力墻大多使用在高層建筑而不是中高層建筑之中。結(jié)構(gòu)設計中要求抗震性能時,盡量不要使剪力墻形成單向布置格局,雙向布置時要求雙向抗側(cè)剛度一樣或者接近,以保持周期要求,避免因應力分布不均而發(fā)生危險。 </p><p>

6、;  另一方面,剪力墻的承載能力及其抗側(cè)向壓力性能較佳,為完全發(fā)揮出剪力墻自身的抗側(cè)壓能力,減輕結(jié)構(gòu)上的荷載,使剪力墻的結(jié)構(gòu)可利用空間最大化,墻務必不能布置太過密集,保持結(jié)構(gòu)的最佳抗側(cè)向壓力性能。 </p><p>  在高層建筑中,由于必須具有較佳工作活動空間,所以剪力墻結(jié)構(gòu)可以雙向布置來滿足要求,在抗震結(jié)構(gòu)中,單向布置更是不利。在雙向布置的時候,雙向抗側(cè)剛度應當接近;剪力墻布置不宜過密,一方面可以減輕結(jié)構(gòu)重量

7、,也可增大剪力墻的利用空間,并且剪力墻的抗側(cè)剛度通常較大,所以不必擔心墻體布置過于稀疏而出現(xiàn)問題。 </p><p>  2.2 保證豎向布置連續(xù) </p><p>  剪力墻的抗側(cè)剛度很大程度上取決于墻體的布置。如果墻體布置從下往上不是連續(xù)布置,而是斷續(xù),就極易容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剛度突變,所以即使可以改變墻體厚度,或者減少墻體,但是不允許豎向布置不連續(xù)。 </p><p&g

8、t;  2.3 控制墻體寬度 </p><p>  剪力墻為了不產(chǎn)生脆性損傷,可以設計成受彎曲破壞的延性墻體,在抗震地區(qū)的結(jié)構(gòu)設計中尤為需要,并且墻體設計時高寬比應≥3。墻體的長度若是比較長,通常為了滿足3 的要求,可以將墻體分割成長度較小的獨立墻體,每一獨立墻體充當連肢墻的角色,這個結(jié)構(gòu)可以通過可設適當?shù)亩纯趤韺崿F(xiàn)。 </p><p>  2.4 剪力墻洞口要點 </p>

9、<p>  剪力墻的洞口會成為影響剪力墻力學性能的要素之一,所以在墻體洞口設計方面應當注意以下要點:在剪力墻洞口布置時,應當滿足規(guī)律開洞、規(guī)范開洞的要求,墻肢和連梁個性明顯,以便于應力分布,使布置結(jié)果安全規(guī)范,同時禁止在墻肢剛度差別較大處布置;錯洞剪力墻使不規(guī)則開洞的剪力墻應力無法準確計算,構(gòu)造比較復雜,是剪力墻的薄弱環(huán)節(jié),設計時應盡量避免。 </p><p>  2.5 剪力墻加固 </p>

10、;<p>  (1)樓電梯間、頂層的剪力墻等不適合加固,以便于對塑性鉸部位可以有更明確的措施;而在抗震結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)塑性鉸的部位應做加固設計; </p><p>  (2)如若剪力墻塑性鉸,應使剪力墻具有足夠的延性,剪力墻塑性鉸的出現(xiàn)都有自己的范圍,在此范圍之類應當做加固設計,提高其抗剪切能力; </p><p>  (3)在剪力墻設計中加固部位應當適當擴大,在剪力墻大于150

11、m 高度的設計中,剪力墻底部加固可取總墻肢高度10%來計。 </p><p>  3 剪力墻邊緣構(gòu)造相關(guān)要點 </p><p>  建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范中根據(jù)剪力墻受力情況和結(jié)構(gòu)特性,對剪力墻兩端及洞口兩側(cè)的加強邊緣,按墻肢在重力荷載代表值作用下墻肢軸壓比的界線及加強部位條件分為構(gòu)造邊緣構(gòu)件和約束邊緣構(gòu)件。在約束邊緣構(gòu)件設計中,框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)設計應當比普通剪力墻結(jié)構(gòu)設計更為嚴謹規(guī)范。

12、 </p><p>  在《建筑抗震設計規(guī)范》中規(guī)定在剪力墻抗震結(jié)構(gòu)設計中,若為一二級抗震要求,剪力墻落地下面的加固部分必須按要求設置約束邊緣構(gòu)件;但對于抗震性能要求不高的墻體,當滿足需要的界線值時可按一般規(guī)定來設計,無特殊要求。 </p><p>  《建筑抗震設計規(guī)范》未明確框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻需設置約束邊緣構(gòu)件時抗震墻的抗震等級和軸壓比界限值。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,工字形或槽形截面剪力

13、墻的延性要比矩形截面剪力墻的延性好;在矩形墻體的兩端設置約束邊緣構(gòu)件能有效地約束墻體,有效避免剪力墻體發(fā)生水平剪切滑動。 </p><p>  4 剪力墻厚度及配筋等相關(guān)要點 </p><p><b>  4.1 縱筋設置 </b></p><p>  (1)連梁縱筋的相關(guān)規(guī)范并沒有被明文規(guī)定,在這種情況下根據(jù)同一級框架梁來設計,但縱筋在保證受

14、彎承載力的前提下,應該盡量減少,從而在抗震性能上更具優(yōu)勢。 </p><p>  (2)洞口上、下兩邊的連梁內(nèi)縱筋面積不宜小于被洞口截斷的水平分布筋面積的一半,且≥2 根,≥φ12 mm。 </p><p><b>  4.2 箍筋設置 </b></p><p>  (1)在剪力墻抗震設計中,連梁箍筋設計可以根據(jù)框架梁端加密區(qū)箍筋的構(gòu)造要求設計

15、。 </p><p>  (2)洞口連梁全長配箍:間距≤0.15 m,直徑≥0.006 m。 </p><p><b>  4.3 腰筋設置 </b></p><p>  (1)連梁范疇中,連梁的腰筋拉通連續(xù)配置應根據(jù)墻體的水平分布筋設計。 </p><p>  (2)連梁截面高度大于0.7 m 時,兩側(cè)腰筋的直徑大于或

16、者等于0.01 m,間距小于或者等于0.2 m。 </p><p>  (3)連梁跨高≤2.5 時,兩側(cè)腰筋的面積配筋率應≥0.003。 </p><p>  (4)腰筋置于連梁箍筋的外側(cè)。一、二級抗震,且連梁跨高比≤2、墻厚≥0.2m時,連梁內(nèi)除普通箍筋外,宜另設斜向交叉構(gòu)造鋼筋,其直徑不小于0.012m,斜筋應按受拉鋼筋的錨固長度要求錨入墻內(nèi)。 </p><p>

17、;  豎向和水平分布鋼筋:一般剪力墻的最小配筋率可按抗震級別來設計。當為一、二、三級抗震時為0.0025 ;四級和非抗震設計時為0.0020,間距≤0.3m;直徑≥0.008m,但不應大于墻肢厚度的0.1倍。對于一些特殊部位的剪力墻,其分布鋼筋應加強,最小配筋率不應小于0.25%,間距不應大于0.2m。 </p><p>  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、縱向剪力墻等收縮應力不小的結(jié)構(gòu)位置,

18、剪力墻水平和豎向分布鋼筋應適當加強。水平分布鋼筋搭接:搭接接頭間距:上、下相鄰水平分布筋搭接接頭之間的垂直凈距0.5 m,同排水平分布筋搭接接頭之間的水平凈距0.5 m??稍谕桓叨却罱印?</p><p>  5 剪力墻設計中對剪力墻裂縫的防治措施 </p><p>  (1)設計混凝土的組合比率。例如適當降低水泥用量,采購高標準水泥;盡可能選擇低水化熱的水泥;對于添加劑等應當謹慎進行。

19、 </p><p>  (2)拆模、養(yǎng)護。適當延長剪力墻混凝土的拆模時間,超?,F(xiàn)場應當保留模板,讓模板預留縫隙以作澆水養(yǎng)護之用,有利于混凝土環(huán)境的改變。由于混凝土自身水熱化較迅速,所以在施工過程中應指派專人進行混凝土的防護管理和運輸。施工中當混凝土密實后,及時覆膜護理,定期灑水,人為地加長護理周期,有利于保持內(nèi)外部溫度的平衡和后期護理及養(yǎng)護。 </p><p>  (3)在混凝土中摻加收縮

20、劑,可有效增加混凝土的收縮應力。 </p><p>  (4)分隔一個完整的剪力墻。為了減少混凝土因為變形而導致的壓力,可將一整片剪力墻分割成幾個獨立的剪力墻,這樣可以舒緩設計帶來的不便,但是必須保證有專業(yè)的結(jié)構(gòu)設計師進行分割處理,切勿擅自進行導致危險發(fā)生。 </p><p>  (5)最后澆筑留縫位置。即先澆注后澆帶兩側(cè)混凝土,在一定時期之后混凝土自身的性質(zhì)趨于穩(wěn)定狀態(tài)再澆筑留縫部位,從

21、而避免因收縮應力而出現(xiàn)裂縫。 </p><p>  (6)為了使不利于使用的裂縫最大化減小,可設計合適的暗梁來增加剪力墻的工作性能。 </p><p>  (7)把剪力墻的水平方向鋼筋放在豎向鋼筋的外部,有利于降低混凝土的外部圍護層的厚度,使剪力墻表面層上的混凝土更加具有韌性。 </p><p>  (8)對于裂縫的維修與治理。當裂縫不能自我愈合,必定會給整個結(jié)構(gòu)部

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