浅析剪力墙结构设计中的问题.docx

浅析剪力墙结构设计中的问题【摘要】在对剪力墙结构设计进行有效分析的过程中我们应重视其基本概念的设计认真把握设计中遵循的各项原则合理选用有效的长度和宽度使设计达到最佳的效果。剪力墙的水平刚度大在风荷载或者小震作用下较容易防止高层结构的侧向位移导致的剪切破坏它是主要的抗风抗震结构构件控制好剪力墙结构的水平位移和地震力这两个因素便可以合理的布置剪力墙的位置和数量。文中对剪力墙结构设计中的一些问题进行简要分析。【关键词】剪力墙；结构设计；问题一、剪力墙设计概念1）剪力墙高和截面高度尺寸较大但截面厚度较小几何特征像板受力形态接近于柱而与柱的区别主要是其截面高度与厚度的比值当比值小于或等于3时宜按框架柱进行截面设计当墙肢截面高度与厚度之比在2～4时可视为异形柱按双向受压构件设计当墙肢截面高度与厚度之比在5～8时为短肢剪力墙当墙肢截面高度与厚度之比大于8时为一般剪力墙。2）剪力墙结构中墙是一平面构件它除承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外还承担竖向压力；在轴力弯矩剪力的复合状态下工作其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。3）实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙、整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂当剪力墙墙肢较长时在力作用下法向应力呈线性分布破坏形态似偏心受压柱配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端；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配筋率；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刚度小得多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。二、剪力墙结构设计中的几个问题1、框架剪力墙中框架粱支座计算简图的简定一般在框剪结构体系中粱与柱特别是与外柱的连接都为嵌固而梁与墙的联接往往视为铰接但实际绘制施工图时梁两端无论是配筋、钢筋的锚固往往都是按嵌固要求处理。当梁的线刚度小于层间墙的线刚度时或粱支承于两墙体的相交处时宜按嵌固支座考虑。当这样考虑时电算结果墙和梁端处的钢筋用量可能较多而梁跨中钢筋偏小。所以实际配筋时应使梁在墙上支座的配葡适当减少以便能使粱在强地震时能出现塑性铰而梁跨中的配筋则适当增加。计算中还应注意梁支承在墙上时梁下墙的有效宽度一般宜取6倍墙厚或6倍梁宽中之小者且不大于2m当梁跨度较大时粱端墙上宜设置暗柱暗粱。2、短肢墙结构体系的计算短肢墙结构应采用三维电算程序进行结构整体分析竖向构件用开口薄壁杆模型或墙元模型。计算中当反映出的刚度不合适不均匀或者扭转偏大时应调整结构布置后重算以取得最好效果后再绘制施工囤。构件设计中应注意竖杆一般属双向压弯杆短肢墙一般都是在压弯、剪复合状况下受力当肢长≤4倍墙厚时则应按异形柱进行设计计算。应用TBSA分析剪力墙结构时尚应注意当肢长小于4倍墙厚时则应按异形柱进行设计计算。应用TBSA分析剪力墙结构时尚应注意当肢长小于4倍墙厚时电算输出的墙配筋只是柱子单边的配筋量而当墙肢>4倍墙厚时虽然是墙体的两面配筋量但只考虑了墙肢平面内力作用而忽略了平面外的受力影响绘施工图中均应适当考虑这些因素之影响。此外电算分析中往往不易控制墙肢的轴压比限值但小墙肢的轴压比都应控制在0.6以内。3、剪力墙的布置剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。分散原则是要求剪力墙片数不要太少而且每片剪力墙刚度不要太大连续尺寸不要太长使抗侧力构件数量多一些分散一些每片剪力墙的弯曲刚度适中在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能也不会使个别墙的受力太集中负担过重而引起过早地被破坏刚度过大的墙承担的内力也大相应的基础处理难度增加同时也考虑到剪力墙相距太远楼面刚度要求大很难满足要求周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力便于保证刚度中心与平面中心相吻合；剪力墙布置在周边对称位置增加抵抗扭转的内力臂在不增加剪力墙面积的情况下提高抗扭转能力。剪力墙布置的位置应设在平面形状变化处平面形状变化处；角隅、端角、凹角部位往往是应力集中处设置剪力墙给予加强是很有必要的在高层建筑的楼梯间电梯间管道井处楼面开洞严重地削弱楼板刚度对保证框架与剪力墙协同工作极为不利。1）铰接方式在采用铰接方式时要考虑到连梁的约束作用并通过楼板的强度保证框架与剪力墙的协调的性能。在建筑工程实际施工过程中经常会在楼板开设洞口就会明显削