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[摘要]:近年来随着人们对住宅,特别是小高层及多层住宅平面对空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、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。于是经过不断的实践和改进,以剪力墙为基础,并吸取框架的优点,逐步发展形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系,即所谓“短肢剪力墙”结构体系(一般在12层~15层)。短肢剪力墙结构,有利于住宅建筑布置,又可进一步减轻结构自重,应用逐渐广泛。
[关键词]:小高层住宅 建筑 短肢剪力墙
中图分类号:F407.9 文献标识码:F 文章编号:1009-914X(2012)26- 0446 -01
“短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系,只不过是采用较短的剪力墙肢(短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙),而且通常采用T形、L形、]形、+形等。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,应布置茼体(或一般剪力墙),形成“短肢剪力墙—筒体(或一般剪力墙结构体系)”共同抵抗水平力。另外所谓”筒体”就是以楼电梯间所组成的钢筋混凝土核心筒;所谓“一般剪力墙”就是指墙肢截面高度与墙厚之比大于8的剪力墙。
短肢剪力墙的特点:(1)结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向,构件。(2)剪力墙的数量可多可少,剪力墙肢可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。(3)连接各墙的梁亦随墙肢位置而位于间隔墙竖向平面内,属于隐蔽型。(4)由于减少了剪力墙数量,而代之以轻质填充墙,不仅房屋总重量可以减轻,同时也可适当降低结构刚度,使地震作用减小,这不仅对基础设计有利,而且对结构抗震较为有利,同时也可降低工程造价,还可加快施工进度。这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力的需要,将中心竖向交通区处理成为筒体,以承受主要水平力。
短肢剪力墙结构布置:(1)短肢剪力墙应均匀布置,使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙,尽可能做到墙肢上、下对齐、连续,尽量避免洞口错位,与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。(2)每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接,连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘,尽可能避免有一字形短肢剪力墻出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。(3)短肢剪力墙应设计成强墙柱弱连梁的体系。所谓强墙柱,是指墙柱可采用强度等级高的混凝土,加强墙柱配筋;尽可能减少连梁高度,使分配的地震力不至于太大,也使短肢剪力墙体系计算更合理。(4)B级高度高层建筑及9度抗震设计的A级高度高层建筑,不能采用短肢剪力墙结构。(5)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。
短肢剪力墙结构体系计算结果分析、判断和调整:(1)地震作用采用振型分解反应谱法分析,目前住宅建筑设计的平面和立面往往不规则,宜考虑扭转耦联影响。应根据振型有效质量系数是否大于90%来确定振型数。(2)计算地震作用时,其第一周期对短肢剪力墙结构一般应控制在T1=0.04N-0.08N(N为结构计算层数)。(3)剪重比是反映结构承受地震作用大小的指标之一,地震力计算不能偏大,但也不能太小。由于短肢剪力墙本身抵抗地震的能力教差,如果短肢剪力墙分配的地震力太大,很有可能不满足要求。剪重比应满足GB50011-2001建筑抗震设计规范表5.2.5相关规定。(4)轴压比是体现墙肢抵抗重力荷载代表值作用下的能力。抗震设计时,各层短肢剪力墙轴压比抗震等级为一、二、三级时分别不宜大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。(5)在进行短肢剪力墙结构整体设计时,主要是对刚度要求的控制。房屋的层间位移与层高比及质点位移与总高之比等指标规范均有明确的规定。在6度区,当位移角较小时,一般剪力墙结构位移比可适当放宽,短肢剪力墙部分的位移要求应从严控制;同时还应加强顶层设计,在顶层端开间内、外墙处,应考虑温度作用下的变形影响,适当加大顶层墙体的水平及竖向配筋数量。(6)计算时应考虑小塔楼(电梯机房、屋顶水箱)的鞭梢效应。出屋面短肢剪力墙应相应提高其强度和延性。抗震规范第5.2.4条规定,采用底部剪力法时,凸出屋面的塔楼宜乘以增大系数3,此增大系数不应往下传递,但与该凸出部分相连的构件应予计入;采用振型分解法时,凸出屋面部分可以作为一个质点。高规第3.3.10条和第3.3.11条建议,小塔楼宜每层作为一个质点参与计算;此时计算的地震作用无需再放大。
短肢剪力墙的抗震构造:(1)抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规第4.8.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级。(2)抗震设计时,底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值,其他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。(3)短肢剪力墙混凝土强度等级不应低于C25,截面厚度不应小于200mm。(4)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%,其他部位不宜小于1.0%。(5)对抗震等级为二级以上的短肢剪力墙,由于墙肢长度较短,约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢,为了加强墙肢抗震性能,可以把整段墙肢作为约束边缘构件。
随着社会的发展,城市土地变的越采越紧缺,因此为了提高土地利用率高层建筑将是以后住宅的主流,然而在高层框架结构的住宅中,由于框架柱截面比较大,降低了房间的利用率,这种结构形式上受到了限制。而一般剪力墙结构形式虽然可以提高房间利用率但是成本偏高,也不是很可取的结构形式。因此在多层住宅里,短肢剪力墙结构形式恰好是这两种结构形式之间的一种补充。即避免了在房间内出现柱棱角,提高了房间的利用率,又比剪力墙结构形式降低了成本。目前这种结构在工程中已经广泛使用。
[关键词]:小高层住宅 建筑 短肢剪力墙
中图分类号:F407.9 文献标识码:F 文章编号:1009-914X(2012)26- 0446 -01
“短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系,只不过是采用较短的剪力墙肢(短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙),而且通常采用T形、L形、]形、+形等。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,应布置茼体(或一般剪力墙),形成“短肢剪力墙—筒体(或一般剪力墙结构体系)”共同抵抗水平力。另外所谓”筒体”就是以楼电梯间所组成的钢筋混凝土核心筒;所谓“一般剪力墙”就是指墙肢截面高度与墙厚之比大于8的剪力墙。
短肢剪力墙的特点:(1)结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向,构件。(2)剪力墙的数量可多可少,剪力墙肢可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。(3)连接各墙的梁亦随墙肢位置而位于间隔墙竖向平面内,属于隐蔽型。(4)由于减少了剪力墙数量,而代之以轻质填充墙,不仅房屋总重量可以减轻,同时也可适当降低结构刚度,使地震作用减小,这不仅对基础设计有利,而且对结构抗震较为有利,同时也可降低工程造价,还可加快施工进度。这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力的需要,将中心竖向交通区处理成为筒体,以承受主要水平力。
短肢剪力墙结构布置:(1)短肢剪力墙应均匀布置,使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙,尽可能做到墙肢上、下对齐、连续,尽量避免洞口错位,与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。(2)每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接,连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘,尽可能避免有一字形短肢剪力墻出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。(3)短肢剪力墙应设计成强墙柱弱连梁的体系。所谓强墙柱,是指墙柱可采用强度等级高的混凝土,加强墙柱配筋;尽可能减少连梁高度,使分配的地震力不至于太大,也使短肢剪力墙体系计算更合理。(4)B级高度高层建筑及9度抗震设计的A级高度高层建筑,不能采用短肢剪力墙结构。(5)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。
短肢剪力墙结构体系计算结果分析、判断和调整:(1)地震作用采用振型分解反应谱法分析,目前住宅建筑设计的平面和立面往往不规则,宜考虑扭转耦联影响。应根据振型有效质量系数是否大于90%来确定振型数。(2)计算地震作用时,其第一周期对短肢剪力墙结构一般应控制在T1=0.04N-0.08N(N为结构计算层数)。(3)剪重比是反映结构承受地震作用大小的指标之一,地震力计算不能偏大,但也不能太小。由于短肢剪力墙本身抵抗地震的能力教差,如果短肢剪力墙分配的地震力太大,很有可能不满足要求。剪重比应满足GB50011-2001建筑抗震设计规范表5.2.5相关规定。(4)轴压比是体现墙肢抵抗重力荷载代表值作用下的能力。抗震设计时,各层短肢剪力墙轴压比抗震等级为一、二、三级时分别不宜大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。(5)在进行短肢剪力墙结构整体设计时,主要是对刚度要求的控制。房屋的层间位移与层高比及质点位移与总高之比等指标规范均有明确的规定。在6度区,当位移角较小时,一般剪力墙结构位移比可适当放宽,短肢剪力墙部分的位移要求应从严控制;同时还应加强顶层设计,在顶层端开间内、外墙处,应考虑温度作用下的变形影响,适当加大顶层墙体的水平及竖向配筋数量。(6)计算时应考虑小塔楼(电梯机房、屋顶水箱)的鞭梢效应。出屋面短肢剪力墙应相应提高其强度和延性。抗震规范第5.2.4条规定,采用底部剪力法时,凸出屋面的塔楼宜乘以增大系数3,此增大系数不应往下传递,但与该凸出部分相连的构件应予计入;采用振型分解法时,凸出屋面部分可以作为一个质点。高规第3.3.10条和第3.3.11条建议,小塔楼宜每层作为一个质点参与计算;此时计算的地震作用无需再放大。
短肢剪力墙的抗震构造:(1)抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规第4.8.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级。(2)抗震设计时,底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值,其他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。(3)短肢剪力墙混凝土强度等级不应低于C25,截面厚度不应小于200mm。(4)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%,其他部位不宜小于1.0%。(5)对抗震等级为二级以上的短肢剪力墙,由于墙肢长度较短,约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢,为了加强墙肢抗震性能,可以把整段墙肢作为约束边缘构件。
随着社会的发展,城市土地变的越采越紧缺,因此为了提高土地利用率高层建筑将是以后住宅的主流,然而在高层框架结构的住宅中,由于框架柱截面比较大,降低了房间的利用率,这种结构形式上受到了限制。而一般剪力墙结构形式虽然可以提高房间利用率但是成本偏高,也不是很可取的结构形式。因此在多层住宅里,短肢剪力墙结构形式恰好是这两种结构形式之间的一种补充。即避免了在房间内出现柱棱角,提高了房间的利用率,又比剪力墙结构形式降低了成本。目前这种结构在工程中已经广泛使用。