剪力墻
剪力墻是房間工程中的重要結(jié)構(gòu)部件,一般采用鋼筋混凝土制成。合宜的布置對剪力墻而言十分重要,今天我們總結(jié)了剪力墻的布置要點,一起來看吧。
布置要點
01墻肢宜對齊布置,避免錯位
剪力墻構(gòu)件作為高層剪力墻結(jié)構(gòu)主要的抗側(cè)移構(gòu)件,進行結(jié)構(gòu)設計時應充分發(fā)揮墻肢間的聯(lián)動效用,盡量減少墻肢獨立抵抗水平作用的情況。因此進行結(jié)構(gòu)布置時,同一方向的墻肢宜均勻?qū)R布置,在平面上形成多道聯(lián)肢剪力墻協(xié)同工作。
02剪力墻應均勻布置,并適當加強邊緣位置的墻肢
剪力墻作為高層建筑的豎向承重構(gòu)件,均勻布置是減少墻肢間軸向壓力差異,避免因受力不均導致基礎(chǔ)不均勻沉降的有效途徑。此外,建筑結(jié)構(gòu)在滿足承受豎向荷載和結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的需要外,還應具有一定的抗扭轉(zhuǎn)剛度。實踐經(jīng)驗表明,加強結(jié)構(gòu)平面兩個方向邊緣部位的抗側(cè)移構(gòu)件是增強結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)剛度,減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應最有效的方法。具體設計過程中,結(jié)構(gòu)工程師可通過適當加強周邊剪力墻以及外圈梁來調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度中心與結(jié)構(gòu)平面幾何中心以及質(zhì)量中心的相對位置,盡量做到“三心”重合的理想效果。
03合理確定墻肢長度,減少短肢墻和超長墻
短肢剪力墻是指截面寬度不大于 300mm,截面高寬比在4~8之間的剪力墻。由于短肢剪力墻的延性較差,且構(gòu)造要求高,鋼筋用量較大,經(jīng)濟性較差,結(jié)構(gòu)布置時應盡量避免使用短肢剪力墻。
超長墻是指墻肢長度大于 8m 或單片墻肢承受該方向的水平地震剪力大于樓層總剪力 30%的剪力墻。墻肢長度過長,剛度過大,該墻肢承受的地震作用力也會相對集中。結(jié)構(gòu)中如果存在超長墻,發(fā)生超烈度地震時該部分墻肢將會由于承受巨大的地震力首先破壞,由于其他墻肢的承載力相對較弱,容易造成剪力墻被各個擊破的破壞現(xiàn)象,最終導致整個結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。故進行剪力墻結(jié)構(gòu)布置時應盡量使得各墻肢的剛度相近,避免出現(xiàn)超長墻。
04優(yōu)先布置L形、T形墻,少用一字墻
L形、T形等剪力墻因墻肢端部的翼墻起到扶壁作用,穩(wěn)定性較好,同時剪力墻面外方向的框架梁搭接在翼墻上,鋼筋錨固長度容易滿足,對框架梁具有較好的錨固作用,故結(jié)構(gòu)設計時宜優(yōu)先采用。但從節(jié)材設計的角度考慮,L形、T形等形式的翼墻長度不宜過長,滿足相關(guān)規(guī)范的基本要求即可。一字墻因其面外穩(wěn)定性較差,且對于住宅類高層剪力墻結(jié)構(gòu),墻厚往往受限,若結(jié)構(gòu)底部墻肢的軸壓比較大或面外單邊搭接框架梁,則墻肢在地震作用下容易發(fā)生失穩(wěn)破壞,故設計過程中宜盡量少用一字剪力墻。
05剪力墻結(jié)構(gòu)平均重度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)
工程設計中最常見的高層剪力墻住宅項目(采用輕質(zhì)隔墻材料),其平均重度規(guī)律一般如下。
(1)6度設防地區(qū):20層為13.0KN/㎡;30層為14.0KN/㎡;40層為15.0kN/㎡。
(2)7度設防地區(qū):20層為14.0KN/㎡;30層為15.0KN/㎡;40層為16.0kN/㎡。
(3)8度設防地區(qū):20層為15.0KN/㎡;30層為16.0KN/㎡;40層為17.0kN/㎡。
戶型較小,隔墻較多時平均重度將偏大;戶型較大,隔墻較少時平均重度將偏小。
若SATWE計算結(jié)果中平均重度與上述規(guī)律相差超過10%時,應到PMCAD“②平面荷載顯示校核”仔細校核荷載輸入是否正確。當計算結(jié)果中平均重度偏大時,一般可能是荷載輸入偏大或重復輸入線荷載;當計算結(jié)果中平均重度偏小時,一般可能是荷載輸入遺漏。
06框架 - 剪力墻的傾覆力矩的合適范圍
要使框架-剪力墻成為具有二道防線的有機組合結(jié)構(gòu)體系,就應該合理布置布置和設計剪力墻和框架,使得剛度特征值處于合理范圍1~2.5。根據(jù)相關(guān)研究和設計實踐,當剛度特征值處于合理范圍1~2.5時 ,地震作用下最大樓層位移角的樓層高度約為0.6H左右,對于20層高的建筑框架部分承受的傾覆彎矩為40%左右,對于30層高的建筑框架部分承受的傾覆彎矩為30%左右,對于40層高的建筑框架部分承受的傾覆彎矩為20%左右,此時框架-剪力墻設計最為合理,協(xié)同工作最有效,結(jié)構(gòu)造價最為經(jīng)濟。