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1、剪力墙结构原理,剪力墙结构 一、荷载作用 1、竖向荷载 （1）永久荷载（恒荷载）：结构构件及非结构构件自重 （2）楼面活荷载：折减 （3）屋面活荷载：不与雪荷载同时组合 （4）雪荷载：基本雪压、屋面积雪分布系数 2、风荷载： 主要承重结构计算 围护结构计算,3、地震作用 （1）基本知识 震源：地壳深处岩层发生断裂、错动和碰撞的地方 震中：震源正上方的地面 震级：衡量地震释放能量大小的等级 地震烈度：地震时在一定地点震动的强烈程度 基本烈度：设计基准期（50年）内，超越概率为10%的地震烈度。该地区抗震设计的基本依据。 （2）采用“三水准、二阶段”作为抗震设防目标,（3）水平地震作用计算 底部剪
2、力法：以剪切变形为主，质量、刚度沿高度分布比较均匀且高度不超过40m 振型分解反应谱法：高层建筑结构地震作用分析基本方法 时程分析法：特殊条件下，补充计算 （4）竖向地震作用计算 9度设防高层建筑 8度设防的大跨度或长悬臂结构 8度设防的带转换层结构的转换构件 8度设防的连体结构的连接体,二、结构计算分析 1、基本假定：弹性、小变形、刚性楼板、计算图形、 剪力墙在自身平面内刚度很大，平面外刚度很小，忽略 2、单片剪力墙按受力特性 （1）整体剪力墙 ：整体剪力墙的受力状态如同竖向悬臂梁，截面变形后仍符合平面假定，因而截面应力可按材料力学公式计算。 （2）小开口整体剪力墙：可以认为剪力墙截面变形大
3、体上仍符合平面假定，且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算，然后适当修正。,（3）联肢剪力墙： 墙肢的线刚度比同列两孔间所形成的连梁的线刚度大得多，每根连梁中部有反弯点，各墙肢单独弯曲作用较为显著，但仅在个别或少数层内，墙肢出现反弯点。 （4）壁式框架：壁式框架实质是介于剪力墙和框架之间的一种过渡形式，它的变形已很接近剪切型。剪力墙的受力性能已接近于框架。,3、剪力墙结构简化计算时的计算单元 考虑纵、横墙的共同作用，即纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分可以作为纵墙的有效翼缘。 各片剪力墙只承受其自身平面内的水平荷载。 在承载力计算中，剪力墙的翼缘计算宽度可取：剪力
4、墙的间距、门窗洞间翼墙的宽度、剪力墙厚度加两侧各6倍翼墙厚度、剪力墙墙肢总高度1/10四者中的小值（混凝土结构设计规范GB50010-2010） 墙肢按偏心受压或偏心手拉构件计算,三、剪力墙的布置原则 （1）剪力墙的位置：遵循均匀、分散、对称和周边的原则。 剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及楼（电）梯处。在平面布置上尽可能均匀、对称，以减小结构扭转。 在竖向布置上应贯通房屋全高，使结构上下刚度连续、均匀。洞口布置在截面中部，避免布置在剪力墙端部或柱边。,（2）剪力墙的间距：为了保证楼（屋）盖的侧向刚度，避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲
5、变形应控制剪力墙的最大间距。 （3）剪力墙的数量：剪力墙的数量应适宜，只需满足侧向变形的限值即可。 成片的剪力墙最好对称布置，必须遵循“均匀、对称、周边、分散”的原则。因为在地震时全靠它抵抗地震剪力。,四、剪力墙的构造 底部加强部位：高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 7.1.4抗震设计时 底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起 底部加强部位的高度，可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值；部分框支剪力墙底部加强部位的高度应符合10.2.2 当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端 10.2.2带转换层的高层建筑结构：底部加强部位高度应从地下室顶
6、板算起宜取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10。,边缘构件：剪力墙两端及洞口两侧设置，包括暗柱、端柱和翼墙 混凝土结构设计规范GB50010-2010 一、二 、三级抗震等级的剪力墙，在重力荷载代表值作用下，当墙肢底截面轴压比大于规定时，其底部加强部位及其以上一层墙肢应按规定设置约束边缘构件；当墙肢轴压比不大于规定时，可按规定设置构造边缘构件。 部分框支剪力墙结构中，一、二、三级抗震等级落地剪力墙的底部加强部位及以上一层的墙肢两端，宜设置翼墙或端柱，并应设置约束边缘构件；不落地的剪力墙，应在底部加强部位及以上一层剪力墙的墙肢两端设置约束边缘构件； 一、二、三级抗震等级的剪力墙的一般部位
7、剪力墙以及四级抗震等级剪力墙，设置构造边缘构件； 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010中7.2.14,1、混凝土强度等级： 不应低于C20；带有筒体和短肢剪力墙的，不应低于C25 2、截面尺寸 保证平面外的刚度和稳定性，截面最小厚度要求 3、剪力墙开洞的构造要求 当剪力墙墙面开有非连续小洞口（其各边长度小于800mm），且在整体计算中不考虑其影响时，应将洞口处被截断的分布筋量分别集中配置在洞口上、下和左、右两边（图），且钢筋直径不应小于12mm；,4、剪力墙的分布钢筋要求 高层建筑剪力墙中竖向和水平分布钢筋，不应采用单排配筋； 当剪力墙截面厚度bw不大于400mm时，可采用双排配筋；
8、当bw大于400mm，但不大于700mm时，宜采用三排配筋；当bw大于700mm时，宜采用四排配筋；各排分布钢筋之间的拉接筋间距不应大于600mm，直径不应小于6mm，在底部加强部位，约束边缘构件以外的拉接筋间距尚应适当加密。分布钢筋的直径不宜大于墙肢截面厚度的1/10,5、钢筋的锚固和连接要求 非抗震设计时，剪力墙纵向钢筋最小锚固长度应取la；抗震设计时，剪力墙纵向钢筋最小锚固长度应取laE。剪力墙竖向及水平分布钢筋的搭接连接，一级、二级抗震等级剪力墙的加强部位，接头位置应错开，每次连接的钢筋数量不宜超过总数量的50，错开净距不宜小于500mm；其他情况剪力墙的钢筋可在同一部位连接。非抗震设
9、计时，分布钢筋的搭接长度不应小于1.2la；抗震设计时，不应小于1.2laE。暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框架柱相同。,四、连梁的构造要求 1、纵筋锚固要求：梁顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度，抗震设计时不成小于laE，非抗震设计时不应小于la，且不应小于600mm。,2、箍筋要求：抗震设计时，沿连梁全长箍筋的构造应按本规程第6.3.2条框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用；非抗震设计时，沿连梁全长的箍筋直径不应小于6mm，间距不应大于150mm； 3、顶层要求：顶层要求：顶层连粱纵向钢筋伸入墙体的长度范围内，应配置间距不大于150mm的构造箍筋，箍简直径应与该连梁的箍筋直径相
10、同；,4、连梁上开洞的要求： 穿过连梁的管道宜预埋套管，洞口上、下的有效高度不宜小于梁高的1/3，且不宜小于200mm，洞口处宜配置补强钢筋，被洞口削弱的截面应进行承载力验算。,5、水平分布筋要求： 墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连粱范围内拉通连续配置；当连粱截面高度大于700mm时，其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋（腰筋）的直径不应小于10mm，间距不应大于200mm；对跨高比不大于2.5的连梁，梁两侧的纵向构造钢筋（腰筋）的面积配筋率不应小于0.3。,复杂高层建筑体系简介 一、带转换层结构 建筑使用功能而言，在设计中，通常将大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施设于多功能综合性高层建筑的
11、下层部分，而将较小柱网、较小开间的的建筑设于中、上层部分。这种建筑使用功能的特点相应决定了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。这对高层建筑结构设计提出了新的问题，需要设置一种称为“转换层”的结构形式，来完成,上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，简单地说，就是上下两层的结构不一样，必需设置一个转换层来“承上启下”。结构上的转换层概念，主要是指在整个建筑结构体系中，合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。,二、带加强层结构 高层建筑框架-核心筒或巨型外框-内筒结构中，有时需要布置若干格加强层，以提高结构的整体侧向刚度，使其满足设计要求。带加强层结构体系对抗风是十分有效的，但是在加强层的附近楼层，结构刚度和内力均发生突变，对抗震不利。在确定加强层结构方案时，需重点研究加强层的数量、伸臂结构形式和刚度以及周边带状桁架的设置等问题。,
