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。
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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?
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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:
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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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三、剪力墙结构底部加强部位
剪力墙结构的塑性铰一般在底部,抗震设计时,为保证出现塑性铰后剪力墙具有足够的延性,应对剪力墙底部进行加强。
剪力墙结构底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10 二者的较大值。底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起;当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时,底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。
四、短肢剪力墙结构的有关规定
由于短肢剪力墙抗震性能较差,在地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的结构。B 级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9 度的A 级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。(具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。)当采用具有较多短肢剪力墙时,应符合下列规定:
1)在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;
2)其最大适用高度应比“A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度”中的剪力墙结构的最大适用高度规定值适当降低,且7度、8度()和8度()时分别不应大于100m、8