文档介绍：第6章剪力墙结构设计
高层建筑混凝土结构设计
在剪力墙结构中,平面布置宜简单、规则,宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置剪力墙,形成空间结构,两个方向的侧向刚度不宜相差过大。
由于剪力墙结构的抗侧移刚度及承载力均较大,对于一般高层建筑结构,为充分利用剪力墙的刚度及承载力,减轻结构重量、增大室内空间,在保证结构刚度足够的前提下,剪力墙不必布置过密,可将适当部位的室内分隔墙采用楼面梁及轻质填充墙来扩大剪力墙间距(见下图),或采用短肢剪力墙结构。
楼面梁及填充墙
取代剪力墙示意
一、结构布置
《混凝土异型柱结构技术规程》JGJ149-2006
:截面几何形状为L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱为异型柱。
所谓短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4 但不大
于8 的剪力墙。
当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4 时,
宜按框架柱进行截面设计。
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当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应控制剪力墙平面外的弯矩。
剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对很小,一般情况下并不考虑墙的平面外的刚度及承载力。当梁高较大(大于2倍墙厚)时,梁端弯矩对墙平面外的安全不利,因此,当剪力墙与其平面外相交的楼面梁刚接时,应当采取以下措施中的一个措施,减小梁端部弯矩对墙的不利影响:
1)沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙,抵抗该墙肢平面外弯矩,墙的厚度不宜小于梁的宽度;
2)当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时,宜在墙与梁相交处设置扶壁柱,其宽度不应小于梁宽,扶壁柱应按计算确定截面及配筋;
3)当不能设置扶壁柱时,应在墙与梁相交处设置暗柱,暗柱的截面高度可取墙的厚度、截面宽度可取梁宽加2 倍墙厚,并应按计算确定配筋。楼面梁水平钢筋伸入剪力墙的长度应符合钢筋锚固要求(详见《高规》);
4)必要时,剪力墙内可(根据计算)设置型钢。
另外,对截面较小的楼面梁也可设计为铰接或半刚接,减小墙肢平面外弯矩。铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅或梁变截面来实现,此时应相应加大梁跨中弯矩。
楼面梁不宜支承在剪力墙的连梁上。
3
楼面梁伸出墙面形成梁头
1—楼面梁;2—剪力墙;3—楼面梁钢筋锚固水平投影长度
建筑师和用户能接受吗?
4
剪力墙宜自下到上连续布置,避免刚度突变。
剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙易于设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。因此,对于较长的剪力墙,宜开设洞口将其分成长度较为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱连梁(其跨高比宜大于6)连接,使其可近似认为分成了独立墙段,每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不宜小于3 。
此外,当墙段长度过长时,受弯后产生的裂缝宽度会较大,墙体的配筋容易拉断,因此,墙段长度(即墙肢截面高度)不宜大于8m。
例如:
5
当无法避免,必须采用叠合错洞墙时,
可采用其他轻质材料填充,将叠合错洞转化
为规则洞口;或采用有限元法进行细致分析
并在洞口周边采取加强措施。
图中阴影部分为填充墙。
当必须采用错洞墙时,
墙洞口错开距离不小于
2m,使洞口之间形成明确
的墙肢。
二、剪力墙上开洞的有关规定
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;宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置。
:两端与剪力墙
在平面内相连的梁。
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剪力墙厚度除需满足上述最小厚度要求外,为保证剪力墙出平面的刚度及稳定还应由验算墙体的稳定。
一、二级剪力墙,底部加强部位不应小于200mm,其他部位不应小于160mm;无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙,底部加强部位不应小于220mm,其他部位不应小于180mm;
三、四级剪力墙,不应小于160mm;无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙,底部加强部位尚不应小于180mm;
非抗震设计时不应小于160mm;
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。
式中q为作用于墙顶的等效竖向均布荷载设计值;t为剪力墙墙肢截面厚度,l0为墙肢的计算高度(详见《高规》附录D)。
剪力墙的最小厚度及混凝土强度等级
一、剪力墙的最小厚度
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按一、二级抗震等级设计的剪力墙厚度≥层高,且≥160;对于底部
加强部位应≥层高,且≥200。
按三、四级抗震等级设计的剪力墙厚度≥层高,且≥160;对于底部
加强部位应≥层高,且≥160。
非抗震设计的剪力墙厚度≥层高,且≥160。
层高:一般指楼层高。对共享空间无楼板处的层高,指共享空间的高度,此时应与横向约束长度比较,取小值。
设计时可由下列要求对剪力墙的厚度进行初