淺析高層建筑剪力墻設計工藝

1、<p>　　淺析高層建筑剪力墻設計工藝</p><p>　　摘要: 本文闡述了高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設計的基本內(nèi)容，然后重點分析了現(xiàn)代高層建筑最常用剪力墻設計工藝。 </p><p>　　關(guān)鍵詞: 剪力墻；轉(zhuǎn)換層；設計工藝 </p><p>　　Abstract: This paper introduces the basic content of shear

2、 wall structure in high-rise building design, and then focus on the analysis of the modern high-rise buildings are the most commonly used shear wall design process. </p><p>　　Key words: shear wall; transitio

3、n layer; design process </p><p>　　中圖分類號:TU398+.2文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　一、剪力墻的設計內(nèi)容 </p><p>　　剪力墻以其良好的抗側(cè)移能力、靈活的空間布置，良好的建筑使用空間，在高層住宅類建筑中廣泛使用。以剪力墻為豎向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)包括純剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框支剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒

4、結(jié)構(gòu)，分析剪力墻的設計是實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)體系的基礎。短肢剪力墻屬于特殊的剪力墻，其構(gòu)造要求較高，適用于建筑受限制、框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求不能滿足的情況。 </p><p>　　剪力墻通常被設計成壓彎構(gòu)件，單片剪力墻的高寬比不宜過小，剪力墻的設計包括剪力墻的布置、墻肢和連梁的設計、轉(zhuǎn)換構(gòu)件的分析、以及結(jié)構(gòu)體系的力學合理性和經(jīng)濟性。本文對規(guī)范構(gòu)造要求[1]之外的剪力墻力學性能和經(jīng)濟性能做綜合分析。 </p>&

5、lt;p>　　二、剪力墻的設計工藝 </p><p><b>　　1、設計步驟 </b></p><p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)的設計包括：剪力墻布置，梁布置，豎向構(gòu)件的混凝土強度等級的確定，細化附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件。剪力墻的布置和梁布置通常情況下可以用標準層來確定，主要是確定質(zhì)心和剛心是否重合、標準層的梁截面，結(jié)構(gòu)平面布置確定后進行整體分析。 </p><

6、p><b>　　2、設計工藝 </b></p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)選型 </b></p><p>　　剪力墻的布置影響到結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，其包括剪力墻的形狀尺寸、數(shù)量和平面布置。 </p><p>　　剪力墻的形狀通常為矩形、L形、T形、I形[2]。同等矩形截面的穩(wěn)定性較差、若形成短肢墻其軸壓比控制更嚴格、構(gòu)

7、造配筋量更大，從配筋量和對整體結(jié)構(gòu)剛度貢獻來講L形截面是較好的，單從邊緣構(gòu)件的配筋來分析結(jié)構(gòu)應該減少墻肢的數(shù)量，避免墻肢長度大于600mm。 </p><p>　　剪力墻的數(shù)量可以通過軸壓比估算。墻肢的軸壓比是指重力荷載代表值作用下墻肢承受的軸壓力設計值與墻肢的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值[1]。確定混凝土的強度等級，以及規(guī)范規(guī)定的墻肢軸壓比限值，估算墻肢承受軸壓力設計值即可估算出剪力墻的合理截

8、面積。 </p><p>　　剪力墻的平面布置。剪力墻應沿縱橫兩個方向布置，每個方向剪力墻均勻、周邊布置。剪力墻的數(shù)量決定結(jié)構(gòu)的抗剪抗彎能力，剪力墻均勻布置可以使各墻肢軸壓比接近，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)承載力，剪力墻沿周邊布置結(jié)構(gòu)的抗扭剛度較大。 </p><p><b>　?。?）連粱設計 </b></p><p>　　連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)的耗能構(gòu)件構(gòu)件，

9、聯(lián)肢剪力墻連梁內(nèi)力最大值多出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)1/3高的位置[3]，連梁剪跨比小，延性很差易剪壞，所以在結(jié)構(gòu)設計時，要注意提高連梁的延性。提高連梁延性的主要措施是控制連梁的剪壓比，即控制連梁的受彎鋼筋，加強箍筋構(gòu)造。 </p><p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁的受力與兩端的墻肢剛度有關(guān)。圖1a為一實際工程剪力墻墻肢與連梁的模型，調(diào)整剪力墻Q2的截面高度分析LLa的剪力如圖1b，LLa的彎矩變化規(guī)律同剪力。 </p>

10、<p>　　(a)墻肢連梁計算簡圖 (b)墻肢剛度-剪力關(guān)系圖 </p><p>　　圖1 墻肢剛度對連梁的影響 </p><p>　　分析以上原因發(fā)現(xiàn)，水平荷載作用下連梁承受了較大剪力，隨著剪力墻Q2截面高度h的變小LLa的剪力逐漸增大，當剪力墻Q2的剛度與LLa接近時隨著剪力墻Q2截面高度h的變小Lla的剪力逐漸減小，即成了框架剪力墻結(jié)構(gòu)?？梢姾侠淼募袅Σ贾檬窃谶B梁兩端

11、墻肢剛度接近，此時連梁受力較小。 </p><p>　　（3）框支剪力墻的設計 </p><p>　　轉(zhuǎn)換梁與上部剪力墻和下部框支柱軸線居中布置，可避免轉(zhuǎn)換梁受扭，沿轉(zhuǎn)換梁垂直方向設置構(gòu)造梁，可平衡剪力墻平面外的彎矩，減小樓板應力。 </p><p>　　框支剪力墻轉(zhuǎn)換梁上一層的不落地剪力墻內(nèi)力突變分析，在豎向荷載作用下尤其明顯。圖2a為一實際工程框支剪力墻的模型，

12、調(diào)整LLa的截面尺寸分析Q2的剪力如圖2b。 </p><p>　　(a)框支剪力墻計算簡圖 (b)梁剛度-墻肢剪力關(guān)系圖 </p><p>　　圖2 框支剪力墻墻肢內(nèi)力分析 </p><p>　　分析以上原因發(fā)現(xiàn)，Q2的剪力墻內(nèi)力是由于變形不協(xié)調(diào)引起的，轉(zhuǎn)換梁在剪力墻傳來的豎向荷載作用下，將產(chǎn)生撓度，剪力墻Q2的a、b節(jié)點有一個相對沉降差，c、d節(jié)點有個向右的變形

13、，即兩片Q2發(fā)生倒V形變形，Lla剛度越大，抑制Q2的變形也明顯，導致墻肢剪力變大。STAWE采用剛性樓板假定，倒A形的頂部水平變形被限制，導致梁頂剪力墻變形不協(xié)調(diào)，從而產(chǎn)生巨大的內(nèi)力突變。合理的結(jié)構(gòu)可以在保證結(jié)構(gòu)整體剛度的情況下弱化LLa，同時加強其所在樓層板的配筋，提高結(jié)構(gòu)的變形能力。 </p><p><b>　　三、結(jié)論 </b></p><p>　　隨著社會

14、的發(fā)展經(jīng)濟水平的提高，剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗側(cè)剛度大能有效地減少側(cè)移且具有較好的抗震性能因而被廣泛應用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中所以，掌握好剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點，把握好剪力墻結(jié)構(gòu)設計的基本原則，建筑的結(jié)構(gòu)設計就會更加安全適用可靠經(jīng)濟。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]中華人民共和國行業(yè)標準，高層建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[M]，JGJ3-2