所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-05-10 17:32 熱度:
摘要:本文簡述了從工程實例中總結短肢剪力墻結構設計中的幾點注意事項及短肢剪力墻、短肢剪力墻結構的判定方法,從規范編制出發點和抗震合理的角度提出相應的改進意見。
關鍵詞:短肢剪力墻;短肢剪力墻結構;短肢剪力墻結構的判定;改進建議
1. 前言
近幾年房地產市場的快速發展,給全國的設計行業帶來了明顯的效益.在二線城市,鋼筋混凝土短肢剪力墻結構和一般剪力墻結構相比較由于布置靈活,建筑功能容易滿足,且工程造價低等優點,因此在高層住宅設計中應用有增多的趨勢.鑒于短肢剪力墻結構抗震性能較差,設計時應持謹慎態度,以下就工程實例中遇到的一些問題展開討論.
2. 短肢剪力墻結構的判定
工程概況:某住宅樓,鋼筋混凝土短肢剪力墻較多的結構,地上16層,地下1層人防地下室,地面一層為沿街商業,層高均為為4.5m,地上其余均為標準住宅,標準層層高為2.9m,工程位于7度設防(a=0.1g),場地類別為III類.
短肢剪力墻結構的定義,目前有如下三種不同的判別方法:第一種方法是依據《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2002)(以下簡稱《高規》)第7.1.2條注:短肢剪力墻是指墻肢截面高度(即水平截面的長度)與厚度(即水平截面的寬度)之比為5~8的剪力墻,一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻。一般認為短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩達到結構底部總傾覆力矩的40%~50%時;該結構稱為短肢剪力墻結構.第二種方法時根據《北京市建筑設計技術細則(結構專業)》(簡稱《技術細則》)第5.5.5條規定,當由短肢剪力墻負荷的樓面面積與全樓樓面面積的比值超過50%時,應定義為短肢剪力墻結構;第三種方法是依據《廣東省實施<高層建筑混凝土結構技術規程>(JGJ3-2002)補充規定》(簡稱《高規補充規定》)3.2.3條剪力墻截面高度與厚度之比大于4,小于8時為短肢剪力墻,3.2.4條還定義短肢剪力墻結構是指短肢剪力墻的截面面積占剪力墻總截面積50%以上的剪力墻結構.
這三種判別方法有明顯的區別,采用不同的判別方法對同一個工程將可能出現不同的判別結果.在目前設計市場上出現限額設計(限總造價,限每平米鋼筋和砼的用量等),導致對同一個工程,采取哪一種判別方法才是安全經濟,科學合理.
3.短肢剪力墻大面積連續布置
短肢剪力墻集中布置在建筑的周邊與中間位置,且為連續布置,承擔樓層大面積的豎向荷載,潛在兩方面的危險問題:一方面是當剪力墻核心筒在大震作用下出現問題以后,短肢剪力墻沒有足夠的延性和抵抗水平作用的能力,可能隨之破壞;另一方面是短肢剪力墻在大震作用下進入彈塑性變形階段的抵抗豎向荷載的能力不足,如果個別短肢剪力墻因無法承擔超載豎向荷載作用而失效,那么承擔豎向荷載的樓面梁板將相應破壞引起連續倒塌現象.
由此可見短肢剪力墻抗震性能較差的原因是其無法作為承擔超載水平荷載的第二道防線及容易因超載豎向荷載作用而失效.因此上述第二種判別方法考慮了短肢剪力墻承擔主要樓面豎向荷載作為判斷短肢剪力墻的條件,是比較合理的.但是該方法未考慮短肢剪力墻容易產生連續倒塌的問題.因此改進短肢剪力墻結構體系的布置方法是:短肢剪力墻應與一般剪力墻或筒體交替間隔布置,這樣可以較好的防止出現短肢剪力墻結構連續倒塌現象.
4.底部樓層因層高增加,墻厚加大引起的問題
高層建筑底部帶地下室(層高4.5m),地上一層為單間商業用房(層高4.5m),上部為標準住宅(層高為2.9m),按照相關規范底部剪力墻墻厚需加厚,來滿足穩定和承載力等相關要求.當上下剪力墻的墻長相同時,上部結構為一般剪力墻,而下部結構有可能為短肢剪力墻.該結構體系應該如何定義?若按理論和提高結構安全承載的層面出發,宜按上部結構為一般剪力墻下部短肢剪力墻結構計算分析才科學合理.同時房屋的最大適用高度也應按規范要求的20%所得的數值作為高度降低幅度進行控制.
5.結論和建議
1)《技術細則》對剪力墻結構判別時,考慮了短肢剪力墻直接承擔豎向荷載的多寡因素,因此是屬于比較合理的判別方法.其余兩種方法對短肢剪力墻結構判別時,因未直接考慮短肢剪力墻承擔豎向荷載的多寡因素,屬于不夠合理的方法.
2)短肢剪力墻結構的主要問題時豎向承載力差,容易引起連續倒塌的問題,工程設計時應避免短肢剪力墻大面積連續布置,建議和一般剪力墻交替布置.
3)工程中盡量避免采用一字型剪力墻.
4)高層剪力墻結構底部墻體加厚時,應考慮底部樓層形成短肢剪力墻的不利影響.當底部剪力墻截面厚度不小于300mm,且不小于層高的1/15時,對于墻肢截面的高度與厚度之比為4~8的剪力墻,可以參照《高規補充規定》3.2.3條將該部分的剪力墻定義為一般剪力墻來考慮,這些墻在構造設計時仍需按《高規》7.1.2和7.2.5條的要求,嚴格控制軸壓比,加強整個截面縱筋配筋率及箍筋沿全高加密等措施.
參考文獻
[1]《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2002)中國建筑工業出版社,2002.
[2]《北京市建筑設計技術細則》(結構專業)北京市建筑設計標準辦公室,2004.
[3]廣東省實施《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)補充規定廣東省建設廳,2005.
文章標題:短肢剪力墻結構設計幾點心得體會
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