短肢剪力墙结构.docx

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资源描述
1 短肢剪力墙的特点及其与异形柱的区别对于1216层的小高层建筑结构,采用既可以保证结构的刚度、位移,又可以使室内空间方正合理。所以短肢剪力墙结构得以普遍应用。短肢剪力墙的受力、变形特征,类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,则传基础荷载更均匀、合理。1)短肢墙与异形柱的区别截面尺寸:柱:H/B 3;(单肢)异形柱:H/B 5;(一般柱肢数两肢)短肢剪力墙:5 H/B 8。(不限)当有大于两肢的短肢墙或异形柱时,尽管各肢的长宽比符合要求,也宜按墙输入、设计。2 短肢剪力墙结构的界定方法规 程相关规定:高规第7.1.2条规定了高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙 与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并且应符合一系列规定。第7.1.3条规定了B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑,不 应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的定义:(1)短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为58的剪力墙;(2)高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构;(3)短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的必要条件:抗震设计时,短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的 50%。短肢剪力墙结构的下限:当短肢墙较少时,如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的 15% 40%,则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定,用户可以灵活掌握。B级高度高层建筑和 9度抗震设计的 A级高度高层建筑,即使置筒体,也不能采用。其最大适用高度比高规表4.2.2-1中剪力墙结构的规定值适当降低,且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m。如果在剪力墙结构中,只有个别小墙肢,不应看成短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。短肢剪力墙结构,其首先应是全剪力墙结构。短肢剪力墙结构中,应有足够的长肢剪力墙。如果把短肢墙看成异形柱,则短肢剪力墙结构可以认为呈框剪结构的变形特征。当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后,才能在软件“总信息”参数的结构体系中,定义结构为“短肢剪力墙结构”。当采用壳元模型时,应加细单元的划分。(宜把默认的2改为1)短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元(TAT)可能更合适。因短肢墙的模型更符合薄壁杆元模型,采用壳元则有单元划分不细的问题。3 短肢剪力墙结构的设计短肢墙与异形柱的设计区别:异形柱:轴压比(按框架柱)、刚度(梁考虑刚域)、配筋(双偏压)、构造(按异形柱规程)。短肢墙:轴压比(按剪力墙)、刚度(墙输入、采用壳元或薄壁杆元)、配筋(按剪力墙)、构造(按高规的短肢墙构造)。弱 短肢剪力墙(截面高厚之比小于5的墙肢):高规7.2.5条文规定了不宜采用墙肢截面高度与厚度之比小于为5的剪力墙;当其小于5时,其在重力荷载代表值 作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一级(9度)、一级(7、8度)、二级、三级时分别不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。短墙(截面高度之比不大于3的墙肢) :高规7.2.5条文和抗震规范6.4.9条文规定剪力墙的截面高度与厚度之比不大于3时,应按柱的要求进行设计,底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%,其它部位不应小于1.0%,箍筋应沿全高加密。总结短肢剪力墙结构的抗震加强抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。抗震设计时,各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1。抗震设计时,除底部加强部位应按高规7.2.10条调整剪力设计值外,其它各层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。抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%。短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。7度和8度抗震设计时,短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。高规7.2.1条文规定了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。4 短肢剪力墙结构与转换层结构的混合设计讨论混合的结构类型,给设计来混淆,虽然不提倡,但是实际工程确实不时遇到。典型案例:下部是转换层结构,上部是短肢剪力墙结构。该结构类型的判断基于以下方面:短肢墙被下部托梁抬起,上下不连续,结构整体变形特征不符合短肢剪力墙(框剪)结构的形式。控制短肢剪力墙结构的倾覆弯矩失去依据,因为要求短肢墙上下连续,且下部短肢墙所占倾覆弯矩小于50%,此时所要求的“下部”已经失去。在加强区,“复杂高层结构”的设计要比“短肢剪力墙”结构严得多。结构的薄弱部位也是在底部转换层区,所以这类结构应该按“复杂高层结构”来设计。转换层上部剪力墙应按框支剪力墙结构的要求,设置加强钢筋。对于非加强区部位的短肢墙设计,可以参考“短肢剪力墙结构”的要求,适当加强构造。当然,也可以按短肢剪力墙结构设计的要求设计。总结:下部转换层上部短肢剪力墙结构,其加强区应按框支剪力墙结构的要求设计。非加强区没有特殊要求也可以按复杂高层设计,有特殊要求,可以按短肢剪力墙结构设计加强。结构的位移控制、转换层强制薄弱层、转换梁、框支柱、配筋构造等等,均应按“复杂高层结构”控制、设计。高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨 2005-08-12 09:44:52 | 作者: CAT 高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨作者:范波 李富强时间:2004-08-10摘要: 在众多短肢剪力墙结构与异形柱框架的试验资料与工程实践基础上,论述了这两种结构形式的受力特点,并分析了各自的结构计算、构造的相关问题。 关键词: 高层 剪力墙 异形柱 随 着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空 间的要求。于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即“短肢剪力墙结构”和“异形柱 框架结构”型式。这两种新的结构由于在很大程度上克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点,受到了建筑师的肯定,更得到了住户与房开商的欢迎,为此,本文对 这两种新的高层住宅结构型式的受力特点、结构分析及构造要求进行阐述。1 短肢剪力墙结构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%来解决,按强剪弱 弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。2 异形柱结构异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙,常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。这种结构的特点是:由于截面的这种特殊性,使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异; 对于长柱(H/h4)可以不考虑剪切变形的影响,控制轴压比较小时,受力明确,变形能力较好。而对短柱(H/h54.2m时,则墙厚需要320350mm,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).070.1%要大多了,和国外的配筋率0.10.25%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4555m.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: 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。 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。 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。 目前混凝土的收缩量不断增大,已由80年代的一般收缩量300上升到400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。 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。 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 结构施工图中梁编号的误区很多人在绘制梁平法施工图的时候都有点迷惑,两端与柱相连的叫KL,两端与剪力墙水平相连的叫LL,两端与主梁相连的叫L,这大家都知道,那么除此之外 呢?一端和柱相接,一端和主梁相接的叫什么呢?一端和剪力墙平行接,一端和剪力墙垂直相接的叫什么呢?是不是概念有点模糊了?今天在这里我给大家总结一 下。首先有个概念需解释一下,框架梁也好,次梁也好,连梁也好,最大的区别体现在地震时水平抗震力从一个竖向抗侧构件到另一个竖向抗侧构件的传递模式上的区别:1.两端与柱相接-框架梁。框架梁的两端都是固结,可以在水平地震荷载下传递剪力,框架梁的水平地震荷载下的剪力是二端大,中间为0,故框架梁有箍筋加密区,中间部分箍筋不用加密。2.两端与主梁相接-次梁。次梁的两端都是铰接,次梁相接的不是竖向抗侧构件,因此不传递水平地震荷载下的剪力。所以次梁不用设置箍筋加密区。3.两端都和剪力墙水平相接-这种情况分2种(按高规JGJ3-2002中7.1.8条规定):a) 跨高比5,且剪力墙长度能满足梁纵筋锚入墙内的长度LaE,且600mm-连梁。跨 高比5是要求连梁有足够的刚度,不只在联肢墙内部传递剪力,还要平衡两端剪力墙的弯曲应力,连梁的箍筋要求是按同等级的框架梁加密箍的要求,沿梁全长加 密箍筋。此种连梁在外墙窗洞处应用较多,特别是结构体形扭转不规则的情况,为了满足结构抗扭刚度或避免外墙在扭转变位较大时,外墙砌体与混凝土梁产生错位 裂缝,一般窗下墙也采用混凝土整浇,与楼面以下、窗洞以上部分一起形成一道深梁,按普通住宅层高2.8m,窗高1.5m考虑,此深梁高度有1.3m,其刚 度相当大。此种连梁若不按剪力墙洞口输入,则计算误差会很大。b)跨高比5-框架梁。由于PKPM对连梁的定义是两端与剪力墙相交的梁,当连梁的跨高比5时,其受力机理类似于框架梁(高规7.1.8条)。第 一种情况连梁应按剪力墙洞口输入(在SATWE里是用和剪力墙相同的壳元来模拟),否则会导致(1)结构刚度失真;(2)连梁受力模式不正确。虽然 PKPM说程序已采用了变形协调方程来解决梁和墙接触面的变形问题,但计算结果仍然相差很大。第二种情况连梁应按主梁输入并定义其为框架梁。4.一端与竖向抗侧构件相连,一端与梁相接-次梁。5.一端与框架柱相连,一端与剪力墙平行相连-框架梁。6.一端与框架柱相连,一端与剪力墙垂直相连-框架梁。剪力墙也有平面外刚度,可以近似看做一个长扁柱,按照新高规JGJ3-2002 中7.1.7条的要求,应控制剪力墙的平面外弯距,应至少采用下面的一个措施:1)沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙;2)在梁与墙相交处设置扶壁柱;3)不能设置扶壁柱时,应设置暗柱,并按计算配筋。注:当剪力墙厚度较小,梁与剪力墙垂直相交时,梁端纵筋的水平锚固长度0.4Lae可能不满足,此时可采用减小纵筋直径同时加大纵筋根数,或是采用机械锚固来满足要求。7.一端与剪力墙水平相连,一端与剪力墙垂直相连-框架梁。8.两端都和剪力墙垂直相接-框架梁(构造同6)。剪力墙结构小高层结构设计应注意的几个概念性问题1.剪力墙、短肢剪力墙、抗震等级剪力墙:平面长度8倍平面宽度短肢剪力墙:平面长度是平面宽度的58倍注:平面长度是平面宽度5倍以下的按柱子设计。由于新规范规定短肢剪力墙在抗震区其抗震等级应提高一级采用,这样会给我们搞设计的带来一系列棘手的问题!A.墙厚的确定:不同抗震等级在底部加强区或非加强区的取值不同(如:二级抗震,底部加强区为无支长度的1/16),这样一来可能同一层楼会出现不同墙厚,这通常是建筑专业所不能接受的!B.剪力墙与短肢剪力墙的比例:由于要适应建筑,两者均需存在!规范只说筒体或剪力墙要承担的底部总倾覆力矩的50%以上.这一点我至今还没找到计算结果有哪个文件能定量证明!Q0.20文件说的只是框架剪力墙结构柱和墙间的事!我问过建研院,他们就说是Q0.20!c.计算参数设置问题:不同抗震等级构件,地震剪力调整系数不同!即使抗震等级对,剪力墙和短肢剪力墙两种体系在PKPM软件中放大参数仍有不同!建研院的人说的!鬼才清楚!d.造价问题:这可能是各种问题的综合体现,也是最大的问题!短肢剪力墙抗震等级高一级,墙厚一些,几乎全都是边缘构件!即使按规范规定的最小配筋率也大 于一般抗震墙!但一般剪力墙较长,如若太多,构造钢筋也不得了!高手可能就从这里体现出来的!这还和户型、楼总高度有紧密联系!为避免以上麻烦事,我的总结是:a.1114层的小高层应尽量先布置一般长墙,810倍宽度长即可,不能太长。这样仅有23个边缘构件,其余均为构造抗震墙!抗震等级也不会提高!b.小部分短肢剪力墙厚度按未提高一级前的抗震等级计算取与一般墙同宽(当然不能差太远)!以后可单独验算其稳定性,验算方法见高规附录!C.计算时,不用在SATWE的特殊构件定义选项中挨个定义短肢的抗震等级!只把结构体系选为短肢剪力墙即可.程序会自动将短肢剪力墙的抗震等级提高一级!抗震等级选项中应选未提高的抗震等级!d.根据推理,1114层,3040M高的小高层剪力墙结构一般构造配筋即可,若你的计算结果配筋很大,或个别特大,你应该考虑重新布置方案!至于纯短肢剪力墙结构,估计做到1824层较划算!2.计算风载(尤其在水平力由风载控制的地区)应扣除地下室部分!即风载起算高度不能是基顶而是室外地平!这点很多人不容易注意,查查你的风载计算文件,看地下室那层是否为零?3.回填土的嵌固作用需要打折!输个-1表示不嵌固!4.在计算结果计算简图的柱子的配筋数据中,箍筋配筋面积数据表示的是考虑体积配率后的一个方向上柱子截面配箍量,而不是柱子的全截面配箍量,这个要错了就等着跳楼吧!不过你要是平时懒惯了,让程序帮你先生成配筋图再用到是不用担心这一点! 剪力墙结构设计要点由于经常会涉及到墙体的开洞加固,这篇文章为大家更好的理解剪力墙会有好处。整 体规定 A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时,应专门研究 (说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度) B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度抗震时,按本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时,应专门研究 结构的最大高宽比: A级高度非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4 B级高度非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响; 其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响 考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.91.0 平面规则检查,需满足: 扭转: A级高度 B级高度、混合结构高层、复杂高层 楼板: 有效楼板宽 该层楼板典型宽度的50 开洞面积 该层楼面面积的30 无较大的楼层错层 凹凸: 平面凹进的一侧尺寸 相应投影方向总尺寸的30 竖向规则检查,需满足: 侧向刚度: 除顶层外,局部收进的水平向尺寸 相邻下一层的25 楼层承载力:A级高度抗侧力结构的层间受剪承载力 (宜) 相邻上一层的80 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力 (应) 相邻上一层的65 B级高度抗侧力结构的层间受剪承载力 (应) 相邻上一层的75 (说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和) 竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递 水平位移验算: 多遇地震作用下的最大层间位移角 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角 1/120 舒适度要求: 高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最大加速度限值为:住宅、公寓 0.15 m/s2,办公、旅馆 0.25 m/s2 伸缩缝 1. 最大间距:现浇 45m,装配 65m 2. 可适当放宽最大间距的条件: 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率 顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层 每隔3040m留出后浇带,带宽8001000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带砼两个月之后浇灌 顶部楼层改用刚度较小的结构形式,或顶部设局部温度缝,将结构划分为长度较短的区段 采用收缩较小的水泥,减少水泥用量,砼中加入适宜的外加剂 提高每层楼板的构造配筋率,或采用部分预应力混凝土 防震缝 1. 最小宽度:按框架结构的50取用,但不宜小于70mm。 框架结构防震缝最小宽度规定为:高度15m的部分,70mm;超过15m的部分,6度、7度、8度、9度相应每增加高度5m、4m、3m、2m,缝宽加 宽20mm 2. 缝两侧结构体系不同时,按不利情况确定 缝两侧房屋高度不同时,按较低房屋高度确定 3. 缝沿房屋全高设置,地下室和基础可不设,但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接 4. 相邻结构基础存在较大沉降差时,宜加宽防震缝 墙 体布置 宜双向布置,尤其是抗震时应避免单向布置 门窗洞口宜上下对齐,成列布置。一、二、三级抗震时,底部加强部位不宜采用错洞墙,且所有部位不宜采用叠合错洞墙 墙肢长度不宜超过8m,且墙段总高与墙肢高度之比应大于2。当墙肢较长时宜开设洞口,各墙段间设置弱连梁 应避免楼面梁垂直支承在无翼墙的剪力墙的端部(审查要点3.6.3 / 6) 当墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应至少采取以下一种措施: 一般剪力墙的底部加强部位高度的取值: (说明:当有地下室时,墙肢总高度应从地上一层(首层)算起,但底部加强部位应额外加上地下室的高度) 截 面设计 构件截面长边与短边之比大于4时,宜按墙的要求进行设计(砼规10.5.1) 矩形截面独立墙肢的长度与厚度之比不宜小于5 当其比值小于5时其在重力荷载代表值作用下的轴压比限值,当一、二级抗震时,应较正常墙肢的相应值减0.1,三级抗震时为0.6 当其比值不大于3时宜按框架柱进行设计,但纵向钢筋的最小配筋率不变,且箍筋宜沿全高加密 双肢剪力墙的抗震设计中,墙肢不宜出现小偏拉,当任一墙肢出现大偏拉时,两墙肢均应将弯矩设计值和剪力设计值乘以1.25的增大系数 (说明:剪力墙墙肢不同受力状态的延性优劣 小偏拉 大偏拉 小偏压 大偏压) 剪力墙截面设计的内容:平面内的斜截面受剪、偏压或偏拉、平面外轴心受压 在集中荷载作用下,墙内宜设置暗柱,并注明暗柱纵筋的连接方式,无暗柱时应进行局部受压承载力验算 一级抗震时,墙体的水平施工缝处宜进行抗滑移验算 截面厚度 一、二级抗震时,底部加强部位 其他部位 (砼规11.7.9 / 1)补充:当墙端无端柱或翼墙时, 层高的1/12 三、四级抗震时,底部加强部位 其他部位 非抗震时, 当不能满足上述要求时,应进行墙体的稳定计算(高规附录D) 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。 截面尺寸还应符合受剪要求 剪力墙的厚度不宜小于楼层高度的1/25(砼规10.5.2) 轴压比限值 一般剪力墙 底部加强部位三级抗震无规定、二级抗震0.6、一级(7、8度)抗震0.5、一级(9度)抗震0.4 其他部位无规定 短肢剪力墙 各部位统一规定为三级抗震0.7、二级抗震0.6、一级抗震0.5,一字形墙应各降低0.1 砼强度等级 C20,带筒体和短肢剪力墙的结构C25 截面配筋 竖向和水平钢筋不应单排设置:截面厚度hw 400 时,可双排配筋; 400 截面厚度hw 700 时,宜三排配筋; 截面厚度hw 700 时,宜四排配筋 短肢剪力墙的全部纵向配筋率底部加强部位 1.2 ;其他部位 1.0 端部纵筋 墙肢每端的竖向钢筋不宜少于412或216,该处对应的拉筋直径不小于6mm(间距250mm)(砼规10.5.8) 非抗震设计时,剪力墙端部构造配置不少于412的纵筋,沿纵筋配置不少于直径6mm、间距250mm的拉筋(高规7.2.17/5)同上条 纵筋搭接长度: laE 和 la(抗震和非抗震) 竖向和水平分布钢筋 一般剪力墙: 最小配筋率: 一、二、三级抗震时,0.25 ;四级和非抗震设计时,0.20 间距: 300mm;直径: 8mm,但 墙肢厚度的1/10 以下特殊部位的剪力墙的分布钢筋应加强,最小配筋率不应小于0.25,间距不应大于200mm 房屋顶层剪力墙 长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙 端开间的纵向剪力墙 端山墙 温度、收缩应力较大的部位,剪力墙水平和竖向分布钢筋应适当加强(砼规10.5.9) 水平分布钢筋搭接 搭接接头间距:同排水平分布筋搭接接头之间的水平净距 500mm 上、下相邻水平分布筋搭接接头之间的垂直净距 500mm 搭接长度: 1.2 laE 和 1.2 la(抗震和非抗震) 竖向分布钢筋搭接 搭接接头间距:可在同一高度搭接 搭接长度: 1.2 laE 和 1.2 la(抗震和非抗震) 拉筋 间距不应大于600mm,直径不应小于6mm(一般取为6600) 底部加强部位,约束边缘构件以外的拉筋间距应适当加密(一般取为6400) 构造边缘构件阴影区域内拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍(砼规11.7.16) 边缘构件 约束边缘构件的设置范围:一、二级抗震的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部 构造边缘构件的设置范围:一、二级抗震的剪力墙其他部位的墙肢端部 三、四级和非抗震设计的剪力墙全部部位的墙肢端部 在设置约束边缘构件的范围内,若墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于下述的规定值,可按构造边缘构件设置(抗震规范6.4.6/1)(砼 规11.7.4) 一级抗震(9度)0.1、一级抗震(8度)0.2、二级抗震0.3 约束边缘构件 剪力墙的约束边缘构件 配箍特征值v按下表取用,约束边缘构件的长度lc取下表数值、1.5 bw和450mm的最大值 项目 一级(9度) 一级(7、8度) 二级 v 0.20 0.20 0.20 lc(暗柱) 0.25 hw 0.20 hw 0.20 hw lc(翼墙或端柱) 0.20 hw 0.15 hw 0.15 hw (说明: ,hw为剪力墙墙肢长度) 当有端柱、翼墙或转角墙时,lc (翼墙厚度300mm)或(端柱沿墙肢方向截面高度300mm)(砼规11.7.5 / 1) 翼墙长度不得小于其厚度的3倍,端柱截面边长不得小于墙厚的2倍,否则视为无翼墙或无端柱 竖向钢筋的配筋范围不应小于图中阴影面积,一、二级抗震时分别不应小于616和614,且分别不应小于阴影面积的1.2和1.0 (一般来说,端部纵筋配置在阴影范围内,阴影范围之外、lc范围之内部分的纵筋按竖向分布钢筋配置) v要求的箍筋范围为图中阴影所示,箍筋直径不应小于8mm,一、二级抗震时,箍筋间距分别不应大于100mm和150mm 构造边缘构件 剪 力墙的构造边缘构件 构造边缘构件的范围见上图,最小配筋率应符合下表规定 底部加强部位 其他部位 抗震等级 纵向钢筋最小用量(取较大值) 箍筋 纵向钢筋最小用量(取较大值) 箍筋 最小直径(mm) 最大间距(mm) 最小直径(mm) 最大间距(mm) 一级 0.008Ac,614 8 150 二级 0.006Ac,612 8 200 三级 0.005Ac,412 6 150 0.004Ac,412 6 200 四级 0.005Ac,412 6 200 0.004Ac,412 6 250 箍筋的无支长度不应大于300mm,拉筋水平间距不应大于纵筋的2倍 (当拉筋隔一拉一时,纵筋间距150mm;当每道纵筋均设拉筋时,纵筋间距一般均可满足要求300mm) 当墙端部为端柱时,端柱的纵筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置 连梁 跨高比大于5时,按框架梁设计 楼面主梁不宜支承在连梁上 连梁可作刚度折减,折减系数不低于0.5 连梁应进行斜截面抗剪承载力计算,当连梁截面尺寸不满足抗剪要求(超筋)时,可如下处理 1. 减小连梁截面高度 2. 可对连梁进行内力调幅,以降低剪力设计值。此法应尽量避免,且调幅范围应当限值,因为连梁已经进行了刚度折减 3. 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢按两次计算所得的较大 内力进行配筋设计 纵筋设置: 1. 规范未规定纵筋的最小配筋率,可参照同一级框架梁的要求,但纵筋在保证受弯承载力的前提下,应越小越好,以使连梁在地震作用下尽早屈服、耗散能量,形成抗 震的第一道防线 2. 洞口上、下两边的连梁内纵筋面积不宜小于被洞口截断的水平分布筋面积的一半,且2根,12mm(砼规10.5.8) 箍筋设置: 1. 抗震设计时,连梁箍筋沿全长的构造按框架梁端加密区箍筋的构造要求采用 2. 洞口连梁全长配箍:直径6mm,间距150(砼规10.5.14) 3. 顶层连梁的纵向钢筋锚固范围内,应设置箍筋(抗震规范6.4.11),箍筋直径与该连梁的箍筋相同,但间距不宜大于150mm 腰筋设置: 1. 连梁范围内,墙体的水平分布筋应作为连梁的腰筋拉通连续配置 (一般情况下,连梁腰筋即为墙体水平分布筋) 2. 连梁截面高度大于700mm时,两侧腰筋的直径不小于10mm,间距不应大于200mm 3. 连梁跨高比不大于2.5时,两侧腰筋的面积配筋率不应小于0.3 4. 腰筋置于连梁箍筋的外侧(00G101) 一、二级抗震,且连梁跨高比2、墙厚200时,连梁内除普通箍筋外,宜另设斜向交叉构造钢筋(抗震规范6.4.10),其直径不小于12mm,斜 筋应按受拉钢筋的锚固长度要求锚入墙内 开洞、错洞 当剪力墙面开有各边长小于800mm的非连续小洞口,且整体计算中不考虑其影响时,洞口四周可不另设加强钢筋,应将被洞口截断的墙内分布钢筋分别集中配置 在洞口四边,且钢筋直径不应小于12mm 剪力墙面内边长小于300mm的洞口要按要求预留 穿过连梁的管道宜预埋套管,洞口上下的有效高度 ,且洞口处宜补强钢筋,单侧补强214 连梁被洞口削弱的截面应进行承载力验算 楼板开大洞削弱后,如下措施予以加强: 1. 加厚洞口附近楼板,提高楼板配筋率,双层双向布筋,加配斜向钢筋 2. 洞口边缘设边梁、暗梁 3. 楼板洞口角部配置斜向钢筋 短肢 剪力墙特殊规定 定义:墙肢截面高度与厚度之比为58 截面厚度不小于200mm 最大适用高度应比一般剪力墙结构的规定值适当降低,且不应大于100m(7度抗震)和60m(8度抗震) 短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大于总力矩的50 抗震等级应比一般剪力墙提高一级采用 7、8度抗震时,宜设置翼缘,且一字形短肢墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁 不应适用于B级高度和9度抗震的A级高度 楼盖 高度超过50m时,宜采用现浇楼盖 现浇楼盖砼强度宜在C20C40之间,板厚可按跨度的1/351/45采用 施 工图绘制 地上和地下部分,剪力墙的水平分布筋均在竖向分布筋之外侧 洞口错开时,宜将连梁锚入暗柱内,形成暗框架 设计说明: 1. 剪力墙的底部加强区的范围 2. 剪力墙的拉筋为6600,底部加强区为6400 3. 转角窗(阳台)的窗下填充墙,在转角处设置构造柱,并增设水平配筋腰带与两侧剪力墙端连接,构造柱配筋按框架柱构造要求 他山之石 应避免将大梁穿过较大房间,住宅中严禁梁穿房间 设有转角窗(阳台)的高层住宅剪力墙结构不宜再设置跃层单元 B级高度和9级抗震的A级高度的高层建筑在角部剪力墙体上开设转角窗(阳台)应慎重,需进行专门研究 非抗震设计和7、8、9度抗震设计的A级高度的高层建筑,在设置转角窗(阳台)时,宜如下处理 1. 转角处沿窗线设置挑梁并相交 2. 靠窗边的墙端暗柱配筋加强,尤其是箍筋加强,必要时暗柱可按约束边缘构件配筋,或在建筑允许的情况下,靠窗边的墙端设端(壁)柱 3. 板内设斜向暗梁(或直接设斜向拉结筋),以连接窗边两墙体, 或在建筑允许的情况下,直接设斜向连梁 4. 将该房间的楼板加厚,双向双层配筋加强 5. 转角窗窗下墙体设置构造柱,并增设水平配筋腰带与两侧构造柱连接 6. 窗边两道墙体应尽量避免一字形墙、短肢墙,并控制轴压比 长宽比小于2的连梁的受剪承载力较低,宜避免采用 结构总体参数控制意义、方法、及注意事项1 刚度比的控制 A 控制意义: 新规范要求结构各层之间的刚度比,并根据刚度比对地震力进行放大,。 新规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等,都要求有层刚度作为依据, 直观的来说,
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