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剪力墙设计

发布时间: 2021-02-05 19:22:19

『壹』 剪力墙设计

一.剪力墙设计中的基本概念

1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。

2.剪力墙结构中,墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力,弯矩,剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下

剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。

联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。

壁式框架:当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端带有刚域的变截面杆件,在内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。

综上所述,设计剪力墙时,应根据各型墙体的特点,不同的受力特征,墙体内力分布状态并结合其破坏形态,合理地考虑设计配筋和构造措施。

4.墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析,求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值:即①剪力墙之间的间距;②门窗洞口之间的翼缘宽度;③墙肢总高度的1/10;④剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。

5.为了保证墙体的稳定性及便于施工,使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力,规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应≥160mm,底部加强区宜≥200mm,三、四级抗震等级时应≥140mm,竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。

以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂,但实际应用到工程设计中,施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别,追究原因,许多是与具体的构造处理有关,因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。

二.剪力墙的边缘构造
1.结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差;计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性;因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性,还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙(柱)、转角墙(柱),也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。

2.对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱,有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱,而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱(翼墙柱)的截面取值也出现了以下三种不同尺寸,因此造成配筋的差别很大,甚至相同的资料由于出版的时间不同,对规范的理解也有所不同。

3.从2002年开始实施的建筑结构规范,根据结构类型及受力状况,对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘,按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。

“抗规”GB50011-2001规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件;但对于一般抗震墙结构(除部分框支墙外)当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架-剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值;但根据混凝土规范11.7.14条笔者理解框架-剪力墙不受一、二抗震等级限制,凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时,框剪结构、框支结构
三.剪力墙结构的厚度和配筋问题
1. 根据抗震规范6.1.2条规定,8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级;按6.4.1条要求剪力墙底 部加强部位墙厚一、二级抗震等级时不宜小于200mm,且不小于层高的1/16,其他部位不小于160mm,当墙端头
无翼墙或暗柱时不应小于层高的1/12。以上规定目的是为防止因墙体平面外刚度过小,稳定性差,容易在偏心荷载作用下压屈失稳,但这些规定对于八度地震区的多层及低高层剪力墙结构显得不够合理。例如5~15层的剪 力墙结构,一般墙肢在重力荷载代表值作用下轴压比都小于0.2,电算结果墙体往往只需要构造配筋,但只因底 部功能要求3.9m层高,墙厚就得240mm,若业主要求室内视野开阔,不设外纵墙,横墙朝外端头不允许带翼墙或 端柱时,当层高3>5~4.2m时,则墙厚需要320~350mm,显然不合理。所以像这样的特殊情况的低多层建筑不应要 求死扣规范,而通过采用概念设计分析,控制墙肢轴压比,进行墙体截面条件、强度和稳定性验算并在构造上 适当加强暗柱或配筋,保证其整体性连接等措施,是可以使墙厚减小的。
2. 墙体的配筋率,目前在“砼规”11.7.11条文强制规定在一、二、三级抗震等级的剪力墙中,竖向和水 平分布筋的最小配筋率均不应小于0.25%;部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率不应小于0.3%;这配筋率比其在 80年代前的配筋率).07~0.1%要大多了,和国外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接轨,这在高层或者较长的剪力 墙结构中应该是合理的,但对于低矮、短小的剪力墙值得探讨。
墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏,同时起到抵抗温度应力防止 砼出现裂缝,设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加,特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏 感部位宜适当增加。但对于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。
墙的竖向钢筋主要起抗弯作用,目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋;但配筋时所取的 配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋,笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中 的钢筋,墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≦300mm,也应该注意防止 竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度,对抗震不利。
四.剪力墙结构的超长问题
1. 混凝土规范9.1.1条规定现浇混凝土剪力墙结构的温度伸缩缝最大间距当在室内或土中时为45m,露天时 为30m;而现浇框架剪力墙或框架核心筒结构的伸缩缝间距可取45~55m.规范的这一规定显然与现今建筑的体量越 来越大但功能又要求不设缝发生矛盾;因此目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定,也造成了设计 人员在设计中遇到超长结构时的胆量越来越大。笔者认为今后当剪力墙结构超长时,应该慎重处理为好,过长 时应该尽量设置温度伸缩缝,宜较严格遵守规范规定的限值,理由如下:
①. 剪力墙结构刚度大,受温差影响大,混凝土的收缩、徐变产生的变形大,墙体对楼面、屋面产生的约 束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝,其主 要原因就在此。
②. 剪力墙结构多用于商品住房和公寓,使用状况复杂,一旦私人购买的房子出现裂缝,虽然没有安全问 题,但处理起来问题多,难度大,社会影响大。
③. 混凝土结构受温度或收缩徐变的影响与众多因素有关;而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂,混凝 土收缩大,约束应力积聚也大,施工工艺及管理也难控制,环境影响使用变化难于判断,因此更难于解决混凝 土收缩变形时,在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。
④. 目前混凝土的收缩量不断增大,已由80年代的一般收缩量300με上升到400με以上,因此使混凝土用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。
⑤. 目前随着市场形势的变化,大部分工程要赶工加班,质量难保证,为赶工混凝土中水泥用量普遍增大,使混凝土收缩量增大,加上由于混凝土强度的提高,使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生,使结构出现裂缝的因素增多。
⑥. 普遍使用商品混凝土泵送施工,为了泵送,增大水泥用量,减少了中粗骨料含量和骨料粒径,加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量,增加产生裂缝的因素。
综上所述,今后在处理超长结构时,特别是处理超长的剪力墙结构时要特别慎重;当发生实在由于建筑使 用功能要求不允许超长建筑设永久缝时,建议采用对结剪力墙设计的注意事项:房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm,当板内预埋暗管时不宜小于100mm;顶层楼板厚度不宜小于120mm,宜双层双向配筋;转换层楼板应符合本规程第10章的有关规定;普通地下室顶板厚度不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜低于C30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。

.2 截面设计及构造
7.2.1 剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20;带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25。
7.2.2 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求:
1 按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16,且不应小于200mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20,且不应小于160mm。当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时,其底部加强部位截面厚度尚不应小于层高的1/12;其他部位尚不应小于层高的1/15,且不应小于180mm;
2 按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20,且不应小于160mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25,且不应小于160mm;
3 非抗震设计的剪力墙,其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25,且不应小于160mm;
4 当墙厚不能满足本条第1、2、3款的要求时,应按本规程附录D计算墙体的稳定;
5 剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm;
6 剪力墙的受剪截面应符合下列要求:
7.2.3 高层建筑剪力墙中竖向和水平分布钢筋,不应采用单排配筋。当剪力墙截面厚度bw不大于400mm时,可采用双排配筋;当bw大于400mm,但不大于700mm时,宜采用三排配筋;当bw大于700mm时,宜采用四排配筋。受力钢筋可均匀分布成数排。各排分布钢筋之间的拉接筋间距不应大于600mm,直径不应小于6mm,在底部加强部位,约束边缘构件以外的拉接筋间距尚应适当加密。
7.2.4 钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在集中荷载作用下,墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算。
7.2.5 矩形截面独立墙肢的截面高度hw不宜小于截面厚度bw的5倍;当hw/bw小于5时,其在重力荷载代表值作用下的轴压力设计值的轴压比,一、二级时不宜大于本规程表7.2.14的限值减0.1,三级时不宜大于0.6;当hw/bw不大于3时,宜按框架柱进行截面设计,底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%,一般部位不应小于1.0%,箍筋宜沿墙肢全高加密。
7.2.6 一级抗震等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值,应符合下列规定:
1 底部加强部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计算值采用;
2 其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的1.2倍采用。
7.2.7 抗震设计的双肢剪力墙中,墙肢不宜出现小偏心受拉;当任一墙肢大偏心受拉时,另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.25。

『贰』 剪力墙有哪几种类型在房屋设计中应如何布置

一、剪力墙根据有无洞口、洞口的大小和位置以及形状等可分为四类,即整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
(1)整截面墙,指没有洞口的实体墙或洞口很小的剪力墙,其受力状态如同竖向悬臂构件。当剪力墙高宽比较大时,受弯变形后截面仍保持平面,法向应力呈线性分布,
(2)整体小开口墙,指洞口稍大且成列分布的剪力墙,截面上法向应力稍偏离直线分布,相当于整体弯矩直线分布和墙肢局部弯矩应力的叠加。墙肢的局部弯矩一般不超过总弯矩的15%,且墙肢在大部分楼层没有反弯点。
(3)联肢墙,指洞口更大且成列布置,使连梁刚度比墙肢刚度小得多,连梁中部有反弯点,各墙肢单独作用较显著,可看成若干个单肢剪力墙由连梁联结起来的剪力墙。当开有一列洞口时为双肢墙,当开有多列洞口时为多肢墙。
(4)壁式框架,当洞口宽而大,墙肢宽度相对较小,墙肢刚度与连梁刚度相差不太远时,剪力墙的受力性能与框架结构相类似;其特点是墙肢截面的法向应力分布明显出现局部弯矩,在许多楼层内墙肢有反弯点。
二、剪力墙的布置应符合以下要求:
(1)剪力墙应双向或多向布置,宜拉通对齐,不同方向的剪力墙宜分别联结在一起,避免仅单向有墙的结构布置形式。当剪力墙双向布置且互相联结时,纵墙(横墙)可以作为横墙(纵墙)的翼缘,从而提高其承载力和刚度。
(2)地震区,宣将剪力墙设计成高宽比H/B较大的墙,因为低矮的墙。(H/B<1.5)的破坏属剪切脆性破坏,抗震性能差。因此,当剪力墙较长时,可用楼板(无连梁)或跨高比不小于6的连梁将其分为若干个独立的墙段,每个独立墙段可以是实体墙、整体小开口墙、联肢墙或壁式框架,每个独立的墙段的H/B不宜小于2,且墙肢长度不宜大于8m.当房屋高度不是很大,为使整个剪力墙结构的房屋刚度适当,除抗震等级为一级的结构外,也可采用大部分由短肢剪力墙组成的剪力墙结构,短肢剪力墙是指墙肢截面高度与截面厚度之比为5—8且墙厚不小于200mm的剪力墙,这种剪力墙因高宽比较大,其延性和耗能能力均比普通墙好,因而近年来得到广泛的应用。
(3)错洞墙及洞口布置不合理的剪力墙,受力和抗震性能较差,因此剪力墙的门窗洞口宜上下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和连梁。抗震设计时,一、二、三级抗震等级的剪力墙不宜采用错洞墙,当必须采用错洞墙时,洞口错开距离沿横向及竖向都不宜小于2m.为避免剪力墙墙肢刚度不均匀及墙肢过弱,要求墙肢截面高度与厚度之比不宜小于4.
(4)剪力墙宜自上到下连续布置,不宜突然中断,避免刚度突变。
(5)控制剪力墙平面外的弯矩,当剪力墙与墙平面外方向的楼面梁相连接,且梁高大于墙厚时,可至少采取下列的一个措施:
1)沿梁方向设置与粱相连的剪力墙,以抵抗平面外弯矩。
2)宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。
3)应在墙与粱相交处设置暗柱,并宜按计算确定配筋。
4)当与剪力墙相连的楼面梁为钢梁时,剪力墙内宜设置型钢。

『叁』 装配式建筑中的剪力墙该如何设计

装配式建筑咱们都知道,虽说没有在现实生活中盖过这类的房子,但是一些理论知识还是懂得;尤其是装配式的性能跟长处,更是如此,但是咱们知道装配式建筑中,最重要的剪力墙是如何设计的吗?砖混结构的剪力墙与装配式建筑的剪力墙有何区别?

以上就是装配式建筑中的剪力墙设计方法,大家学会了吗?关注本号,带你走进装配式建筑的世界!

『肆』 纯剪力墙的高层结构设计中,剪力墙的布置有什么原则

剪力墙的位置:1)遵循均匀、分散、对称和周边的原则。 2)剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及楼(电)梯处。4)在平面布置上尽可能均匀、对称,以减小结构扭转。不能对称时,应使结构的刚度中心和质量中心接近。 5)在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚度连续、均匀。6)可布置成单片形(不少于三道,长度不超过8m)、L形、槽形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2。7)洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墙端部或柱边。

(2)剪力墙的间距:为了保证楼(屋)盖的侧向刚度,避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形应控制剪力墙的最大间距。
(3)剪力墙的数量:与结构体型、高度等有关。从抗震性考虑,在一定范围内数量越多越好;从经济性考虑,数量太多会使结构刚度和自重很大,地震力和材料用量增大,造价提高,基础设计困难。因此,剪力墙的数量应适宜,只需满足侧向变形的限值即可。(剪力墙的数量:规范要求剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小于结构总底部地震倾覆力距的50%)

成片的剪力墙最好对称布置,必须遵循“均匀、对称、周边、分散”的原则。因为在地震时全靠它抵抗地震剪力。

『伍』 剪力墙一般是设计在哪些位置,有什么原理

向非专业人士介绍剪力墙就如同“构造课”老师教学生那样,是启蒙回性质,不要很答专业,给学生一个初步完整的识别形象。
这样讲吧:剪力墙结构是高层建筑混凝土结构型式的一种,这种结构型式比框架结构可以建造得更高。它是钢筋混凝土现浇的主要竖向构件,它承受房屋的全部竖向重力荷载和房屋受到的全部水平荷载及地震水平作用。剪力墙不是单一的一种形状的构件,它是由墙身、各种边缘构件、连梁等组成的总体称呼。在平面图上可以看到,纵、横两个方向一段一段有不定间距的、形状不尽相同的实体墙(叫墙肢),在竖向,每片墙肢从基础到房顶连续不断,像是一条下端嵌固的、竖立着的悬臂梁;通常墙肢之间每层有连梁相连;每片墙肢的两侧都有边缘构件,边缘构件与墙身混凝土是一体,只是增加了竖向钢筋和箍筋或拉钩筋。轮廓形象就这通俗的说说吧。

『陆』 建筑设计中的剪力墙标为GQ是什么意思

这个抄是设计自己取的名字,在剪力墙身表中可以查到(或者大样)像经常遇到的消防水池剪力墙-SCQ、人防墙(RFQ),不用太在意它的名字,主要的相对应得构造正确就可以了。标准的编号在03G101-3里面有说明

『柒』 建筑设计,怎么判断户型中哪里设置剪力墙

  1. 剪力墙设来置是用在高层建自筑中的,并不是随便一个住宅都需要设置剪力墙的!

  2. 剪力墙是高层建筑结构中承受房屋重力荷载及房屋受到的水平荷载及地震水平作用的竖向构件;它的设置首先应满足抵抗并传递所有荷载需要;此外,为了服从抗震概念设计思想,必须符合GB50011-2010《建筑抗震设计规范》和JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的各条抗震构造措施相关规定;

  3. 这些相关规定繁多,不可能网上一问一答就解决,否则就不必要有建筑结构师执业岗位、就不存在设计资质管理咯;

  4. 当设计经验不够时,往往要先设置一个初稿,经过计算后,不合适还要调整才可能符合要求。

『捌』 剪力墙有什么要求

顾名思义,当然是起到抗剪作用。以前的老房子大多是砖混结构,后来是框架、框剪的居多。剪力墙设计院根据一定设计规范来确定的。剪力墙为钢筋混凝土结构。

『玖』 剪力墙设计无要求要不要设置拉钩

剪力墙用在剪力墙结构体系,框架剪力墙结构体系,是用在高层建筑结构中。 剪力内墙是利用建筑外墙和内墙容隔墙位置布置的钢筋混凝土结构墙,属于下端固定在基础顶面上的竖向悬臂板。竖向荷载在墙体内主要产生向下的压力,侧向力在强体中产生水平剪力和弯矩,因为这类墙体具有较大的承受水平力(水平剪力)的能力,固被称为剪力墙。 剪力墙的高度一般与整个房屋高度相同,自基础至屋顶。 在立面上剪力墙常常因开门开窗,穿行管道而需要开设洞口,这时应尽量使洞口上下对齐,布置规则,使洞口至强边及相邻洞口之间形成墙肢,上下洞口之间形成梁。规则成列开洞的剪力墙传力简捷,受力明确,受力钢筋容易布置且作用明确,因而经济指标较好。而错洞剪力墙往往受力复杂,洞口角边容易产生明显的应力集中,地震中容易发生震害,钢筋作用得不到充分发挥。建议参考《混凝土结构》一书
所以需要

『拾』 为什么把剪力墙当作柱来设计

请问来谁把剪力墙当作柱来设自计过?什么规范里有这种条文?为什么楼主把一个不存在的当事实提出来问为什么?
剪力墙结构、框架结构各有各的规范计算方法,各有各的规定的基本抗震构造措施。唯一有一种构件——墙肢的边缘端柱,它既要满足墙的基本抗震构造措施,又要满足框架柱的基本抗震构造措施。
但是,没有人说剪力墙可以当作柱来设计!
楼主是不是把11G101-1第62页表里的“小墙肢”的箍筋加密措施就认为是当柱来设计?1、小墙肢并不是剪力墙结构,仅仅是分划的构件名称而已;2、仅仅是采用了柱的箍筋加密措施,完全不等于当框架柱设计。

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