短肢剪力墙的受力分析 短肢剪力墙到底是什么样子?有图片吗?

作者&投稿:越凡 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计
异形柱随着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即“短肢剪力墙结构”和“异形柱框架结构”型式。
1 短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。
这种结构型式的特点是:
①结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾;
②墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;
③能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单;
④连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内,可隐蔽;
⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
对短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法,前者如建研院的TBSA、TAT,广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清华大学的TUS,广东省建院的SSW等。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况,精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广,但对墙肢较长的短肢剪力墙,应该用空间杆-墙组元程序进行校核。
在进行以上分析后,按《高层建筑结构设计与施工规范》进行截面与构造设计,相对于异形柱结构,短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟,但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。
(1)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小,设计时宜布置适当数量的长墙,或利用电梯,楼梯间形成刚度较大的内筒,以避免设防烈度下结构产生大的变形,同时也形成两道抗震设防;
(2)短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,应加强其抗震构造措施,如减小轴压比,增大纵筋和箍筋的配筋率;
(3)高层短肢剪力墙结构在水平力作用下,显现整体弯曲变形为主,底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力,由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂,因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量,加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接,避免形成孤立的“一”字形墙肢;
(4)各墙肢分布要尽量均匀,使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近,必要时用长肢墙来调整刚度中心;
(5)高层结构中的连梁是一个耗能构件,在短肢剪力墙结构中,墙肢刚度相对减小,连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁,而不同于一般剪力墙间的连梁,不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调,使其设计内力降低,应按普通框架梁要求,控制砼压区高度,其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决,按强剪弱弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。
2 异形柱结构
异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙,常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。
这种结构的特点是:
①由于截面的这种特殊性,使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异;
②对于长柱(H/h>;4)可以不考虑剪切变形的影响,控制轴压比较小时,受力明确,变形能力较好。而对短柱(H/h<;4),剪切变形占有相当比例,构件变形能力下降。异形柱通常在短柱范围,且属薄壁构件,即使发生延性的弯曲形破坏,也因截面曲率M/EI或εcu/χ(εcu为砼的极限压应变,χ为截面受压区高度)较小,使弯曲变形性能有限,延性较差;
③异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面范围之外,受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力,这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力,而该剪应力的存在,使柱肢易先出现裂缝,也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态,它使得异形柱较普通截面柱变形能力低,脆性破坏明显;
④特别是异形柱不同于矩形柱,它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况,其延性更差。由国内外大量的试验资料和理论分析[2],异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等,影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比(剪跨比),配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。由于其受力性能的复杂,设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性。
目前,异形柱结构设计还没有统一的国家规范,仅有两部地方性法规,即广东省标准DBJ/T15-15-95和天津市标准DB29-16-98可供参考。
在进行异形柱结构设计时,除满足高规中对结构布置要求外,还应注意几个方面的问题:
(1)异形框架的计算
由于其截面的特殊性,在柱截面对称轴内受水平力作用时,弹性分析计算其翘曲应力很小,此时如同承受水平力的偏压构件,仍可按平截面假定分析,按砼设计规范计算,特别是在框——剪,框——筒结构中,对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地,框架柱只承担水平风载的一小部分,如按一般偏压柱计算,误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大,且水平力作用在非主轴方向,则翘曲应力不容忽视,按平截面假定误差较大,则应对异形柱框架结构进行有限元分析,决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时,宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式,如要用它进行计算,要先进行等刚度等面积换算成矩形柱,进行整体分析,得到双向内力后再进行异形柱的截面设计,其工作量相当大,且截面设计的可靠性不高。目前,国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序,广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC.这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计,准确性较高,经过大量工程校算,能有效地满足结构安全性要求。
(2)轴压比控制
对框架结构,框-剪结构,柱的延性对于耗散地震能量,防止框架的倒塌,起着十分重要的作用,且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。由试验结构分析[3],柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。
在高轴压比情况下,增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小,因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要,特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合,剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝,产生腹剪破坏,加上异形柱多属短柱,这些导致异形柱脆性明显,使异形柱的延性普遍低于矩形柱,因而对异形柱的轴压比要严格控制。
在广东规程中,其轴压比按砼设计规范中的要求减少0.05,但其适用高度较低,一般为35 m.当高层建筑的高度进一步加大时,其水平力的影响会愈来愈显著,对结构的延性要求也愈高。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知,影响异形柱延性的因素比普通柱要复杂,且不同的柱截面形式,如L型、T型、十字型,在相同水平侧移下,其延性性能也有较大差异,因而,轴压比控制应参考天津规程。但天津规程的控制过于繁锁,在结构计算中,柱的纵筋与箍面的直径还没有设定,因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定。为在实际工作中便于使用,可按不同的截面形式(L、T、十字型)与不同的抗震等级两项指标从严控制,对低烈度地区的这类结构是能够满足其延性要求的。
(3)配筋构造
在正确的结构选型及计算后,截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点,柱肢端部会出现较大应力,加上梁作用于柱肢上应力的不均匀,一般越靠肢端应力越大,对柱肢形成偏心压力,进一步加大肢端压应力。因而在异形柱配筋时,应在肢端设暗柱,暗柱的外排钢筋由计算而定。离端部厚度范围内设2Ф14的构造纵筋,箍筋同柱,这样可限制柱肢的砼裂缝的开展,提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。柱上的箍筋不仅能抗剪,也可约束砼变形,增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍,因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下,箍筋直径大,其延性指标好,因而箍筋且用Ф8、Ф10,其间距可比普通柱箍筋间距小。
总之,短肢剪力墙结构与异形柱框架结构有着较大的市场需求,在设计中根据其受力的特点,充分了解其破坏的各种机理,选用合理的结构形式,正确掌握计算机分析方法和截面配筋,其结构才能有可靠的安全保证。



短肢剪力墙与一般剪力墙的区别?~

一、性质不同
1、短肢剪力墙:截面厚度不大于300mm,且各肢横截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
2、一般剪力墙:房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载(重力)的墙体,防止结构剪切(受剪)破坏。
二、受力分析不同
1、短肢剪力墙受力分析:对短肢剪力墙结构的设计计算,因为它是由剪力墙的大开孔组成。可采用三维配筋薄壁柱空间分析法或空间配筋墙构件分析法。
前者是广东省建筑设计研究院建研所的TBSA、TAT,广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清华大学的TUS,广东省建院的SSW等。
2、一般剪力墙受力分析:剪力墙所承受的竖向荷载,一般是结构自重和楼面荷载,通过楼板传递给剪力墙。除连接梁(门窗洞口梁)的弯矩外,竖向荷载主要产生墙肢的轴力。可根据剪力墙的受力面积进行简单计算。
在水平荷载作用下,剪力墙受力分析实际上是一个二维平面问题,应根据平面问题进行精确计算。在计算机辅助下,可以用有限元法进行计算。计算精度高,但工作量大。在工程设计中,可根据不同类型剪力墙的受力特点进行简化计算。


扩展资料:
剪力墙以处于受弯工作状态时,才能有足够的延性,如果剪力墙太长,会形成一个较低宽度的剪力墙,容易发生剪切破坏。剪力墙易碎,不利于抗震。因此,当同一轴线上的连续剪力墙过长时,宜采用楼板或小连接梁分为若干段,每段高宽比不应小于2。
每个墙段可以是单片墙,小开口墙或联肢墙。每面墙的宽度不应大于8米,以保证墙体受弯承载力控制,并充分发挥竖向配筋作用。在计算内力时,不考虑墙与墙之间的楼板或弱连接梁,各墙截面按独立剪力墙计算。
参考资料来源:百度百科-剪力墙
参考资料来源:百度百科-短肢剪力墙

短肢剪力墙,指的是截面厚度不大于300mm,且各肢横截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。抗震设计时,短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的 50%。

短肢剪力墙的受力、变形特征,类似于框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,则传基础荷载更均匀、合理。
扩展资料:作用:
1、建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。
2、剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。
3、剪力墙结构体系,有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。
4、剪力墙的间距有一定限制,故不可能开间太大。对需要大空间时就不太适用。灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。
5、剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板,可以不设梁,所以空间利用比较好,可节约层高。
参考资料来源:百度百科-短肢剪力墙

短肢剪力墙住宅设计?
答:1.2整体性系数a对短肢剪力墙的影响1.2.1整体性系数对侧移曲线的影响在水平荷载作用下,短肢剪力墙侧移曲线呈明显的弯剪型,即底部数层为弯曲型,受力性能较好;顶部数层为剪切型,受力性能较差。水平均布荷载作用下短肢剪力墙的侧移方程为:=警1吩1]+11I2(1(一去1一+_1]一而1面1+s]]一。0sh(~sinh(...

浅谈短肢剪力墙结构:图纸上怎么看出剪力墙
答:三、在设计有关短肢剪力墙—筒体(或一般剪力墙)结构时应注意的一些问题 由于短肢剪力墙抗震性能差,在地震区应用经验不多,因此在设计时,首先要选择适合的计算软件,合理地选则计算分析方法,确定计算模型和相关参数,并加强对计算结果合理性判断,特别要加强概念设计。对一些不利部为加强构造措施,在...

短肢剪力墙和剪力墙的区别
答:剪力墙在建造的过程当中主要是为了能够承受风荷载或地震作用引起的水平荷载,所以说是越坚固越好。受力分析不同:短肢剪力墙,在进行受力分析的过程当中,因为是由大开孔所组成可采用三维配筋薄壁柱空间分析法;剪力墙受力分析的过程当中可根据剪力墙的受力面积进行简单计算。

一级结构专业辅导:剪力墙的内力和位移计算
答:当采用有限元模型时,应在复杂变化处合理地选择和划分单元;当采用杆件模型时,宜采用施工洞和计算洞进行适当的模型化处理后进行整体计算,并应在此基础上进行局部补充验算。为便于对剪力墙的受力性能有更深的了解,下面仅对整截面剪力墙和整截面小开口墙的内力和位移计算进行介绍,而双肢剪力墙和壁式...

剪力墙结构对建筑结构设计的应用?
答:在建筑结构设计当中,剪力墙结构的整体布局是非常关键性的一项问题。由于剪力墙结构需要承载建筑自身的重力荷载、风荷载及地震作用等多重力荷载,所以必须要对其进行良好的整体布局。一般在整体布局之时,首先需要考虑到的是轴线受力最小及对称布局更稳定等特点,要慎重运用一些抗震性能较低的短肢剪力墙结构,...

异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题?
答:因此,对异形柱结构应按空间体系考虑,宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。因异形柱和剪力墙受力不同,所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。当采用不具有异形柱单元的空间分析程序(如TBSA5.0)计算异形柱结构时,可按薄壁杆件模型进行内力分析。对异形柱框架结构,一般宜按刚度等效折算成普通框架...

什么叫剪力墙结构,能有图解吗
答:剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构在高层房屋中被大量运用。剪力墙结构是指纵横向的主要承重结构全部为结构墙的结构。当墙体处于建筑物中合适的位置时,它们能...

剪力墙受力分析及计算模型
答:剪力墙应进行平面内的斜截面受剪,偏心受压或者偏心受拉;平面外的轴心受压承载力计算;集中力时墙内无暗柱还应进行局部受压承载力计算 计算模型根据分析软件不同而不同,高层用pkpm多,ANSYS,MIDAS,GTS,SAP84、SAP2000等地下结构用的比较多一点。用的比较少,也不知道说的对不对,请指教!

工程中哪些部位所承受的剪力大?
答: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...

...若果有时间,麻烦分析一下剪力墙钢筋的受力。。。
答:竖向钢筋有两种,即边缘构件的纵筋和竖向分布筋。两者是共同受拉的。关于这一点,你可以看相关的计算公式,例如高规JGJ3-2010第7.2.9条公式,里面的Asw就是竖向分布筋。所以竖向分布筋的配筋状况,会影响剪力墙的受弯(偏压)承载力,并且影响边缘构件的配筋。剪力墙的受力可以简单地归纳如下:1、竖向...