2012年結(jié)構(gòu)工程師考試:小高層建筑中剪力墻設計2

　　整體墻和小開口整體墻：在水平力的作用下，整體墻類似于一懸臂柱，可以按照懸臂構(gòu)件來計算整體墻的截面彎矩和剪力。小開口整體墻，由于洞口的影響，墻肢間應力分布不再是直線，但偏離不大?？梢栽谡w墻計算方法的基礎(chǔ)上加以修正。$lesson$

　　聯(lián)肢墻：聯(lián)肢墻是由一系列連梁約束的墻肢組成，可以采用連續(xù)化方法近似計算。

　　壁式框架：壁式框架可以簡化為帶剛域的框架，用改進的反彎點法進行計算。

　　框支剪力墻和開有不規(guī)則洞口的剪力墻：此兩類剪力墻比較復雜，最好采用有限元法借助于計算機進行計算。

　　框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)體系在水平荷載下的變形規(guī)律是完全不相同的?？蚣艿膫?cè)移曲線是剪切型，曲線凹向原始位置;而剪力墻的側(cè)移曲線是彎曲型，曲線凸向原始位置。在框架―剪力墻(以下簡稱框-剪)結(jié)構(gòu)中，由于樓蓋在自身平面內(nèi)剛度很大，在同一高度處框架、剪力墻的側(cè)移基本相同。這使得框―剪結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線既不是剪切型，也不是彎曲型，而是一種彎、剪混合型，簡稱彎剪型。在結(jié)構(gòu)底部，框架將把剪力墻向右拉;在結(jié)構(gòu)頂部，框架將把剪力墻向左推。因而，框―剪結(jié)構(gòu)底部側(cè)移比純框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移要小一些，比純剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移要大一些;其頂部側(cè)移則正好相反?？蚣芎图袅υ诠餐袚獠亢奢d的同時，二者之間為保持變形協(xié)調(diào)還存在著相互作用?？蚣芎图袅χg的這種相互作用關(guān)系，即為協(xié)同工作原理。

　　考慮地震作用組合的剪力墻，其正截面抗震承載力應按規(guī)定計算，但在其正截面承載力計算公式右邊，應除以相應的承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE。剪力墻各墻肢截面考慮地震作用組合的彎矩設計值：對一級抗震等級剪力墻的底部加強部位及以上一層，應按墻肢底部截面考慮地震作用組合彎矩設計值采用，其他部位可采用考慮地震作用組合彎矩設計值乘以增大系數(shù)。

　　三、小高層中剪力墻設計實例

　　(一)布置

　　剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合，且X，Y 兩向的剛重比接近。在結(jié)構(gòu)布置應避免一字形剪力墻，若出現(xiàn)則應布置成長墻(h/w》8);應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高大于墻厚的2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應盡可能長，因轉(zhuǎn)角處應力容易集中，有條件兩個方向均應布置成長墻。

　　(二)配筋及構(gòu)造

　　對于小高層住宅來說，剪力墻是面廣量大的，因此合理的控制剪力墻配筋對于結(jié)構(gòu)安全及工程的經(jīng)濟性具有十分重要的作用。

　　(三)剪力墻墻體配筋(以200厚墻體為例)

　　一般要求水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計算及規(guī)范建議的最小配筋率即可。加強區(qū)φ10@200，非加強區(qū)φ8@200雙層雙向即可，雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當別論。因為地下部分墻體配筋大多由水壓力，土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，而由于簡化計算經(jīng)常由豎向筋控制，此種情況下為增大計算墻體有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。

　　(四)設置邊緣構(gòu)件

　　一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構(gòu)件。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，建議加強區(qū)0.7%，一般部位0.5%。對于短肢剪力墻，控制配筋率加強區(qū)1.2%，一般部位1.0%;對于小墻肢其受力性能較差，應嚴格按高規(guī)控制其軸壓比，宜按框架柱進行截面設計，并應控制其縱向鋼筋配筋率加強區(qū)1.2%，一般部位1.0%;而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設計中往往就按長肢墻進行暗柱配筋。

　　(五)合理配筋

　　剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質(zhì)材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

　　四、結(jié)語

　　建筑設計中剪力墻運用具有較好的抗震性能，且結(jié)構(gòu)布置靈活，造價低，經(jīng)濟性好，所以小高層住宅較多的使用這種設計形式。經(jīng)過對設計、施工和使用中發(fā)現(xiàn)的問題進行總結(jié)，進一步優(yōu)化，這種結(jié)構(gòu)形式的小高層住宅是值得發(fā)展的住宅模式。總之，對小高層建筑設計一般力求合理性與經(jīng)濟性，建筑設計中要合理把握關(guān)鍵部位及次要部分，這也是小高層建筑設計中需要努力改進的方向。

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