剪力墙布置原则.doc

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1、一、剪力墙布置及尺寸确定的基本原则1、结构布置时宜尽量避免短肢剪力墙结构“短肢剪力墙结构”是指含截面高度与厚度之比小于8的短肢剪力墙较多的剪力墙结构体系,广东省实施补充规定(以下简称补充规定)第3.2.4条则定量化地界定为“具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构指短肢墙的截面面积占剪力墙总面积50以上”。当结构体系属短肢剪力墙结构时,按高层建筑混凝土结构技术规程第7.1.2条规定,结构的最大适用高度有所降低,同时需对短肢剪力墙采取加强措施,对实际设计影响较大的有“轴压比,抗震等级为一、二、三级时分别不宜大于0.5、0.6、0.7;对无翼缘或端柱的一字短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1”、“其他各层

2、(非底部加强部位)短肢剪力墙的剪力设计值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2”等,故实际设计时,宜尽量避免采用短肢剪力墙结构体系,以获得较优的经济指标,同时也可相对简化设计,且结构也具有更高的可靠度。但应注意,即使结构不属“具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构”,补充规定的6.0.3条仍对短肢剪力墙有提高抗震等级、降低轴压比限值和加强构造配筋的要求。避免剪力墙结构成为短肢剪力墙结构体系的做法为:保证一般剪力墙(截面高度与厚度之比不小于8的非短肢剪力墙)的面积数超过剪力墙总面积的50,具体操作如下:(1)分别使X向和Y向的一般剪力墙面积均超过相应方向剪力墙总面积的50;(2)某方向的剪力

3、墙,当截面高度与厚度之比大于8时,按一般剪力墙计算;当长度与厚度之比在58之间,或为小于5的独立墙肢,或为小于5的非独立墙肢且与之相连的垂直方向剪力墙截面高宽比也小于5时,按短肢剪力墙计算;当非独立墙肢截面高度与厚度之比小于5且与之相连的垂直方向剪力墙截面高度与厚度之比不小于5时,可将该墙肢看作是属于与之相连的垂直方向剪力墙的翼缘,不按剪力墙计算面积。但应注意,当剪力墙满足补充规定第3.2.3条规定,即“厚度不小于层高的1/15,且不小于300mm,高度与厚度之比大于4时”,仍属一般剪力墙。2、控制合理的剪力墙折算厚度某楼层的剪力墙折算厚度我们这里定义为:该楼层的剪力墙混凝土体积与楼层的结构面

4、积之比,这是反映剪力墙结构体系经济性的一个重要指标。当剪力墙折算厚度在一个合适的范围时,只要我们将剪力墙的配筋率在满足规范及受力要求的前提下控制在一个合理的数值,那么我们就可以基本保证该剪力墙结构造价是经济的。根据我司以往设计的若干剪力墙结构工程的统计经验,当建筑为12层左右的小高层时,标准层剪力墙折算厚度控制在90100mm左右;当为18层左右时,控制在120130mm左右;当为25层左右时,控制在140150mm左右,则该工程会达到一个较好的经济指标。若剪力墙折算厚度偏大较多,则说明该工程布置的剪力墙数量或面积过多了,计算结果的具体表现为:轴压比普遍较小,层间位移角比规范限制有较大富余(即

5、侧向刚度较大),这时应考虑对剪力墙的布置或截面进行优化,以控制结构成本。3、合理确定剪力墙的截面高度与厚度(1)标准层:一般住宅标准层剪力墙的厚度取为200mm则基本可满足稳定性和轴压比的要求,这时,除提高刚度需要或建筑构造需要或减少梁跨需要等情况外,剪力墙截面高度可取1650mm,即可满足成为一般剪力墙,我们可称之为200厚剪力墙的经济长度。(2)底部层高较大的楼层:由于建筑使用功能的需要,建筑物在底部的地下室、架空层、裙楼等楼层往往具有较大的层高,这时剪力墙因稳定性的要求(构造或稳定验算)需有较大的厚度,对上部标准层长度为1650的一般剪力墙,则会因剪力墙厚度增大而使其在底部楼层变为短肢剪

6、力墙,为使底部层高较大楼层的剪力墙仍能满足不属“短肢剪力墙”的要求,可考虑如下的处理方法: 将剪力墙厚度加大为不小于层高的1/15,且不小于300mm,则当剪力墙高度与厚度之比大于4时,仍可视为一般剪力墙,如即使层高为6米,当剪力墙厚度为400时,1650长度的剪力墙仍属一般剪力墙。实际操作时,对长度较大,轴压比较小的剪力墙,当稳定性能满足要求且截面高度与厚度之比亦不小于8时,也可不将剪力墙厚度加大至层高的1/15。该法的优点是基本不需加长剪力墙,对建筑功能不会有太大的影响;缺点是剪力墙折算厚度较大。 在条件允许时,在楼层间设置一层分隔梁,沿剪力墙平面外拉设以提供其平面外平动及转角自由度的约束

7、,大致相当于多设一层楼盖的效果,以减少剪力墙的计算长度,从而使剪力墙厚度不需太大也能满足一般剪力墙的条件,也能满足稳定性的要求。 在保证剪力墙厚度能满足稳定性要求的前提下增加剪力墙长度,使50以上面积的剪力墙截面高度与厚度之比满足不小于8的要求。该法的缺点是会使较多的剪力墙在底部楼层增加长度,因与建筑往往对底部车库、架空层、裙楼等有较大空间的要求相违背而影响建筑使用功能,建议慎用。二、剪力墙抗震等级及约束边缘构件配置范围的确定1、一般剪力墙多层、高层建筑结构的剪力墙分别按抗规第6.2.1条和高规第4.8.2、4.8.3条查表确定抗震等级,注意对非高层结构不存在短肢剪力墙的提法,故多层结构均对截

8、面高度与厚度之比不小于4的剪力墙均按一般剪力墙考虑。一、二级剪力墙底部加强部位及其上一层需设约束边缘构件,三、四级剪力墙全高只需设构造边缘构件而不需设约束边缘构件。2、短肢剪力墙短肢剪力墙是专门针对高层结构提出的概念,按补充规定第6.0.3条的规定,短肢剪力墙的抗震等级需比其他相同条件的一般剪力墙提高一级,一、二、三级墙(包括无翼缘和端柱的一字墙,当端部翼缘长度小于其厚度3倍或端柱边长小于墙厚的2倍时,视为无翼缘或无端柱)轴压比限值分别为0.5、0.6、0.7,且底部约束边缘构件纵筋配筋率不小于1.2%,其他部位的构造边缘构件不小于1%。当长度相同的墙肢,在底部层高较大楼层因厚度较大属短肢剪力

9、墙,抗震等级需提高为二级,在标准层则因厚度变小而属一般剪力墙,抗震等级为三级时,则在属短肢剪力墙的楼层按补充规定第6.0.3条采取加强措施,在上部属一般剪力墙的楼层均不采取加强措施,不需按加强部位再加一层的高度设置约束边缘构件;反之,当相同墙肢在下部层高较大楼层属一般剪力墙(满足补充规定第3.2.3条规定)为三级,而在上部标准层属短肢剪力墙为二级时,则建议下部剪力墙也按二级设计,以体现剪力墙在底部楼层受力更大、对保证结构的强度和延性更为重要的特点。3、错层结构的剪力墙错层在补充规定第9.4.1条中有定量化的定义:楼层板面高差大于相连处楼面梁高,或板面高差小于相连处楼面梁高但楼板间垂直净距大于支

10、承梁宽时称为错层。错层主要会带来以下不利影响:(1)楼板变高差处导致楼板传递剪力的路径局部中断,严重时造成楼板平面内无限刚的假定不成立;(2)当楼板变高差两侧的结构在地震作用下出现反向的运动趋势时,将对交接处的竖向构件产生非常不利的附加内力。设计中因楼板凹凸的情况十分复杂,对整个结构的影响也未必会产生上述不利影响,故需根据实际情况灵活掌握判断尺度。如一般标准层中的厕所凹板或大厅板的下沉,并不会造成剪力传递整体中断(只是局部削弱),下沉板因较小也不会产生反向振动,故不作错层论;又如首层平面塔楼外范围楼板下沉覆土与塔楼范围的楼板形成高差,一方面因实际进行单塔楼计算时并没有将塔楼内外楼盖作为一个整体

11、刚性平面输入,另一方面因塔楼外的楼盖全埋在地下,较低一侧楼盖受地震反应的影响较小(可近似看成振动基本与地基土同步),同时由于覆土对高差处形成侧限,从而大幅减少较高一侧楼盖对交接处竖向构件的附加内力,故也可不作错层论。按高规第10.4.5条,对错层交接处平面外受力的剪力墙,抗震设计时厚度不应小于250mm,并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱,抗震等级应提高一级采用(按规范精神,短肢剪力墙抗震等级应进行叠加式的提高)。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30,水平和竖向分布钢筋的配筋率,抗震设计时不应小于0.5%。另,错层处的框架柱截面高度不应小于600,砼强度等级不低于C30,抗震等级提高一级,

12、箍筋全柱段加密。4、大底盘多塔楼结构的剪力墙按高规第10.6.4条,塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高,柱箍筋宜在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密,剪力墙宜设置约束边缘构件。相应条文说明解释为,为保证塔楼与底盘共同工作,塔楼之间裙房连接体的屋面梁以及塔楼外围一圈墙柱从固定端到出裙房屋面上一层的高度范围内,在构造上应予特别加强。故我司在执行该条时,要求将塔楼外围一圈剪力墙设约束边缘构件,范围从固定端到大底盘屋面上一层,约束边缘构件按二级构造配筋,当已为二级的短肢剪力墙时,抗震等级不再提高。三、剪力墙边缘构件纵筋及分布钢筋

13、的构造要求有关剪力墙配筋的构造要求主要依据高规第7.2.167.2.18条,请大家认真阅读规范。四、剪力墙构造配筋表的原理简介、使用说明及改进方向我司编制剪力墙构造配筋表的主要目的是为了简化剪力墙设计的工作量,使剪力墙的配筋标准化,提高设计效率。其简化理念为,一方面将大量机械重复的配筋率计算工作以查表代替,在提高计算效率的同时也减少了计算出错的机会,另一方面以标准大样结合填表的形式可大幅减少边缘构件制图的工作量,由于边缘构件纵筋采用固定间距的约定,与板、独立基础等的配筋方式类似,且标出了钢筋的总数,故也不存在读图困难或施工出错的问题(必要时可在技术交底时进行相应的解释)。其基本原理是:根据约束

14、和构造边缘构件的纵筋配筋率及配箍率构造特点(约束边缘构件的配筋及配箍率较大,构造边缘构件相对较小),在使箍筋、纵筋直径较适合施工的条件下(如箍筋直径一般控制不大于10mm,否则对于一般边缘构件箍筋尺寸较小的情况施工加工有一定困难)约定纵筋的间距,箍筋或拉筋与纵筋成每根纵筋布置一肢或隔一根纵筋布置一肢的固定关系,即使纵筋间距和箍筋肢距按固定间距的分布筋的形式确定,约定间距和肢距的目的是使与配筋率、配箍率相关的变量数量尽量少,这样对一定尺寸和砼等级的边缘构件,其纵筋配筋率仅与纵筋直径有关,体积配箍率则与箍筋直径和竖向间距有关,从而使知道抗震等级、截面尺寸和混凝土强度等级的边缘构件,通过查表得出纵筋

15、直径、箍筋直径及竖向间距,并结合标准截面大样图即可确定整个构件的构造配筋。剪力墙构造配筋表中边缘构件的配筋率及配箍率是完全依据高规第7.2.167.2.18条确定的,每个参数的计算均在EXCEL表格中有反映,只是为方便查表而将中间过程隐藏,同时也考虑了当剪力墙厚度较大时需在截面端部中间加配纵筋的影响。使用方法很简单,按边缘构件的抗震等级、砼强度等级及在墙柱定位图中确定的厚度和边缘构件截面总高度,对应查表即可。其中边缘构件截面总高度对L型、T型截面要扣除重叠部分长度,在填写边缘构件配筋表时要求写出纵筋的总数量(举例讲边缘构件纵筋数量的计算方法)。另,查表时需注意,目前表格仅按相应的配筋率和配箍率

16、控制钢筋数值,未完全反映规范的构造要求,如一级非加强部位的构造边缘构件箍筋间距不大于150,三级加强部位的构造边缘构件箍筋间距不大于150等,请设计人员注意更正。五、采用剪力墙构造配筋表方法进行剪力墙设计的步骤1、计算确定各层剪力墙的长度及厚度,且保证剪力墙结构属一般剪力墙结构体系,即一般剪力墙面积超过总面积的50%。2、确定各墙肢的抗震等级,明确短肢剪力墙、错层交接处、大底盘塔楼外围等有特殊构造及配筋要求的剪力墙。3、按高规7.2.16、7.2.17条确定各墙肢的边缘构件尺寸。4、先按构造要求查表完成各墙肢的配筋,注意如下问题:(1)约束边缘构件与构造边缘构件的区别 尺寸大小不同,详见高规7

17、.2.16、7.2.17条规定。 纵筋配筋率要求不同,详见高规7.2.16、7.2.17条规定,故表格中对约束边缘构件的纵筋约定间距为100,构造边缘构件为200,另需注意对复杂高层、框剪结构、筒体结构以及B级高度剪力墙结构中的剪力墙,配筋率的要求有所提高。 箍筋的配箍特征值要求不同,约束边缘构件要求配箍特征值v0.2,故箍筋约定肢距为100;构造边缘构件分为两种情况,对于一般剪力墙结构无配箍特征值的要求,按不低于高规表7.2.17的构造配置即可,对复杂高层、框剪结构、筒体结构以及B级高度剪力墙结构中的剪力墙,要求配箍特征值v0.1,需按此计算确定构造配筋,因构造边缘构件配箍相对较小,故约定肢

18、距为200。另需建立对边缘构件中箍筋作用的正确概念,注意它并非由内力计算所得,边缘构件箍筋的作用在于通过箍筋的约束,使边缘构件范围的砼成为约束砼,与普通砼相比,约束砼具有更大的极限压应变,即砼在压碎破坏前具有更强的变形能力,亦即使剪力墙构件具有更高的延性。故该措施作用在于通过构造加强提高剪力墙在极限状态下的延性,在程序的计算输出中不会提供该项内容。当同一墙柱平面中既有约束边缘构件又有构造边缘构件时,必须分别用相应的构件配筋表及标准大样。(2)确定有特殊构造及配筋要求的剪力墙的钢筋。(3)查表时,纵筋数量的计算方法。计算时,约束边缘构件纵筋间距按100,构造边缘构件纵筋间距按200(必要时纵筋加

19、密一倍),算得的排数按四舍五入取整,并注意加上端部中间的5号钢筋。(举例)(4)纵筋直径的确定 不小于查表值; 一半楼层以下使边缘构件配筋水平大于竖向分布筋的配筋水平(对四级抗震,可只控制到底部加强部位),注意配筋水平指配筋率,由钢筋直径和间距共同控制;一半楼层以上,边缘构件纵筋的配筋水平可与竖向分布筋相同。(5)剪力墙分布钢筋的确定 不小于计算确定值(一般0.25%,转换层落地加强部位0.3%,错层交接处0.5%,特一级0.4%); 对底部加强部位作适当加强,我司目前定为不小于email=1220012200/email,当墙厚较大或层高很大时,尚应适当加大; 一半楼层以下对一般200厚剪力

20、墙为双向email=1020010200/email; 一半楼层以上对一般200厚剪力墙,竖向分布筋为email=1020010200/email,水平分布筋为email=82008200/email。(6)对同时属某方向墙肢的剪力墙翼缘的配箍处理。因墙肢同时有水平分布筋的配筋要求,故当翼缘相对较长,分担的水平剪力较大时,若整个按边缘构件的构造要求配箍可能会偏于不安全。故我司现定当翼缘高厚比不小于4时,该边缘构件的配箍水平应与水平分布筋的配筋水平相当。如在底部加强部位,箍筋不小于email=1015010150/email与email=1220012200/email的水平分布筋水平相当。5、

21、查由程序计算控制的边缘构件纵筋及水平分布筋,并对前面按构造完成的剪力墙配筋进行相应调整。6、剪力墙及其边缘构件编号规则约定。凡由计算控制配筋的边缘构件编号加上s后缀。分平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为剪力墙增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力,在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑,整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中 ,由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成,筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体,其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。墙根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙,前者以承受竖

22、向荷载为主,如砌体墙;后者以承受水平荷载为主。在抗震设防区,水平荷载主要由水平地震作用产生,因此剪力墙有时也称为抗震墙。剪力墙按结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙。其中以钢筋混凝土剪力墙最为常用。编辑本段剪力墙的类别一般按照剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式,将剪力墙分为以下几种类型:整体墙 没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时,可以忽略洞口的存在,这种剪力墙即为整体剪力墙,简称整体墙。当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%,且洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸时,即为整体墙。小开口整体墙门窗洞口尺寸比整体墙要大一些,此时墙肢中已出现

23、局部弯矩,这种墙称为小开口整体墙。连肢墙 剪力墙上开有一列或多列洞口,且洞口尺寸相对较大,此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢,故称连肢墙。框支剪力墙当底层需要大空间时,采用框架结构支撑上部剪力墙,就形成框支剪力墙。在地震区,不容许采用纯粹的框支剪力墙结构。壁式框架在联肢墙中,如果洞口开的再大一些,使得墙肢刚度较弱、连梁刚度相对较强时,剪力墙的受力特性已接近框架。由于剪力墙的厚度较框架结构梁柱的宽度要小一些,故称壁式框架。开有不规则洞口的剪力墙剪力墙有时由于建筑使用的要求,需要在剪力墙上开有较大的洞口,而且洞口的排列不规则,即为此种类型。需要说明的是,上述剪力墙的类型划

24、分不是严格意义上的划分,严格划分剪力墙的类型还需要考虑剪力墙本身的受力特点。根据受力性能不同,可分为以下几种:独立墙肢整体小开口剪力墙整截面剪力墙壁式框架连肢剪力墙编辑本段剪力墙结构概念和结构效能1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)。2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。3,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。4剪力墙结构的优点是侧向

25、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。5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。.体系的类型及适用范围1框架-剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系,适用于需要有局部大空间的建筑,这时在局部大空间部分采用框架结构,同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗震能力,从而满足高层建筑的要求。2普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系。3框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间,剪力墙无法全部落地时,就需要采用底部框支剪力墙

26、的框支剪力墙结构。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;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

27、应不小于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80m,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。编辑本段结构特点短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。这种结构型式的特点是:结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾;墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖

28、方案简单;连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内,可隐蔽;根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。对短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法,前者如建研院的TBSA、TAT,广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清华大学的TUS,广东省建院的SSW等。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况,精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广,但对墙肢较长的短肢剪力墙,应该用空

29、间杆-墙组元程序进行校核。在进行以上分析后,按高层建筑结构设计与施工规范进行截面与构造设计,相对于异形柱结构,短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟,但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防;(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,应加强其抗震构造措施,如减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率;(3)高层短肢剪力墙结构在水平力作用

30、下,显现整体弯曲变形为主,底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力,由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂,因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量,加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接,避免形成孤立的“一”字形墙肢;(4)各墙肢分布要尽量均匀,使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近,必要时用长肢墙来调整刚度中心;(5)高层结构中的连梁是一个耗能构件,在短肢剪力墙结构中,墙肢刚度相对减小,连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁,而不同于一般剪力墙间的连梁,不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调,使其设计内力降低,应按普通框架梁要求,控制砼压区高度,其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%

31、来解决,按强剪弱弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。 剪力墙的计算。编辑本段剪力墙裂缝在剪力墙施工过程中,容易出现墙体开裂现象。根据多年的现场施工经验,本段从剪力墙裂缝的特征出发,就其产生的原因以及预防措施提出了一些公认的看法。裂缝的一般特征和性质根据在实际工程中的施工经验,综合目前对裂缝的研究现状。钢筋混凝土剪力墙的裂缝一般可分为表面不规则裂缝、贯穿性裂缝。表面不规则裂缝一般出现在混凝土浇注后不久,分布于墙体表面,此种裂缝既宽又密,但深度一般不大,多因养护不足而产生,对结构构件影响一般不大,且易于治理。竖向贯穿性裂缝一般发生在混凝土浇注后若干天后(一般拆模后不久),由下而上,走向与楼面接近垂直,

32、有的通至楼面板底但不穿过楼层,缝宽一般为0.10.3mm,个别可达0.40.5mm甚至更深,缝深一般较大,最深者可贯穿墙体。因养护不好引起的表面不规则裂缝常不至于带来多少影响,且易于处理。裂缝产生的原因分析一般情况下,工程中构件裂缝产生的主要原因可分为两大类:一是动、静荷载和其他各种外荷载引起的裂缝;二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝。此外,设计体型和结构布置也是产生裂缝的一个重要原因。总之裂缝产生的原因很复杂,综合考虑设计、材料、施工及环境等各方面的因素,钢筋混凝土剪力墙裂缝主要由以下原因产生:1 混凝土的收缩应力过大混凝土的收缩应力过大收缩裂缝主要与水泥用量、骨

33、料、构件长度及外加剂等因素有关。(1)水泥用量目前,随着我国高层建筑的不断发展,各种高强度混凝土也得到了广泛的应用,C50、C60乃至C80混凝土设计标号已屡见不鲜,由此相应的是水泥用量的增大、水灰比的减小。而水灰比是影响混凝土收缩的最主要因素。例如,当水灰比小于0.35时。体内相对湿度很快降至80%以下,自收缩引起的体积减小在8%左右,收缩值相当可观。(2)骨料预拌混凝土为了满足运输、泵送的要求。增加了细骨料用量,使得骨料的表面积增大,相应包裹在骨料上的水泥等胶凝材料变少,减弱了混凝土之间的连接能力,增大了混凝土的塑性收缩。(3)构件长度 现代建筑的跨度、构件长度均有较大提高,显然对于相同的

34、混凝土收缩率而言,收缩的绝对值增大。如未采取相应措施,则极易产生裂缝。(4)外加剂外加剂在混凝土中掺量少,作用大。目前使用的混凝土中普遍掺有减水剂、缓凝剂、早强剂、防水剂等多种外加剂。近期研究表明,有近一半外加剂会造成混凝土收缩率大于基准混凝土,混凝土收缩率的增大自然增大了裂缝的出现概率。外加剂对混凝土性能影响极大,可能是导致混凝土开裂的重要原因。2 混凝土的温度应力过大温度裂缝主要与水泥品种、养护条件、拆模时间及温差等因素有关:(1)水泥品种目前预拌混凝土大多使用新法(主要为旋窑)烧制成的水泥,尤其为提高混凝土标号,大量使用硅酸盐水泥,使得水泥水化热高且集中。水泥水化过程中放出大量的热量,且

35、大部分水化热都是在浇筑的前三天释放,而混凝土是热的不良导体,产生的热量不易散发,内部温度不断上升。而拆模后,表面散热快,温度较低,内外形成温度梯度。内部混凝土热胀产生压应力,外部混凝土产生拉应力。当此拉应力超过此时混凝土的抗拉强度时,便使混凝土产生裂缝开裂。(2)养护条件由于剪力墙养护不足,墙体表面积大水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化相对较小,体积收缩较小,表面收缩变形受到内部混凝土的约束而产生拉应力,引起混凝土表面开裂。(3)拆模时间墙体模板的拆除时间过早,混凝土表面温度急剧变化,产生较大的降温收缩,表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部混凝土温度变化相对较小,受自约束而产

36、生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量较低,因而出现墙体表面较浅范围内的裂缝。另外在室外温差较大的严冬和盛夏,由于混凝土结构不易导热,在结构的顶部和底部常产生温度裂缝。3 剪力墙所受的各种约束出现了上述混凝土材料的温度和收缩应力,如果结构或构件不受约束影响,那么其将自由变形也不会产生裂缝。但实际工程中的剪力墙结构构件受到各种约束的影响,如楼板、剪力墙的暗柱(或明柱)及端墙的约束,地下室侧墙受到地下室顶板和底板的约束。这些约束使得剪力墙结构构件不能自由变形或者跟约束构件的变形不同步(或协调)而导致裂缝的产生。剪力墙裂缝防治措施针对上述裂缝产生的原因,可相应采取以下预防和治理措施。(1)调整混

37、凝土各组分。如采用高标号水泥,减小水泥用量;尽量使用低水化热的水泥;严格控制外加剂的品种及用量;砂宜采用中砂,保证石子级配良好,并严格控制砂石含泥量。(2)拆模及养护。适当延长剪力墙混凝土的拆模时间,并且拆模时不要马上移走模板,而是先让模板拆开一条缝隙作浇水养护用,从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的。特别是预拌混凝土早期水化快,水化热发展快,拌合物保水性强,泌水小,为此,施工过程中应特别注意加强养护环节的管理及防护措施的应用。施工中当混凝土密实后,应尽可能早地覆盖养护,及时喷水,适当延长养护时间,这样,既可以减少内外部温差,又可以保证早期湿养护和后期养护的最佳效果。(3)混凝土中

38、掺加膨胀剂。微膨胀剂由于在一定程度上补偿了收缩应力,能有效减少混凝土收缩裂缝。(4)剪力墙上增开结构小洞。这可能是最有效的方法,通过开洞把长墙变成短墙,减少混凝土收缩变形的约束,使混凝土收缩应力得到释放,从而达到控制墙体裂缝的目的,但必需重新对结构进行计算,确保结构的安全及正常的使用功能。(5)留置后浇带。即先浇注后浇带两侧混凝土,约两个月后当混凝土收缩变形趋于稳定时,再浇筑留缝部位,从而避免因收缩应力而出现裂缝。(6)在剪力墙中部设置暗梁(或设置顶部暗圈梁)。这样贯穿性裂缝只能裂到梁底,而不至裂到楼面板底,可有效减小有害裂缝的长度。(7)调整水平钢筋配筋方案。将剪力墙水平钢筋置于竖向钢筋外侧

39、,有效减小了混凝土保护层厚度,增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。(8)增加抗收缩钢筋。遵循配筋细而密可抵抗收缩应力的原则,适当增加水平钢筋的配筋率、减小钢筋直径而缩小配筋间距。另外在对剪力墙造成约束的结构构件与其连接处增设钢筋对裂缝亦能起到一定的抑制作用。(9)裂缝补强治理措施。当裂缝不能自我愈合,且长期存在会给结构构件带来耐久性、安全性和建筑使用功能等方面的影响而必须给予治理时,可待裂缝发展稳定后,针对不同大小的裂缝采取相应的有关治理措施。编辑本段计算方法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

40、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。连肢墙 连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

41、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。其计算判断过程是由整体参数来判断的有关计算方法有那些注意的问题,希望大家展开讨论. 还有个比较重要而且需要进一步理解的概念是:协同工作原理 基本的原理是这样的: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

42、,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 RE。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

43、虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数编辑本段构成及其编号为表达清楚、简便,剪力墙可视为由剪力墙柱、剪力墙身、剪力墙梁三类构成。编号规定:将剪力墙柱、剪力墙身、剪力墙梁(简称为墙柱、墙身、墙梁)三类构件分别编号。墙柱编号墙柱类型代号序号约束边缘暗柱YAZXX约束边缘端柱YDZXX约束边缘翼墙(柱)YYZXX约束边缘转角墙(柱)YJZXX构造边缘端柱GDZXX构造边缘暗柱GAZXX构造边缘翼墙(柱)GYZXX构造边缘转角墙(柱)GJZXX非边缘暗柱AZXX扶壁柱FBZXX编辑本段墙身编号:QXX(X排)由墙身代号、序号以及墙身所配置的水平与竖向分不钢筋的排数组成,其中,排数注写在括号内。墙梁编号墙

44、梁类型代号序号连梁(无交叉暗撑及无交叉钢筋)LLXX连梁(有交叉暗撑)LL(JC)XX连梁(有交叉钢筋)LL(JG)XX暗梁ALXX边框梁BKLXX编辑本段剪力墙与承重墙比较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。剪刀梯是一种比较常用的楼梯类型。现在做高层住宅,18层以上的高层住宅每个单元需要两个楼梯间作逃生通道。一般为了节省面积,减少公摊面积与投资,会做成剪刀梯的形式。剪刀梯的一般做法有:1、中间分隔墙做梁,梁支承于两边梯梁上,分隔墙采用砌块砌筑,楼梯梯板按单向板支承于梯梁上,这样

45、受力明确,施工也较为简单,但若楼梯间进深较大,则分隔墙梁跨度较大,需要的高度较高,可能影响建筑净高(关联着梯梁高度);2、中间分隔墙做混凝土墙,楼梯梯板单向支承于两边混凝土墙上,这种情况下,梯梁较小(因为只支承平台板),节约混凝土和钢筋,但是需要在两边混凝土墙上预留斜向插筋,施工较为麻烦且施工质量不容易保证;3、再一种是中间分隔墙做混凝土墙,楼梯梯板仍按单向支承在两边梯梁上,这样做,分隔墙可仅按构造处理,施工较为简便。对第三种方法,有的设计人员认为,因为混凝土墙总高度较高,又没有和楼梯进行拉结,在地震作用下会丧失稳定,其实大可不必担心,因为毕竟每层的梯板(斜板)已经形成侧面的约束,而且由于不于主体拉结,分担的地震作用较小,不会因此而遭到破坏。各地应该因地制宜来采取适合的设计和施工方法,尽量做到经济节约,技术合理。剪力墙设计图欣赏(4张)

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