剪力墙结构设计概念问题要点分析

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  摘 要:本文结合工程实际分析了剪力墙结构设计中存在的概念问题,供设计人员参考。
  关键词:剪力墙;设计;分析
  1、引言
  剪力墙结构整体性好,抗侧刚度大,具有较好的抗震能力,因建筑物内部没有凸出墙面的梁和柱,特别适合高层建筑。这种结构施工工艺简单,整体性好,在结构设计过程中,应在确保剪力墙结构的安全及建筑使用功能的前提下,应充分发挥构件的受力特性,优化结构设计,做到技术可行、经济合理。因此,结构设计人员在设计工作中应不断总结,以更好的掌握剪力墙结构的设计方法。
  2、剪力墙结构类型
  剪力墙结构又分为剪力墙结构、框架剪力墙、框支剪力墙、短肢剪力墙结构等。框架剪力墙结构是在框架结构中的适当部位增设一定数量的钢筋混凝土墙,形成框架和剪力墙结合在一起共同承担竖向和水平力的体系叫做框架—剪力墙体系,它使框架和剪力墙两种结构可互相取长补短,既能提供较大、较灵活的布置的建筑空间,又具有良好的抗震性能。在剪力墙或框架剪力墙结构中,当地下室或下部几层需要大空间,如商场、停车场等,即形成部分框支剪力墙结构,在上部剪力墙结构和下部框架—剪力墙结构两种不同结构的过渡层必需设置转换层。当墙肢截面的高度与厚度之比不大于4时,宜按框架柱进行设计;当剪力墙截面厚度不大于300mm,截面高度与厚度之比大于4但不大于8的剪力墙称为短肢剪力墙;当剪力墙截面高度与厚度之比大于等于8,宜按普通剪力墙进行设计。
  3、剪力墙结构设计存在问题及分析
  实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙。整体墙受力如同竖向悬臂结构,当剪力墙肢较长时,在各种轴向压力、剪力、弯矩作用下,破坏形态似偏心受压柱,钢筋应尽量布置在墙肢两端,为防止剪切破坏,提高延性,应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大;为避免斜压破坏,墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。
  联肢剪力墙墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢的刚度小得多,墙肢单独作用显著,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。
  当剪力墙开洞过大时,形成深梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端带刚域的变截面构件,在内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
  为保护墙体的稳定性及便于施工,使墙有较高的承载力和地震作用下的耗能力,规范要求一、二级抗震等级时剪力墙的厚度应大于等于160mm,底部加强区宜大于等于200mm,三四级抗震等级时应大于等于140mm,竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。
  高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式,短肢墙应尽可能设置翼缘,在短肢剪力墙较多时,应布置筒体,以形成共同抵抗水平力的剪力墙结构。
  不宜将楼面主梁直接支撑在剪力墙之间的连梁上。因为一方面主梁端部约束达不到要求,连梁没有抗扭刚度去抵抗平面外弯矩;另一方面对连梁本身不利,连梁本身剪切应变较大,容易出现裂缝,应减量避免。
  较长的剪力墙宜开设洞口,将其分为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱梁连接。墙长较小时,受弯产生的裂缝宽度较小,墙体配筋能充分发挥作用,因此墙肢截面高度不宜大于8m。
  4、结语
  以上所述的剪力墙结构设计中的概念问题可能巨大部分设计人员都懂,但应用到工程设计中,施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别,追究原因,许多与具体的结构处理有关,因此造成墙的截面和配筋差别大、不合理。
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