[分享]关于剪力墙设计的15个问与答！

时间: 2020-07-29 11:03 阅读: 次大中小

剪力墙设计15问答,精华中的精华!

1、剪力墙布置原则有哪些？

解释：

（1）缝凸角必布墙，楼梯、电梯必布墙，墙墙宜对直联合。

（2）剪力墙间距：6度、7度宜6~8米，8度宜3~5米。

（3）剪力墙形状宜双向且简单，优先L形、T形，其次用一字形、C形，偶尔用工形、Z形；

（4）凡是约束边缘构件不能做成高规图7.2.15样式的墙肢都应该尽量少用。

（5）多用普通剪力墙，少用甚至不用短肢剪力墙。

2、剪力墙混凝土等级的经验取值是多少？

解释：

（1）对于6、7度设防地区，一般来说结构底部剪力墙混凝土等级为40层C60，30层C50，20层C40。

（2）对于8度设防地区或基本风压大于0.8的地区，，一般来说结构底部剪力墙混凝土等级为40层C50，30层C40，20层C35。

3、剪力墙厚度和长度的经验取值是多少？

解释：

（1）剪力墙厚度h与楼层数n关系：6度为h=8n，7度为h=10n，8度为h=12~15n，且h≥200mm。

（2）剪力墙长度L：不超过30层的建筑，6、7度剪力墙长度较短，一般为8.5~12h；8度区剪力墙长度较长，一般为12~20h。

4、是否所有的剪力墙墙段长度都不能大于8米？

解释：

（1）一般来说，在一个结构平面中，剪力墙的长度不宜相差过大，通常要求最长剪力墙与多数剪力墙长度相比不应大于2.5。单片剪力墙长度一般不宜大于8米，否则其将吸收过大的地震力，在地震时将首先破坏，对抗震是十分不利的。

（2）当剪力墙围合成筒体时，各片之间互相作用形成一个空间整体，其抗侧刚度和抗侧能力均大幅度提高，因此筒体墙段长度可以大于8米。

5、上下楼层剪力墙长度可以变化吗？

解释：

（1）一般情况下，上下楼层改变剪力墙厚度，保持剪力墙长度不变。

（2）当为了保证上下楼层建筑空间净尺寸相同，也可以保持剪力墙厚度不变，改变剪力墙长度。

（3）一般不采用既改变剪力墙厚度又改变剪力墙长度的做法。

6、是否所有的剪力墙墙段长度都不能大于8米？

解释：

（2）当剪力墙围合成筒体时，各片之间互相作用形成一个空间整体，其抗侧刚度和抗侧能力均大幅度提高，因此筒体墙段长度可以大于8米。

7、是否可以采用大部分由跨高比大于5的框架梁联系的剪力墙结构？

解释：大部分由跨高比大于5的框架梁联系的剪力墙结构其受力性能类似与框架结构，对抗震性能较差。因此对于层数不多的6、7度设防地区是可以采用的，对于高烈度区则应尽量避免采用。

8、一个方向剪力墙长而多，另一方向剪力墙少而短的结构是否合理？

解释：

（1）在长方形平面的酒店、公寓等项目由于建筑要求经常会出现这种结构。这种结构一个方向受力性能解决纯剪力墙，另一个方向呈框剪受力状态，抗震性能不好，宜在墙短而少的方向尽可能布置多剪力墙，宜尽量避免类似结构的出现。

（2）当不可避免时，应注意采取措施提高剪力墙少而短方向的抗震性能，如提高该方向剪力墙及框架梁的抗震等级。

9、剪力墙住宅结构剪重比规律？

解释：层数超过20层的剪力墙住宅结构计算剪重比有如下规律：

（1）6度区计算剪重比通常小于规范要求，但不宜小于规范要求的90%，否则应加强结构抗侧刚度；

（2）7度区计算剪重比宜接近规范要求；

（3）8度区计算剪重比一般为规范要求的1.5~2倍。

10、剪力墙结构平均重度的经验数据？

解释：工程设计中最常见的高层剪力墙住宅项目（采用轻质隔墙材料），其平均重度规律一般如下：

（1）6度设防地区：20层为13.0KN/㎡；30层为14.0KN/㎡；40层为15.0KN/㎡；

（2）7度设防地区：20层为14.0KN/㎡；30层为15.0KN/㎡；40层为16.0KN/㎡；

（3）8度设防地区：20层为15.0KN/㎡；30层为16.0KN/㎡；40层为17.0KN/㎡；

户型较小，隔墙较多时平均重度将偏大；户型较大，隔墙较少时平均重度将偏小。

若SATWE计算结果中平均重度与上述规律相差超过10%时，应到PMCAD“②平面荷载显示校核”仔细校核荷载输入是否正确。当计算结果中平均重度偏大时，一般可能是荷载输入偏大或重复输入线荷载；当计算结果中平均重度偏小时，一般可能是荷载输入遗漏。

11、高层住宅框剪结构，地震作用下的楼层最大值层间位移角X方向1/2900，Y方向1/1900是否满足要求？

解释：从位移角数值看，说明X、Y向的刚度不等且差别较大，宜按照规范控制结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，一般控制到两个方向相差20%以内。宜进行结构布置调整。

12、什么是短肢剪力墙？

解释：

（1）《高规》7.1.8条注1规定“短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm（小于或等于300mm）、各肢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；”。例如200X1500就属于短肢剪力墙，但200X1650就是一般剪力墙，而墙厚大于300的剪力墙350X1750则属于一般剪力墙。

（2）必须注意《高规》7.1.8条条文说明规定“对于L形、T形、十字形剪力墙，必须是各肢的肢长与截面厚度之比最大值大于4且不大于8时，才划分为短肢剪力墙”。例如L形一个墙肢长厚比大于8，另一个墙肢长厚比小于8应属于一般剪力墙。

（3）此外，《高规》7.1.8条条文说明还规定“对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙，不宜按单独墙肢判断墙肢其是否属于短肢剪力墙”。此处刚度较大的连梁是指梁高，跨高比的连梁《北京院结构技术措施》规定“有翼墙相连的短肢墙（翼墙长度不小于翼墙厚度的5倍）也可不作为短肢剪力墙”，例如L形剪力墙，若两个方向的墙长与墙厚之比均为5~8，则该剪力墙仍然可以按照一般剪力墙进行设计。但《高规》类似含义的规定，设计时该意见可仅供参考。

13、框架-剪力墙的倾覆力矩的合适范围是多少？

解释：要使得框架-剪力墙成为具有二道防线的有机组合结构体系，就应该合理布置布置和设计剪力墙和框架，使得刚度特征值处于合理范围1~2.5 。根据相关研究和设计实践，当刚度特征值处于合理范围1~ 2.5 时，地震作用下最大楼层位移角的楼层高度约为0.6H 左右，对于20 层高的建筑框架部分承受的倾覆弯矩为40% 左右，对于30 层高的建筑框架部分承受的倾覆弯矩为30% 左右，对于40 层高的建筑框架部分承受的倾覆弯矩为20% 左右，此时框架-剪力墙设计最为合理、协同工作最有效，结构造价最为经济。

14、部分框支剪力墙中框支框架承担的倾覆力矩比值是看“规定水平力框架柱及短肢墙地震倾覆力矩百分比(抗规)”对应的数据吗？

解释：不是。

部分框支剪力墙中上部剪力墙的剪力通过转换层变化为框支柱的轴力，因此，框支框架承担的倾覆力矩比值是看“规定水平力框架柱及短肢墙地震倾覆力矩百分比(轴力方式)”。如果按抗规模式计算的倾覆力矩进行判断将会得出错误的结论，对结构安全造成重大隐患。

15、部分框支剪力墙转换层上一层剪力墙老是超筋怎么办？

解释：在部分框支剪力墙结构中经常会出现转换层上一层剪力墙老是超筋的情况，而且一般都是水平筋超，也就是抗剪超。其根本原因是由于PKPM中框支梁采用梁单元模拟，上部剪力墙采用墙元模拟，梁单元与墙单元的连接情况与实际情况不符造成的。真实情况是转换层上一层剪力墙水平剪力比计算结果要小很多，因此PKPM的计算结果是不太合理的。解决办法有两种：

（1）采用墙元模拟框支梁，即框支柱和框支梁用剪力墙开洞的方式生成。

（2）框支梁仍然用梁单元模拟，但将转换层分成两层建模。如转换层层高6米，框支梁2米高，则将其分为一个5层高的转换层+（0.5框支梁梁高=1.0米）的上部标准层，上部标准层计算结果以转换层上第二层计算结果为准。

★ 檁条的截面形式

★ 实腹式檁条的截面形式

● 实腹式冷弯薄壁型钢截面在工程中的应用很普遍。其中，卷边槽钢(亦称C形钢)檩条适用于屋面坡度i≤1/3的情况。

● 直边和斜卷边z形檩条适用于屋面坡度i>1/3的情况。斜卷边Z形钢存放时可叠层堆放，占地少。做成连续梁檩条时，构造上也很简单。

★ 檩条的荷载和荷载组合

● 1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载，雪荷载}；

● 1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。

当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时，还应进行下式的荷载组合：

● 1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。

★ 檩条的内力分析

● 设置在刚架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下，沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用，属于双向受弯构件（与一般受弯构件不同）。

● 在进行内力分析时，首先要把均布荷载分解为沿截面形心主轴方向的荷载分量qx 、qy。

● C型檩条在荷载作用下计算简图如下：

● Z型檩条在荷载作用下计算简图如下：

★ 檩条的内力计算

★ 檩条的截面验算—强度、整体稳定、变形

强度计算—按双向受弯构件计算

当屋面能阻止檩条的失稳和扭转时，可按下列强度公式验算截面：

截面1.2.3.4点正应力计算公式如下：

★ 整体稳定计算

当屋面不能阻止檩条的侧向失稳和扭转时(如采用扣合式屋面板时)，应按稳定公式验算截面：

★ 变形计算

实腹式檩条应验算垂直于屋面方向的挠度。

对卷边槽形截面的两端简支檩条：

对Z形截面的两端简支檩条：

★ 容许挠度[v]按下表取值

★ 檁条的构造要求

● 当檩条跨度大于4m时，应在檩条间跨中位置设置拉条。当檩条跨度大6m时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。

● 拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转并且提供x轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大的构件为此，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。

★ 拉条和撑杆的布置

● 当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向相反。此时Z形钢檀条的斜拉条需要设置在屋脊处，而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。

● 因此，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。

● 拉条通常用圆钢做成，圆钢直径不宜小于10mm。圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1／3腹板高度范围内。

● 当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条连接，拉条宜设在下翼缘附近。

● 为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、下翼缘附近交替布置。

拉条、撑杆与檩条的连接见图所示，斜拉条可弯折，也可不弯折。前一种方法要求弯折的直线长度不超过15mm，后一种方法则需要通过斜垫板或角钢与檩条连接。

实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2个，并沿檩条高度方向布置，见下图。设置檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。

当采用扣合式屋面板时，拉条的设置根据檩条的稳定计算确定。

刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做成，通常按压杆的刚度要求选择截面: [λ]≤200

★ 拉条的计算

拉条为檩条的平面外支承点，因此拉条所受拉力即为檩条承受的水平荷载。拉条支承处支座反力为：

拉条所需要的截面面积计算公式：

★ 檁条设计－小结

1、根据受力特点，檁条应按双向受弯构件进行内力计算和截面设计。

2、檁条在进行内力分析时，内力计算与拉条的布置有关，当布置一道或两道拉条时，在水平荷载qx作用下按两跨或三跨连续梁计算。

3.拉条布置应考虑风荷载影响，按实际受力计算拉条截面，并满足构造要求。

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