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高层建筑结构设计-第六讲.ppt


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重庆交通大学土木工程学院《高层建筑结构设计》第六讲高层剪力墙结构设计课程内容: ?掌握一般规定; ?掌握分类及判别方法; ?掌握翼缘有效宽度确定方法; ?理解剪力墙结构在竖向荷载下的内力计算方法?理解剪力墙结构在水平荷载下的内力与位移计算方法?理解截面承载能力计算方法; ?了解构造要求。重庆交通大学土木工程学院抗侧力结构单元和承重单体均由剪力墙( 墙) 组成的空间结构体系称为剪力墙结构。剪力墙结构的受力特点及计算方法结构组成: 竖向:纵、横墙体系(竖向分体系) 水平:楼盖体系(水平分体系) 承受荷载: 竖向:恒载、使用活载、竖向地震作用水平:水平地震作用、风荷载一般将其简化为平面结构,假定剪力墙在自身平面内受力, 在侧向荷载作用下处于二维应力状态,应用平面有限元方法计算,但大都将其简化为杆系采用结构力学的方法作近似计算。重庆交通大学土木工程学院 , 剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置,并宜使两个方向刚度接近,形成空间结构。由于剪力墙结构的抗侧移刚度及承载力均较大,对于一般高层建筑结构,为充分利用剪力墙的刚度及承载力,减轻结构重量、增大室内空间,在保证结构刚度足够的前提下,剪力墙不必布置过密,可将适当部位的室内分隔墙采用楼面梁及轻质填充墙来扩大剪力墙间距(见下图),或采用短肢剪力墙结构。所谓短肢剪力墙是指截面厚度不大于 300mm , 墙肢截面高度与厚度之比为 5~8的剪力墙, 常规的剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于 8的剪力墙。楼面梁及填充墙剪力墙楼面梁及填充墙取代剪力墙示意 剪力墙的结构布置及有关规定一、结构布置《混凝土异型柱结构技术规程》JGJ149-2006 条规定:截面几何形状为 L形、 T形和十字形,且截面各肢的肢高肢厚比不大于 4的柱为异型柱。重庆交通大学土木工程学院当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应控制剪力墙平面外的弯矩。剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对很小,一般情况下并不考虑墙的平面外的刚度及承载力。当梁高较大(大于 2倍墙厚)时,梁端弯矩对墙平面外的安全不利, 因此应当采取以下措施中的一个措施,减小梁端部弯矩对墙的不利影响: (1)沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙,抵抗该墙肢平面外弯矩; (2)当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时,宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋; (3)当不能设置扶壁柱时,应在墙与梁相交处设置暗柱,并宜按计算确定配筋; (4)必要时,剪力墙内可设置型钢。另外,对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接,减小墙肢平面外弯矩。铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅或梁变截面来实现, 此时应相应加大梁跨中弯矩。重庆交通大学土木工程学院 ,避免刚度突变。剪力墙结构应具有延性,细高的剪力墙易于设计成弯曲破坏的延性剪力墙,从而可避免脆性的剪切破坏。因此,对于较长的剪力墙,宜开设洞口将其分成长度较为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱连梁(其跨高比宜大于 6)连接,使其可近似认为分成了独立墙段, 每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不宜小于 3。为了使墙体中的配筋能够较充分发挥作用, 墙段的长度(即墙肢截面高度) 不宜大于 8m。例如: 重庆交通大学土木工程学院( ) 2 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁。当无法避免,必须采用叠合错洞墙时, 可采用其他轻质材料填充,将叠合错洞转化为规则洞口;或采用有限元法进行细致分析并在洞口周边采取加强措施。图中阴影部分为填充墙。当必须采用错洞墙时, 墙洞口错开距离不宜小于 2m,使洞口之间形成明确的墙肢。二、剪力墙上开洞的有关规定重庆交通大学土木工程学院三、剪力墙结构底部加强部位剪力墙结构的塑性铰一般在底部,抗震设计时,为保证出现塑性铰后剪力墙具有足够的延性,应对剪力墙底部进行加强。一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的 1/10 和底部两层二者的较大值。四、短肢剪力墙结构的有关规定由于短肢剪力墙结构在地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并应符合下列规定: (1)其最大适用高度应比 A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度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 ; (2)抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的 50%; (3)抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比 A级高度的高层建筑结构抗震等级规定的剪力墙的抗震等级提

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  • 时间2017-01-17