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剪力墙结构的分类及特点

文章出处:http://www.fyjianliqiang.com 作者:方圆模具 人气:发表时间:2020-10-13

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  文章首先简要分析了剪力墙结构的分类及特点,并在此基础上对建筑工程中剪力墙结构的设计思路及其相关技术进行论述。期望通过本文的能够对建筑整体稳定性及抗震性能的提升有所帮助。
 

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  关键词:建筑;剪力墙;设计;技术

  1剪力墙结构的分类及特点

  1.1剪力墙的分类

  剪力墙是建筑结构中承受地震、风荷载引起的水平荷载,以及重力引起的竖向荷载的墙体,其作用在于防止建筑结构遭受剪切破坏,保证建筑结构的稳定性。剪力墙可分为以下几种类型:

  1.1.1按照形状分类,剪力墙可分为平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙可增加结构的强度、刚度和抗倒塌能力,适用于钢筋混凝土框架结构、无梁楼盖、升板结构等;筒体剪力墙均为现浇钢筋混凝土墙体,可承受较大的水平荷载,适用于高层建筑、悬吊结构、高耸结构等。

  1.1.2按照受力特点分类,剪力墙可分为承重墙和抗震墙。承重墙主要承受重力带来的竖向荷载,如砌体墙;抗震墙主要承受由地震作用产生的水平荷载,此类剪力墙一般设计在抗震设防区。

  1.1.3按照结构材料分类,剪力墙可分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、配筋砌块剪力墙。在现有的建筑工程中,钢筋混凝土剪力墙是最为常见的剪力墙形式。

  1.2剪力墙的特点

  剪力墙采取先进的施工工艺,可以节省砌筑填充墙所耗用的材料,有利于加快施工速度、简化施工工序;剪力墙结构稳定、刚度大、整体性好,在长期受水平荷载的作用下,只会产生较小的侧向变形;剪力墙的抗震能力强,承重能力有很大富裕,即使在地震的作用下出现墙体开裂现象,也能够将承载能力维持在临界承载力以上。同时,剪力墙结构设计了多道防线,包括连梁、墙肢等。在发生地震时,连梁作为第一道防线可抵抗和消耗地震带来的水平荷载,在连梁遭受破坏后,墙肢可继续抵抗地震力,将建筑物的破坏程度降至最低。

  2建筑工程中剪力墙结构的设计思路及其相关技术

  2.1内力与位移计算

  在建筑工程中,剪力墙属于一种空间结构体系,其一般都是由竖向、纵向的剪力墙及楼板组合而成。由于该结构体系的物理力学非常复杂,故此,在水平荷载的前提下,为进一步简化计算步骤,通常会对该结构进行如下假设:一是假定建筑楼盖平面内的刚度无限大,而平面外的刚度在计算时则忽略不计;二是假定每一片剪力墙面内的刚度较大,墙面外的刚度则忽略不计;三是假定水平荷载的作用点与结构刚度的中心重合,且结构本身不会出现扭转。在基于上述假设的前提下,为使计算过程更加简化,可对荷载进行以下处理:即将作用在结构上的荷载划分为三种荷载组合,分别为均布荷载、倒三角形分布荷载以及顶点集中荷载,并按等效刚度对每一片剪力墙的荷载进行分配,随后再对剪力墙中的连梁及墙肢内力与位移进行计算。由于剪力墙结构的截面类型较多,如工字型、T型、L型等,为确保计算结果与实际情况相符,在对剪力墙结构的内力与位移进行计算的过程中,一般需要重点考虑纵向和横向剪力墙的共同工作,此时,可将纵墙或是横墙的一部分作为横墙或是纵墙的有效翼墙。

  2.1.1内力计算。对于建筑结构而言,楼层的水平力在各个抗侧力结构之间的分配应当按照位移协调的原则进行确定,鉴于此,水平力在各片剪力墙间的分配主要与其侧移刚度有关。在三种荷载的作用下,剪力墙的等效刚度如式(1):

  2.4墙肢构造技术

  2.4.1截面厚度。剪力墙的截面厚度要满足墙体稳定性的要求,根据现行规程规定:在进行非抗震设计时,墙体截面厚度要≥160mm;在进行一、二级剪力墙的抗震设计时,要适当加强结构底部厚度,保证底部能够承受最大弯矩。底部墙厚要≥200mm,且根据实际建筑工程的具体情况,不得小于墙肢长度或层高的1/16;其他部位的墙厚要≥160mm,且根据实际建筑工程的具体情况,不得小于墙肢长度或层高的1/20;若剪力墙结构为无端柱或翼墙的一字型结构时,底部墙厚要≥220mm,且不得小于层高的1/12;在进行三、四级抗震设计时,底部墙厚要≥160mm,且不得小于高层或墙肢长度的1/20。其他部位的墙厚要≥160mm,且不得小于高层或墙肢长度的1/25。

  2.4.2底部加强。在进行剪力墙结构设计时,要将剪力墙底部可能出现塑性铰的高度范围作为底部加强部位,并采取有效的措施,以加强剪力墙的抗震构造,提高剪力墙承载能力,增大剪力墙的弹塑性变形能力,从而提升剪力墙的抗震能力。根据现行规范规定,剪力墙底部加强部位的高度要以地下室顶板为起算点,取底部两层层高或墙肢竖向总高度的1/10,或两者之中的较大值。如果剪力墙结构的嵌固端在地下一层底板以下,那么应将嵌固端也纳入到底部加强部位。在剪力墙结构的抗震设计时,当剪力墙的底部加强部位及上一层的墙肢端部超过限值范围,则必须沿着墙肢方向设置约束边缘构件,并且保证约束边缘构件的各种特征值均符合规范要求,具体包括:箍筋直径≥8mm,在一级、二级剪力墙的抗震设计时,箍筋间距应分别超过100mm和150mm。

  结论

  综上所述,本文在对剪力墙结构的分类及特点进行分析的基础上,论述了建筑工程中剪力墙结构的设计思路及其相关技术。在剪力墙结构的设计中,内力与位移的计算以及截面设计是关键,同时要合理选择轴压比,并采取有效的墙肢构造技术,这样才能使剪力墙结构更加合理。

  参考文献:

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  [2]宁曙伟.刍议建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].中华民居(下旬刊).2014(8).

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  [5]曹彬.李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构.2013(22).

本文来源:http://www.fyjianliqiang.com/gongsi/181.html

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