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广东深圳专业医疗电子产品工业产品设计建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用
-建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用
2019/03/05
剪力墙刚度大,易满足地震或风荷载作用下的结构位移限制。
在地震作用下,其变形小、破坏程度低,能够提高结构受力能力。
所以,剪力墙结构形式成为多、高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。
本文介绍了剪力墙结构的形式,分析研究了建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用。

  【关键词】建筑结构设计剪力墙运用
  中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
  剪力墙结构就是通过钢筋混凝土板代替框架结构中梁柱的作用,进而承担各种负荷,并能有效提高结构的水平力,这种以钢筋混凝土墙板来承受竖向及水平力的结构就是剪力墙结构广东深圳专业医用仪器产品工业产品设计戴北方任深圳市委副书记,一般都是钢筋混凝土墙,其高度与宽度能与整个建筑持平。
这种剪力墙结构的特点就是其结构的整体性好、刚度大、用钢量少、抵抗侧向变形的能力强、抗震能力强,而合理的剪力墙结构设计能够塑造出良好的变形能力。
因此,剪力墙结构的建造高度高于框架结构,在现代高层建筑中,很多房间的分隔墙多,而现浇的剪力墙结构,能够很好的将隔墙与承重墙合二为一,相对来说更加经济。
另外,采取先浇剪力墙结构,能够使室内的结构更简洁,外型美观、便于室内布置。

  一、剪力墙结构的形式
  1、无洞单肢剪力墙
  剪力墙的立面上没有任何洞口。
这种墙实际上是一竖向悬臂构件,在水平荷载作用下,弯曲变形符合对平截面的假定,墙肢截面的正应力为直线分布,其内力和变形的计算可以应用材料力学方法进行。

  2、整体墙和小开口整体墙
  墙面上只有很小的洞口,可以忽略其影响。
这种类型的剪力墙实际上仍然是一个悬臂构件,其横截面的变形符合对平面的假定,正应力为直线分,称为整体墙。
当开洞稍大一些,墙肢应力中出现由局部弯曲引起的应力,但其值不超过整体弯曲应力的15%时,可以认为其墙肢截面的变形仍符合对平面的假定,可以按材料力学方法来计算应力,然后加以广东深圳专业医疗仪器器材外观工业产品设计浅谈当代产品设计的核心理念修正。
这种墙叫小开口整体墙。

  3、联肢墙
  在实际工程中,有些剪力墙是由许多受弯构件连接在一起的。
例如,在住宅建筑和旅馆建筑中,墙体上由大量竖向排列的洞口,在外墙上,这些洞口一般是窗口,而在建筑的内部,这些洞口大部分是门或走道。
在设计中,这些洞口将一片整墙分开为由连梁或楼板连接的墙肢,就形成了所谓的联肢墙。

  一般地,开有一排或数排较大洞口的剪力墙,其截面的整体性已经被破坏,水平荷载作用下正应力的分布较直线规律有较大的差别。
但墙肢的线刚度比同列两孔间所形成的连梁的线刚度大得多,每根连梁的中部都有反弯点,而墙肢仅在少数楼层出现反弯点。
即在水平荷载作用下,所有的连梁都呈现双曲率弯曲形态,而大部分的墙肢都呈现单曲率弯曲形态,墙肢变形仍以弯曲变形为主。

  4、短肢剪力墙
  钢筋混凝土短肢剪力墙是近年来在我国兴起的一种新型的抗侧力构件,它既保留了异形柱不凸出墙面的优点,又克服了异形柱抗震性能不理想的缺点以及轴压比控制等比普通的剪力墙采取了更严格的限制。
对短肢剪力墙的计算模型、适用高度、构造措施等没有做明确的说明。
因此,对短肢剪力墙结构的力学性能、破坏形态、抗震性能以及设计方法等进行系统的研究,形成一套完整的设计方法,是建筑工程设计中急需解决的课题。

  5、框支剪力墙
  当底层需要大空间,采用框架结构支广东深圳专业医用产品设备工业产品设计医疗舰撑上部剪力墙时,称为框支剪力墙,也可以称为柱支剪力墙。
框架柱可以用常截面和变截面两种形式,也可以采用斜柱和V 形柱。
底部框架可以是单层的和多层的,应视建广东深圳专业医用仪器开发公司工业产品设计化工电气设备设计和安全管理探讨筑使用上的需要和结构的要求而定。

  6、开有不规则洞口的剪力墙
  开设不规则的较大洞口仅是由于建筑使用上的要求,在结构上往往会产生一些不利的影响,故宜尽量避免采用。
当无法避免时,也宜采用一些结构措施,以消除或降低不利因素的影响。
例如,开设一些不需要开设的洞口,使剪力墙的开洞变为规则或接近规则,如有需要,则用刚度小的材料填塞这些本来不需要开设的洞口;在剪力墙中设置连续性较强的暗柱暗梁,以降低不规则开洞带来的较大应力集中的不利影响等。

  二、建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用
  1、设计原则
  对于墙肢的长度大于墙体厚度3 倍以上的剪力墙结构,可以按照柱结构设计,并且在其全部高度范围内的箍筋进行加密处理。
对于开洞而形成的连梁,当跨高比小于5 时,应该按照《高层建筑混凝土结构技术规程》及《建筑抗震设计规范》的有关要求进行设计,而当其跨高比大于或等于5 时,则应该按照框架梁结构进行设计。
当剪力墙墙肢与其平面外的楼面梁连接时,为减小连梁端部的弯矩对墙肢的不利影响,可以采取下列措施中的一种:
  (1)在梁的轴线方向设置剪力墙。

  (2)当措施(1)不能够满足要求时,可以在梁与墙的结合处设置暗柱,其宽度可取1-2 倍墙厚,并氨基酸配筋。
若以上两种措施都不能满足要求时,可以在墙、梁交接位置设置宽度为墙厚2 倍的暗柱。

  (3)另外还可以将型钢安装于剪力墙的内部。
对于一级和二级抗震墙,其底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比应该符合以广东深圳专业医用产品器械外观工业产品设计浅论老年人生活助手产品设计下要求:一级(9 度)时不不宜大于0.4,一级(7、8 度)时不得大于0.5,二级不得大于0.6。

  2、剪力墙的厚度确定
  剪力墙的厚度不得小于抗震规范的要求。
现在的很多住宅建筑结构中,都存在着为了满足使用功能的需要而减小了剪力墙的厚度,而满足不了规范要求。
如果剪力墙的厚度小于规范要求的最小限值时,就必须对其稳定性进行验算。

  3、底部加强
  底部加强部位的高度一般情况是取八分之一墙肢总高与底部两层的高度中比较大的值,但是当剪力墙的高度特别大,超过150 米时,加强高度则应该取墙肢总高的十分之一;对于有转换层的高层建筑,加强部位的高度应取框支层加上框支层以上两层的高度与墙肢八分之一总高度的较大值。

  4、配筋设计
  应该根据剪力墙的厚度来进行配筋设计,墙厚小于14cm时,应该采用双排配筋;当墙厚为40cm ~ 70cm 时,应该采取三排布置配筋;而当墙厚大于70cm 时,则应该采用四排配筋,而且应该将受力主筋均匀的布置成排。
在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时,剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%,钢筋直径应该不小于8mm,广东深圳专业医用产品器材工业产品设计剖析工业设计创新方向其间距应该不大于30cm。
对于部分框支剪力墙结构,抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%,钢筋直径应该不小于8mm,间距应该不大于20cm;非抗震设计时应该不小于0.25%。
房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上,而且钢筋的布置间距不应大于20cm。

  5、连梁设计
  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。
因此在剪力墙结构连墙设计时可以采取下列措施:(1)减小连梁截面高度;(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值;(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,广东深圳专业富林制氧机产品设计公司研发动态墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计。
连梁的配筋设计应该要满足一般框架梁的设计要求,抗震设计时,应该按照框架梁端部的加密区设计箍筋;非抗震设计时,箍筋直径应该不小于6mm,间距应该不大于15cm。
当连梁的截面高度超过70cm 时,应该在梁高范围内设置直径不小于10mm 的纵向的构造筋,其间距应该不超过20cm;当连梁于跨高比大于2.5 时,其配筋率应不小于0.3%。
在进行剪力墙刚度折减时,折减系数不宜小于0.5,也不宜大于1;对于跨高比大于5 以及连梁的内力仅仅是由风荷载引起时,可以不进行刚度折减。

  6、边缘构件设计
  剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种,这两种构件的设计方法也不一样,合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。
约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。
这些边缘构件的作用与砖混结构中的约束住一样,当结构刚度比较小时,在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大,此时边缘构件也就起到相当大的约束作用,因此,要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。
约束边缘构件沿墙肢方向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。
纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积,其纵向钢筋最小截面面积,一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2%和1.0%。

  参考文献:
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