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剪力墙应用下的建筑结构

  1剪力墙的特点及分类

  剪力墙具有侧向承载力强、侧移小、吸收地震能量大、室内墙面平整的优点,同时对施工水平要求较高,工艺复杂,建设成本较大。根据墙体开洞数量、洞口尺寸大小以及墙体受力情况,剪力墙可以分之为以下几类。整体小开口剪力墙:开洞面积大于15%但对墙体受力情况影响不大的墙。弯矩图在连梁处发生突变,在整个墙肢高度上没有发生反弯点。实体墙:开洞面积0至15%的墙。其受力特点是如同整体的悬臂墙,整个墙肢高度上弯矩图既不发生突变也不产生反弯点,变形以弯曲型为主。
 

剪力墙结构


  2剪力墙的布置原则

  进行剪力墙设计,应该在沿着主轴的方向进行双向或多向布置,不同方向的剪力墙彼此互相连接,但要防止对直或拉通。在进行抗震设计的时候,要避免剪力墙单向布置情况的发生,使之具有良好的空间工作性能。剪力墙在分布上要尽量均匀且数量要相当,做到两个受力方向的侧向刚度接近。剪力墙的墙肢截面尽量做到规则、简单。在高层建筑的设计中,要控制好剪力墙的布置数量,配置数目过小,会导致结构的抗侧力和刚度下降,反之配置数目过大,会造成墙体性能的浪费,由于地震力依据墙体刚度分配,所以墙体刚度过大会导致震力过大。

  3剪力墙结构设计及计算的优化原则

  3.1剪力墙结构设计的优化原则

  除上文提到均匀分布、合理控制剪力墙数量等内容外,剪力墙长度很长时,需要用开设洞口的方式将其分作长度相等的几段。彼此间用弱连梁连接。分割后的墙段其截面高度与墙段总高度相比,其比值要小于二分之一,以防止剪力墙产生脆性的剪切破坏。设计抗震结构剪力墙时,要防止出现墙肢截面高度和厚度之比小于4、位于洞口与墙边之间或洞口之间的小墙肢,对于无法避免这种小墙肢出现的情况,就要按照框架柱的方式进行箍筋和全高加密处理。

  3.2剪力墙结构计算的优化原则

  3.2.1楼层的最大层间与层高之比的调整原则按照有关规范要求,在对多地震作用的楼层最大层间位移进行计算时,主要以楼间弯曲变形为主,同时纳入扭转变形的因素,无须扣除结构整体弯曲变形。进行高层建筑设计,要尽量减小扭转变形,但不能单纯为了追求最小扭转变形而过大增加竖向构件的刚度。在实际结构设计中,有的设计师为了满足某一方向的层间位移的要求,就不断地增加该方向的侧向刚度,而忽视了对另一侧结构刚度的考虑。这种行为在架构的剪重比超出规范要求时就容易导致楼体安全缺陷。可以通过减小剪重比,控制地震作用来达到需要的效果。

  3.2.2楼层最小剪力系数的调整原则如果短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩低于结构总底部地震倾覆力矩40%,就要以大开间剪力墙为布置方向,减少剪力墙的布置,从而使其结构满足侧向刚度和楼层最小剪力系数的要求,有效降低结构自身重量,减小地震作用的影响,缩减工程造价。

  3.2.3剪力墙连梁的调整原则根据计算和实践检验,为保障剪力墙连梁满足规范对剪力和弯矩的要求,剪力墙连梁的跨高比要大于等于2.5。同时,规范还明确了跨高比大于5的连梁要按框架梁进行设计,设计时不予折减刚度。但对于跨高比5到6之间的剪力墙连梁,不折减刚度就会导致剪力或弯矩超限。因此,可以将跨高比不大于5的连梁通过减小剪力墙墙肢长度使之变为跨高比变为大于6的框架梁,而后者的钢筋以及混凝土用量一般小于前者,从而降低工程成本。近年来,我国建筑业取得了突飞猛进的发展。高层建筑鳞次栉比。

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