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短肢剪力墙的构造布置及结构设计要点研究

发布时间:2020-08-17人气:

  短肢剪力墙的构造布置及结构设计要点研究

  摘要:随着我国经济的不断发展和城镇化的不断推进,建筑行业得到了快速发展,城市中的高层建筑逐渐增多。如何保证建筑的安全性是首要问题,而剪力墙设计因是纵横承受荷载而使其具有较强的抗震性和抗风性,承受力也较强的特点而被高层建筑广泛采用。本文在此先分析了剪力墙的设计布置,并重点对短肢剪力墙的构造及设计注意要点做了详细的研究。

  关键词:短肢剪力墙;布置;设计


剪力墙加固


  一、对剪力墙的合理布置

  为了增强建筑物的抗震性能,就应该从剪力墙的整体设计中去把握,在修建的过程中必须严格的按照修建规程进行操作。以下就剪力墙中短肢剪力墙、梁等的设计进行简要阐述。

  1、对剪力墙进行双向布置

  在高层建筑中,对空间结构的处理是极其重要的,因为房屋的刚度和承受力是在合理的空间结构基础上表现出来的。而剪力墙结构是否合理,直接关乎着房屋的抗震能力。所以,在剪力墙的设计上应当采用双向布置的方式,尽量避免单向布置,以此增强房屋在两个方向上的抗侧刚度。同时,应当合理的布置空间结构,利用剪力墙本身的承受力大和抗侧刚度强的特性,对房屋重量进行一定的减轻,从而提升房屋在地震时的侧向刚度。

  2、使剪力墙在竖向上达到均匀

  剪力墙的布置要能体现房屋修建时的抗侧刚度,对于房屋修建中出现的自上而下不连续性,往往导致了刚度上的突变。要解决当中出现的问题,可以通过对墙体的厚度和混凝土的级别进行提升,使剪力墙在高度上的抗侧性尽量增强。

  3、对墙肢的高宽比例合理化

  一般情况下,优化剪力墙的高宽比例能够使房屋在地震中的延性得到提升。剪力墙的高宽比例最好是大于2,如果剪力墙的长度太大,影响了剪力墙在抗震中的延展性,则应当在合适的位置开设洞口,使长度减小。同时,要注意墙体间是否形成均匀的独立墙段。

  4、对剪力墙的洞口设计和布置

  洞口的设计及布置,对剪力墙在房屋中所起到的力学效果是比较明显的,这会大大影响房屋在使用中的抗震性能。所以,笔者从以下几方面展开论述:

  (1)对开洞的要求,要根据力学原理进行布置,开洞要有规则,避免到处开洞及散乱开洞。要讲究布置途中的安全可靠性,尽量让剪力墙的洞口以“列”的形式进行设计,处理好墙肢与梁之间的关系,使其有牵连性。

  (2)不规则开洞,容易造成剪力墙的力学效应减小,使建筑物在抗震方面的能力减弱。通常情况下,错误的开洞有两种:一是错洞,主要表现为洞口开得比较小,不规则。这样就导致了应力不均衡,在进行常规计算的时候内力很难实现,造成了建筑物潜在的薄弱环节。二是叠合错洞,主要表现为在原有开洞的基础上又进行了叠加式的开洞,不规则。以上两种错洞,都要尽量的避免,在无法避免的情况下,应对开洞的周边进行一定处理,可以加强、加固或者用一些轻质材料进行填充,总之,目的是使错洞的地方最大限度的转化成合理的洞口。

  (3)应用平面有限元对洞口进行计算,找出剪力墙存在的不合理,比如对内力的计算和位移的计算,以此了解剪力墙的受力性能。对不规则开洞,在计算时要进行相应的分析和判断,找出其中的原因,并有针对的加以解决。

  二、对短肢剪力墙在设计中的要求

  在高层建筑的修建中,剪力墙的合理布置对抗震性能的提高是显而易见的,而短肢剪力墙的应用有其必要性,同时在应用短肢剪力墙的时候也要相应的注意一些问题。

  1、短肢剪力墙的应用范围

  在进行高层建筑修建时,统统采用短肢剪力墙的设计是不符合实际需要的,因为它会导致房屋抗震能力的降低。所以,在设计时应当把一般剪力墙和短肢剪力墙进行结合,形成两者各显其能的抵抗力水平。即使都采用短肢剪力墙进行修建的情况下,也要对短肢剪力墙的高度进行适当的降低。对于不同抗震级别的高层建筑,应当根据其地震级别进行选择,但短肢剪力墙的应用主要还是配合在一般剪力墙的左右,不应该使用的太多。究其原因,短肢剪力墙的抗震效果太差,对高层建筑的安全性无法保障。

  2、构造措施

  (1)柱,梁和短肢剪力墙连接部位设计:柱与短肢剪力墙连接处应按照“能通则通”的原则,使柱中部份受力钢筋延伸至底层短肢剪力墙墙顶,短肢剪力墙的竖向钢筋在梁内的锚固长度≥La。

  (2)连梁均参照框架结构在箍筋加密区做箍筋加密设计。

  (3)为保证屋面尽可能少地产生温度及收缩裂缝,除在建筑上采用有效的保温措施外,适当增加屋面板厚,加大配筋率,以控制裂缝的发展。

  (4)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。

  (5)抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规第48.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级;

  (6)抗震设计时,底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值,其他各层短肢剪力墙的剪力设计值,一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2;短肢剪力墙截面厚度不应小于200 mm;抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%。其他部位不宜小于1.0%:新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念,对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙,由于墙肢长度较短,约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢,为了加强墒肢抗震性能,可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。

  (7)抗震设计时,短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。

  3、加强短肢剪力墙设计的相关措施

  (1)短肢剪力墙的优点在于有一定的延性,在抗震中起着很大的作用,但其承受力没有一般剪力墙和筒体强。所以,在设计时应当考虑到它的不足,从而在设计当中提高其抗震等级(比一般剪力墙或筒体高出一个等级)。

  (2)考虑到短肢剪力墙的延性问题,所以应当最大限度的进行提升和完善。当短肢剪力墙在受到重力荷载的作用下,就会产生相应的轴压比,当针对一、二、三级抗震能力设计时,其轴压比不能大于0.5至0.7。因此,对于短肢剪力墙的设计应当比一般剪力墙的轴压值至少降低0.1。

  (3)对短肢剪力墙在布置钢筋问题上,应该在纵向上对钢筋的分量进行提高,尤其在底部的钢筋数量不能低于1.2%,而在底部之外的部分则不低于1%。

  (4)在剪力值的要求中,出于对短肢剪力墙性能的考虑,应当在其底部进行一定的加强,同时对底部以外的部分进行相应的调整,并增大抗震的系数。其目的在于增强短肢剪力墙的抗损坏性。

  (5)在短肢剪力墙的厚度方面,一般情况下要求其厚度不能低于200毫米。在非抗震性房屋建造时,应当对房屋的高度进行控制,并且加大墙肢的厚度。

  三、总结语

  在高层建筑的修建过程中,剪力墙的纵横设计具有较好的抗震性和抗风性,对房屋安全性的提高是不用质疑的。但应避免在短肢剪力墙设计方面出现的诸多问题,从而使高层建筑更具合理性和安全性。

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