高层剪力墙结构设计有哪些要点

赵近 | 被浏览 8年以前 |

我来帮他解答

还可以输入9000文字

    3条回答

    • Lin_4987 2015-12-22 16:05

        1 高层建筑结构的受力分析
        建筑结构通常主要是受到来自于垂直与横向两个方向的外力。多层建筑由于其高宽比较小,平面的尺寸较大,结构的高度较低,并且结构受到地震作用和风荷载作用也很小,因此在多层建筑的设计中主要是考虑如何来抵抗其垂直的荷载。然而随着建筑物高度的不断增加,其受力特点也同样在逐步地产生变化,而在设计时则主要考虑垂直荷载、横向荷载、结构展延性以及侧向移动等方面。
        1.1 垂直荷载
        通常高层建筑物的垂直荷载都较大,并会在柱中产生相当的垂直应力,以此来影响连续框架梁的弯矩,而且同时还会影响预制构件的下料长度。所以必须考虑其垂直荷载对其轴向变形的影响,从而对其下料长度作出相应的调整。
        1.2 横向荷载
        对于高层建筑来说,其在一定高度范围内的垂直荷载基本上是固定的,但是包括来自地震作用与风荷载作用的横向荷载值,则会随着建筑结构动力特性的区别而导致较大的影响和变化。
        1.3 结构延性
        与多层建筑相比,高层建筑的结构在碰到地震作用时,其所发生的变形就会大得多。为了保证建筑在其塑性的变形阶段当中仍能具备较强的变形能力,就必须在结构的设计中采取相应措施来保证其结构展延性。
        1.4 侧向移动
        对于结构侧向移动的控制是在高层建筑结构设计中的关键所在。而且随着其建筑高度的逐渐增加,在横向荷载作用下的结构侧移变形就会随其建筑高度的增加而迅速增大。针对高层建筑的这一特征,其在横向荷载的作用下产生的侧移就必须进行严格的控制。
        2 高层建筑混凝土剪力墙的结构设计
        高层建筑结构中主要受力的构件包括框架梁、柱、楼板和剪力墙。其中作为垂直构件的混凝土剪力墙是其提供结构刚度的第一构件,它在高层建筑当中承受结构的绝大部分横向荷载和垂直荷载。而当高层建筑的受力结构主体全部由剪力墙构件来构成时,就形成了通常所说的剪力墙结构。在剪力墙结构中单肢的剪力墙承担了所有的横向荷载和垂直荷载。混凝土剪力墙结构是一种较为优良的结构体系,属于刚性结构,其刚度和强度都比较高并且具备一定的展延性,传力也均匀直接,有不错的抗倒塌能力和较高的整体性。高层建筑混凝土剪力墙的结构设计应从下述几个方面来考虑。
        2.1 合理的结构布置
        所有民用建筑的结构布置都应尽可能遵循简洁、规则的原则,保证结构的质心与刚心相一致,而对于剪力墙结构来说,剪力墙的方案布置、墙肢的长短等均应合理。因为底部框架——剪力墙结构中的剪力墙属于低矮墙,且其抗剪刚度相对较大,所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长,就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象,甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则,且墙片不宜过长,墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式,而应尽可能采用“一”字平面形式。同时还应控制好剪力墙的最大间距,以满足规范的要求。纵向剪力墙还应在外纵轴布置好开窗洞的剪力墙,这样就能大大增强其横向抗倾覆的能力,以避免边柱产生过大的拉力和压力。
        2.2 建筑高度和层数要求
        根据资料和研究证明,随着楼层数的增加,剪力墙结构的震害将会加剧,所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度和层数有着严格的限值要求。其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度,对于半地下室结构则从室内地面算起,而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。
        2.3 抗震要求
        根据历史上地震的记录及其分析研究,之所以底层框架——剪力墙结构会产生严重的破坏,究其原因就在于其上部刚度和底层刚度之比太过于悬殊。因而导致当地震集中作用到底层时,就会因为底层刚度较上部结构要小得多而造成底层弹塑性的明显且突出的集中变形的现象。所以控制上部刚度和底层刚度之比是非常关键的。对于不同的抗震设防烈度,抗震要求也有一定的区别。
        2.4 底层框架柱布置
        如果剪力墙结构的底层是全框架的结构形式,那么在其内柱X、Y向轴线的砌体墙中均应设置构造柱或者框架柱,且其底部全框架结构的柱距不宜太大,一般要求控制在到八米以内,而且每根框架梁上最多只能设置一道非落地的剪力墙。从使用功能来讲,通常底部全框架结构的民用建筑大部分为商住楼,而该跨对应的上部结构即可分割成两个开间,无论上部结构是用作办公还是住宅,该跨所对应的上部结构开间的尺寸都能够达到填充砌体结构所能达到的功能,以此来控制每根框架梁上部仅设置一道非落地墙。与此同时考虑到大框架梁的梁高一般控制在梁跨的八分之一到五分之一,而如果柱距过大,就会使得梁截面及其配筋率出现超限,而且增加上部结构非落地墙的数量也会使这种现象趋于严重。
        2.5 过渡层的设计
        对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构,比如底层框架剪力墙结构,其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大,且其受力也最不利。除此之外,由于在垂直均匀荷载的作用下,过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者者压剪的应力状态,而一旦有横向荷载作用时,过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明,在垂直和反复横向荷载的作用下,过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法,当其托梁的高跨比或者者垂直荷载较小时,就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力,从而降低结构抗震的安全可靠性。因此过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱,以形成类框架体系,从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力,并大大增加其展延性以及耗能能力。
        2.6 连梁设计
        剪力墙的连梁是一件耗能构件,因此它的剪切破坏将对抗震不利,并会使结构的延性大大降低。在设计过程中就要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。所以切忌人为来加大连梁的纵筋,这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求,也不能单纯地认为加大箍筋就一定能保证其强剪弱弯的要求。因为当连梁不能满足其截面控制条件时,一味盲目地增加箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。而连梁截面的抗剪计算中,对于那些跨高比大于2.5的连梁,应注意将其剪力设计值乘以增大系数。
        2.7 长墙肢的处理
        高层建筑剪力墙的结构还必须具备足够的展延性,特别是对于呈高细形状的剪力墙(即高宽比超过二)而言,就具有较好的展延性和弯曲破坏的属性,从而能够很好地避免发生脆性剪切破坏。然而在墙肢长度比较长的情况中,为了满足其每个墙段的高宽比都超过二,就可以采取开洞的方式来将长墙分割成为独立的、小而均匀的墙段。此外,当其墙段的长度较小时,因受弯而导致产生裂缝的宽度也比较小,这样就可以充分地发挥出剪力墙墙体配筋的作用。另外对于剪力墙结构当中存在的不多的长度超过八米的剪力墙长墙肢而言,在理论计算当中其楼层的剪力绝大部分都是由这些剪力墙的长墙肢来承担。因此在发生地震尤其是超烈度的强震时,这些长墙肢就是最容易遭到破坏的。而短墙肢则会因没有足够多的配筋,从而使整个墙面的结构遭到全面的破坏。为了避免这种不利的现象发生,因此对于大于八米的长墙肢,可以通过以下两种方法来处理:
        2.7.1 采取开施工洞,也就是在施工的过程当中于墙上留洞,而混凝土结构完成时再砌筑填充墙体,从而将长墙肢分隔成为短墙肢。
        2.7.2 采取开计算洞,也就是在进行结构设计PK计算的过程中假设有洞,而在绘制施工图时却不留洞,从而通过这种特殊的计算方式来加强其它的短墙肢的配筋。对于这种方法而言一般适合用作地下室外墙等不允许开施工洞的长墙肢。

      0 评论

    • AN拉勾勾 2015-12-21 13:39

      高层剪力墙结构设计要点
      1、悬挑部位应采取降低结构自重的措施;
      2、悬挑部位结构宜采用冗余度较高的结构形式;
      3、结构内力和位移计算中,悬挑部位的楼层宜考虑楼板平面内的变形;
      4、7度或8度抗震设计时,悬挑结构应考虑竖向地震的影响;
      5、抗震设计时,悬挑结构的关键构件以及与之相邻的主体结构关键构件的抗震等级宜提高一级;
      6、在预估的罕遇地震作用下,悬挑结构关键构件的承载力应符合不屈服的要求。
      并且悬挑结构上下层楼板承受着较大的面内作用,在结构分析时应考虑楼板面内的变形,分析模型应包含竖向振动的质量,保证分析结果可以反映结构的竖向振动反应。

      0 评论

    • xiaoping123 2015-12-20 20:06

      按房屋建筑结构分类
      钢结构 是指承重的主要构件是用钢材料建造的,包括悬索结构。
      钢、钢筋混凝土结构 是指承重的主要构件是用钢、钢筋混凝土建造的。
      钢筋混凝土结构 是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。 混合结构 是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。
      砖木结构 是指承重的主要构件是用砖、木材建造的。如一幢房屋是木制房架、砖墙、木柱建造的。
      其他结构 是指凡不属于上述结构的房屋都归此类。如竹结构、砖拱结构、窑洞等。
      框剪结构与框架结构的主要区别就是多了剪力墙,框架结构的竖向刚度不强,高层或超高层的框架结构建筑更是如此!为了解决这个问题故使用剪力墙.你可以去了框架结构,
      框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
      框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。
      1。框架-剪力墙结构,出称为框剪结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。
      2。框剪结构的变形是剪弯型。众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。
      3。水平荷载主要由剪力墙来承受。从受力特点看,由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用下,一般情况下,约80%以上用剪力墙来承担。因此,使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力,沿高度分布比样均匀,各层梁柱的弯矩比较接近,有利于减小梁柱规格,便于施工。

      0 评论

    相关问题

    • 1 回答
      • 钢结构加固方法有哪些?
      • 烈焰_5169 回答:钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,也可采用其他的加固方法。经鉴定需要加固的钢结构,根据损害范围一般分为局部加固和全面加固。以上内容湖南银河钢构提供,希望对您有所帮助。
      • 钢结构防火涂料有哪些 钢结构 钢结构防火漆 6天以前
    • 1 回答
      • 钢结构厂房有哪些加固的难点?
      • 烈焰_5169 回答:钢结构厂房加固的难点主要包括以下几个方面: 1. 施工条件复杂:旧钢结构厂房通常存在空间狭小、设备繁多、交叉作业等问题,给施工带来了较大的难度。 2. 结构鉴定困难:旧钢结构厂房的结构类型和历史维修情况可能存在不确定性,给结构鉴定和加固方案的制定带来一定的难度。 3. 构件修复困难:由于钢结构厂房的构件往往存在变形、开
      • 钢结构厂房造价 钢结构防火涂料有哪些 钢结构 6天以前
    • 1 回答
      • 钢结构建筑实施加固的方法有哪些?
      • 烈焰_5169 回答:现在的建筑物的结构类型有很多,混泥土结构、框架结构和钢结构等,这些都是常见的一些建筑结构来的。钢结构建筑现在也越来越流行,很多高层建筑都是采用钢结构,这就说明了钢结构的整体刚度好、抵抗变形能力强。那么钢结构是如何实施加固的呢?。钢结构加固的主要方法有;减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、
      • 钢结构防火涂料有哪些 钢结构 钢结构防火漆 6天以前
    • 1 回答
      • 钢结构厂房有没有必要加固?
      • 烈焰_5169 回答:在当今工业快速发展的时代,钢结构厂房因其建造速度快、强度高、造型灵活等特点,已成为许多企业的首选。然而,随着时间的推移,钢结构厂房面临着各种潜在的安全隐患,如锈蚀、连接松动、结构变形等。因此,对钢结构厂房进行加固显得尤为重要。 首先,我们来看看钢结构厂房加固的重要性。钢结构厂房在长期使用过程中,受到环境、荷载、工艺
      • 钢结构厂房造价 钢结构 钢结构防火漆 8天以前

    手机设计本

    随时提问题,随意赏美图

    设计本官方微信

    扫描二维码,即刻与本本亲密互 动,还有更多美图等你来看!

    关注我们

    免责声明:本网站部分内容由用户自行上传,如权利人发现存在误传其作品情形,请及时与本站联系。