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【结构新手总结】浅谈剪力墙结构新手必梳理盲区

发布于:2017-02-15 13:30:15 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

剪力墙结构,是我本人非常喜欢的一种结构,也具有一般的代表性,也是非常常见的一种混凝土结构体系,变形属于弯曲型。有的人不知道弯曲变形是什么意思,这里我不解释啊,自己翻翻结构力学的课本,就有现成的公式。

适用范围:一般的多、高层住宅项目,几乎都采用这种结构,少部分的公共建筑也有,但是相对较少,其实剪力墙结构也分很多种,这里可以看一下抗震设计规范,我本次只讲一般的剪力墙结构。侧重于高层住宅,因为实际设计当中,采用这种结构的高层住宅比例非常的高。

优缺点:优点是抗侧刚度极大,楼层变形相对较小,结构高度可以做到很大,结构剪力墙的布置选择性较多,可以有较多种结构方案,不同的方案对结构的经济、安全、以及美观程度都有相应的体现,缺点就房屋相对不通透,功能相对较单一,开间跨度相对较小,投资较大等等;于是人们想出了另一种结构异形柱结构,这种结构我不是很喜欢,也没有做过这种结构,所以这种结构我不讲解。

剪力墙结构确实是一种非常好的结构,然而这种结构在日本地区相对我国就不太受欢迎,剪力墙结构因为自身的质量巨大,在所有的结构体系当中,剪力墙的体重几乎是最高的,在有地震作用的时候,因地震产生的惯性力也相对较大,而且剪力墙结构投资也相对较高,作用功能单一,然而这并不能掩饰其结构的适用性,我们国家在地震的灾害评估当中,很少能见到剪力墙结构的坍塌,坍塌率非常的低,甚至是高层的剪力墙几乎没有在地震当中坍塌的,真正做到了大震不倒,我们不妨刨去一些设计不合理的结构,其实这样的结构占的比例非常的大,因为这些年随着高校的各种形式的扩招,很多院校都开设了土木工程的专业,导致了这个进入行业的门槛非常的低,竞争的无比惨烈,很多浑水摸鱼的人也出现在这个行业,这是对这行业的破坏,也是对结构安全的不负责,因为你的技术水平和责任心的不高,很可能导致在下一次地震当中你所设计的结构坍塌,对其他人造成严重的伤害,这个行业可以准许给你一定时间的成长,但是当你独当一面的时候,真正考验你的时候就到了,结构设计一般分为两大部分,首先是结构优化,其次是结构的精细化,这里说一下,结构的优化的过程,首先拿到建筑图纸之后,你要确定结构的方案,包括结构体系,是做钢结构、框架、框剪、剪力墙、框筒等等,这个过程一般是要和部门的领导商量一下,有时候这个过程也是部门的老总定结构形式,如果前期你跟着建筑做建筑方案的话,那么这个定方案的过程是要提前随着建筑方案的完成,结构方案也基本完成了,其次,是否设缝,这个结构设缝,完全可以看一本书,王铁梦_百度百科
工程结构裂缝控制》,这一本书就可以了,王铁梦基本就是这个行业的权威,这本书很厚啊,我没看完,但是我挑着看了一部分,对于结构的缝的类型(先说伸缩缝:这个是超长或者复杂结构在温度应力(可以理解为热胀冷缩,线膨胀)作用下要设定的一种变形缝,不过近年来一般软件通过计算,能够算出在温度场力作用下的结构的变形情况,故而通过一定的技术措施一般结构很少设置了。

沉降缝:这个调整结构的竖向变形,换句话说就是两个结构或者一个结
构的两个部分自重不同而设置的,自重不一样,导致压缩地基土而得到的沉降(结构整体的竖向沉降)不同,一般结构在沉降技术过后封存,你是看不到这个缝的。

抗震缝:这个是两个不同结构或者同一结构两个部分的结构体型相差较大而设置的,或者是复杂的平面结构,一般设置的,你见的多半是这种缝,结构主体完成后,建筑会有相关的封存柔性材料填充起来,也可以不填充,这个缝隙的宽度是根据缝两侧的结构类型和高度计算而确定的,但是200毫米缝宽的本质是在地震作用下两个结构的最大理论变形或者位移之和,保证结构在地震作用下不相互发生碰撞而造成二次破坏,同时,设缝的目的,有很多个原因,不过多解释。大多数是平面不规则或者竖向不规则结构)。


对于基础部分,各个专业都是非常关心的,不光建筑专业,包括,基础形式,是独基还是筏板,平板式筏板还是梁板式筏板,因为这都设计到的建筑的防水排水,以及其他的做法,水暖电专业也关心这些,这涉及到将来的各种管沟,其次基础的标高更是重中之重,管沟的标高是在基础上还是基础下,集水坑、电梯基坑等等,都要依托基础的标高,这里我讲个例子,前些年我做过一个项目,六层的洋房,一层的地下室,剪力墙结构,这个项目我当时没有细看规划图,也就是我们常说的总图专业,直接就设计了,因为那个项目非常的大,大概一共是38万平米,我们四个工程师,我负责车库和一种户型的洋房,例外两个工程师负责另外两种户型的洋房,这是我领导第一指定我当工种,对我也是非常重要的,大家可以想象一下啊,38万平米,地上就六层,你想想那得多大一片,那工地,嚯,好家伙,太难得一见了,这里问题就产生了,当时我们几个就闷头的做地下和地上的设计, 画完地下的挡墙,画地上的结构,都弄完了之后发给施工单位图纸,因为这图纸要的非常的急,急到不能再急的程度,相信大伙都能猜到了这就是江湖上非常的有名的一种图纸,我就不多说了,对图纸要求真的非常的高,这里的高不是图纸画的多么的好,而是能保证按照这份图纸施工,将来能应付突发其来的很多结构问题,图纸发出去之后,暖通专业的图纸也做好了,给我们结构看一下,一看傻眼了,水暖电专业的管子和各种管沟的标高都比我们的基础标高要低,也就是说,我们的基础要压到他们的管道之上的,有的位置还和我们的基础相重合,整个地下平面图几乎都是这种情况,当时就懵了,这意味我们整个地下的结构设计都有问题,同时建筑专业也找到我们,说我们的结构有的地下室是半地下室(就是地下一层有的地方四周是没有土的),甲方要求回填过去,把半地下室回填成全地下室(地下一层四周都有土),因为暖通专业的各种管子对其覆土的厚度是有要求的,防止压坏和防冻等等,这一切的根源都是我没有仔细的看总规划图,因为总规划图当中是有各个建筑周围的土层厚度的,每栋建筑周围的地貌情况都有,我当时设计的时候,只看了一个最大的覆土厚度,这个覆土厚度就相当于一个高度差,也就是一个建筑的正负零到我的基础之间的高度差,因为我要计算挡土墙的时候,需要这个厚度就足够了,结构的整个地下室是平的,然而我却忽略了场地不同位置的绝对高度是不一样的,就产生了上述的问题,所以我要告诉大伙一个经验,在设计大面积的建筑群体的时候,尤其是近几年房地产商的“城市综合体”概念的出现,大面积建筑群体项目越来越多,一定要仔细的阅读总图专业的图纸,看好每栋建筑的四周的绝对标高和相对应的土层厚度,然后脑海中要马上构建出整个项目四周地貌情况,这点非常重要,后来就是我们无休止的改图,大家都知道,基础在降标高的时候,是要放坡的,一般是按照1:2放坡,也就是相邻两个基础的高度与两个基础之间的距离的比值要小于0.5(这个是工程常见的放坡做法,不是绝对的),而基础的标高的变动往往就要画详图,嗨,改的是心都稀碎稀碎的,再后来,项目竣工之后,我跟这个项目暖通的负责人在一次旅游爬山当中,聊起了这件事,这个暖通负责人是个女的,我很尊敬的一位师姐,长的也很让人赏心悦目,也是我们哈工大毕业的校友,我的老师跟她也都有认识,然而她说出了一句让我再一次心碎的话,她说其实那个标高也是可以改的,结构不用动,她们也有办法,之所以让结构改,就是因为他们三个专业的管子和管沟都在一个位置(这里说一下,一般水暖电专业的套管,都喜欢在同一个位置穿插,电的有时候有特殊要求,因为电和水总归是有冲突)敷设的,所以仨专业一起商量好了,她们三个不改,只让结构改的结果,后来她用接近20年职业经验告诉我一句话,没有水暖电改不了的设计,转身继续大步的攀登,深藏功与名,于是我把这句话告诉了大家,只可意会,不可言传。

其实基础的标高问题还有很多,基础标高的确定在基础设计规范有明确的要求,这里自己去看,我只强调几点,首先,一定要满足建筑的要求,其次,一定要看冻土深度,不同地区差异很大的,这里重要说一下,国家有专门的冻土深度的测绘图,就附在地基设计规范里面,因为这个建筑地面以下的地基土如果在冻土层范围内的话,因为季节交替,冻土层的土的性质由于含水量的变化,会发生非常大的变化,不稳定,东北地区的孩子经常会听到老人讲一个词,叫“翻浆”,大致上原理都类似,所以基础一定要做到冻土层以下,再次,基础的标高很大程度上取决于持力层,这肯定是第一个要考虑的,持力层在哪里通常就要选择做到哪里(以地勘单位提供的勘察单位的报告为准)要满足承载力的要求,这里不多说,同时还要满足相邻建筑的避让要求,这里说一下,如果你的建筑是在市中心的话,比如我经历过一个项目,不是我做的,但是我参与了,是北京市一个二环以内的老房子改造,四合院,重新修正,二环以内原则上是不会出现工地的,但是没办法,业主非常的厉害,几乎是新建,大家知道,二环里面都是胡同,建筑之间彼此相邻都是非常的近,而且都是老房子,一栋四合院估计没有一个亿也有半个亿的价值,而且很多还是保护性建筑,所以,在施工的时候,包括施工方案我们都是全程的参与,这个建筑是地上二层,局部三层,地下一层,基坑挖了几米我忘记了,大概是5米多,给将来的压重(抗浮需要,以后再细讲)准备了一定的高度,因为建筑之间相邻非常的近,所以,当时我们就像施工单位提出,打护坡桩,有经验的设计人应该知道,北京地区水位没有想象的那么大,除非你靠着运河,土质也相对较好,在基坑不是很深的话,所以一般基坑放坡就可以了,但是考虑到放坡之后,相邻建筑地基的侧限(土的相互限制作用)的消失,对相邻建筑的地上结构是有影响的,极易引起相邻建筑的破坏,常见的就是出现裂缝,所以我们建议甲方先打桩,保护相邻建筑。这个避让要求,就是原则上新建的建筑的基础标高要比相邻的建筑要小,当然这也不是绝对的,剩余条文见规范。

剪力墙结构,如何设计墙截面、梁截面、板厚度、基础大小和其他注意事项。
剪力墙的墙,为什么叫剪力墙啊,很显然,承受剪力,所以不光是有混凝土的剪力墙,也有砌体剪力墙结构,将来可能还会发明其他材料剪力墙结构,完全有可能。
墙截面:墙肢长度和墙肢厚度,对于墙肢的长度,在高规上都有明确的条文规范,分界点在3倍墙的厚度和8倍墙的厚度,在实际的结构设计的过程中,尽量控制墙肢长度大于8倍墙的厚度,否则即形成短肢墙,规范在短肢墙的规定上也有说明,规范对墙肢的上限定在了8米墙长,规范上的在剪力墙这章规定的内容特别的多,也特别的细碎,此章节的涉及到的概念也特别的多,这部分我不讲解,有时间自己看看规范和相应的条文说明,同时做一部分相关的习题,就会了解的。

墙肢的厚度,一般的高层的住宅我认为不超过250毫米,足够了,30层的住宅,最大墙肢厚度完全可以控制在250毫米,一般的小高层住宅基本200毫米都可以做下来,但是这里有个经验,对于大部分东北地区,有的做200毫米的墙后,略显“单薄”,这种地区建筑专业的外保温往往做的特别的厚,这样略显尴尬,我曾经做过180厚的剪力墙,结果建筑专业的外保温做到10公分以上,外保温做到这么厚,无论是施工还是后期的安全,都是有问题的,所以我建议剪力墙的厚度尽量选200厚,250厚,300厚等,超高层的剪力墙可以做到600到1000厚,也都是常见的,当然了,墙厚不是绝对的,脱离了结构的布置谈墙厚是有问题的。

结构布置:
剪力墙结构的合理布置是结构设计的一项十分重要的内容,它不仅决定了建筑结构抗震性能的优劣,也决定了建筑结构的经济性能、施工性能和使用性能的好坏。
结构布置合理性的主要参考结构计算指标合理性控制。包括周期比、扭转位移比、层间位移角。
好的结构布置带来的一定是好的结构指标,剪力墙的周期比一般规律性不强,但是绝对不会超过规范,往往也比较小,其实周期比的控制不同的时候控制是不一样,有的国家的规范对周期比是没有限制的,我们国家对周期比控制比较严格,具体详见高规,其实深刻的理解周期比的概念,是要学习结构动力学的知识的,这里涉及到平动成分和扭转成分,当然这是通俗叫法,工程上叫模态,关于结构动力学的知识,我有时间肯定一定会一点一点的讲解的,绝对能让大家完全理解,其实这些内容自己完全可以看书解决,估计大伙都是太懒了,我们做设计的时候,要求控制到结构第一、二周期是平动周期,第三周期是扭转周期,而且要求平动周期中扭转成分占到比利小于10%左右;位移比是以层间最大位移与层高的比值,层间最大位移指的是楼层内的最大位移差,所以是抗扭的指标,偶然偏心的存在对结构的扭心有影响,所以考虑偶然偏心。这个是概念,结构的扭转效应也要控制,否则会给个别墙肢的配筋带来很大的困难,对于扭转很多人都不理解,其实我们在学材料力学的时候,就已经接触过扭转了,有时间大伙翻翻课本,看看扭转对于材料的应力图,不同截面在扭转作用下的变形,等等,林同炎大师的那本书对这里讲的非常好,自己去看。层间位移角是为了满足第一水准设防下的要求,属于正常极限状态下的验算,只是一个验算指标,根据国内实验与借鉴国外经验而采用的,这个指标完全可以看出一个结构的抗侧刚度,剪力墙一般控制在1/1300~1/1000,这个指标其实是很难控制的,有的建筑甚至是做不到,之所以做不到是因为剪力墙结构往往墙肢很多,导致这个指标经常做到1/2000左右,甚至更小,这些也是经常碰到,有的结构先天不足,所以想要控制到我说的区间是有困难的,做的时候要注意,但是有一点是可以告诉大家的,好的剪力墙结构的配筋大部分都应该是构造配筋,这点要清楚。

消除抗剪承载力不足的墙肢,控制受拉较大墙肢的拉力。剪力墙结构偶尔会碰到抗剪承载力不足的墙肢,也就是截面超限,这时候是要调整整个结构布置才能消除,如果单纯的增加截面,调整的结果往往具有不确定性,对于墙肢出现较大的拉力,往往出现在外墙的位置,一般常见于结构的角度位置,有一些结构由于先天的不足,这部分的拉力往往很难通过调整消除,新版的PKPM和盈建科结构设计软件都增加的对于出现拉力的标识“PL”偏拉的意思,设计的时候,应该尽量避免出现此类构件,大家都知道混凝土在拉力的作用下,截面迅速开裂,开裂的钢筋混凝土结构对于受弯是没有多大影响的,但是对抗剪是有影响的,原理自己画画图就能明白,钢筋对于抗弯是做出主要的贡献的,但是对于抗剪承载力,是大大降低的,这部分内容也可以自己画画图,同时,大家去翻看规范的对于墙体混凝土抗剪承载力的公式,就一目了然了。这里还要补充一个经验,大家在设计墙肢的时候,对于外墙往往计算的暗柱的配筋较大,往往造成对一个按照规范规定的暗柱截面的配筋率较大,甚至出现一个暗柱配筋配不下来的情况,出现这种情况有三种解决方案,一种是提高外墙的墙肢整体的配筋率,这个配筋率在一般的设计软件都可以指定的,原理,大伙可以翻看高规对剪力墙承载力设计的公式,不过这种方法对于降低暗柱配筋值的效果不大,通常能降低20%左右的配筋量,第二种是增大暗柱的截面,也就是将暗柱的截面设计成比规范规定的暗柱截面大。第三种就是按照组合墙截面去计算配筋,这个我认为也是非常合理。怎么去操作和实现,大伙可以百度。(再次提示,文章中出现的名词和相应的操作都可以通过到网上搜索得到,限于篇幅,因为解释一个名词往往通过一两千字的描述,我这里点到为止,见谅,实在搜不到可以留言,我会做出解答)


梁截面:其实剪力墙结构的梁一般分为三种,连梁、框架梁和次梁。
连梁:连梁是连接两个平面内墙肢的一种梁,关于的连梁的相关规定见高规,高规从截面和承载力以及计算多个方面都有详细的描述,常见的将跨高比不大于5的梁默认为连梁,否则可认为是框架梁,关于连梁的受力很多设计师都不是很清楚,我这里有一幅图,大致上能把连梁的受力情况表现清楚,至于怎么分析,自己回想一下结构力学的有关知识。


其实连梁在出现塑性铰之后,可以用这样的模型来分析它的受力。而且为什么强调要做弱连梁、强剪弱弯也可以从图中找到答案。

既然是经验篇,我这里就说一下,连梁经常出现的问题,在实际结构设计当中,在8度区甚至是有些7度区,高层剪力墙结构,连梁经常“超筋”,其实这是很正常的现象,有的地区是控制超筋连梁的数量,有的地区会有一些相应的处理措施,我这里只写一种,就是《北京建筑设计研究院的技术措施》附录推荐的处理方式,连梁的配筋设计是基于现有连梁截面所能承受最大弯矩、剪力进行配筋,而后在计算模型当中,将连梁刚度折减,进行剪力墙配筋设计。一般设计院也都是这样处理,这本措施也算是一种行业依据,否则在外审图纸的中,审图单位肯定是要提出问题的。

关于连梁跨高比过小问题。
现阶段,地震作用下的计算是基于小震弹性。在剪力墙住宅中,对多数连梁而言,多遇地震作用下并没有“问题”。但当遭遇大震时,需要这些连梁通过延性的弯曲破坏来消耗地震能量时,这些所谓的没有“问题”的连梁,尤其是跨高比较小时,很可能就会发生脆性的剪切破坏。因此,抗震设计时,应根据设防烈度、建筑高度、不规则程度、场地类别等因素,对跨高比较小的连梁进行处理。增大连梁跨高比,是改善其受力性能的有效途径,以下是工程设计当中常见的处理方式。
第一:设置水平通缝,增大跨高比。

在连梁跨度范围内,沿高度设置一道或两道水平通缝,将原跨高比较小的连梁,分成两根或三根跨高比较大的连梁。见下图


门连梁 高窗台连梁 低窗台连梁
连梁设水平通缝
第二:设置竖向缝。
在连梁支座边缘,设置一定高度且具有一定宽度的竖缝。



门连梁设竖缝



窗连梁设竖缝做法
第三:加宽洞口。
根据情况可以加宽门窗洞口宽度,加宽部分用填充墙补齐。这种做法的优点是连梁截面不变,连梁刚度和承载力较大,耗能能力较强;缺点是增加了二次结构。见下图:
关于楼板对连梁的不利影响。
算例:门洞连梁,净跨900,截面200x800,楼板厚120,抗震等级:二级,梁端剪力增大系数,混凝土强度等级:C30,钢筋HRB400级。配筋见下图


连梁配筋
考虑翼缘作用的对比情况

注:1)Ec为混凝土弹性模量;2)楼板底部钢筋位于支座边缘附近,本身受力很小,未考虑其参与楼板受力。未考虑可能存在的楼板负筋参与连梁工作;3)设水平缝连梁仅考虑上部梁。
从上表中可以看出:1)连梁刚度虽然考虑了折减,但由于楼板翼缘作用,其折减后的实际刚度仍远大于其计算刚度。连梁实际承担的内力应大于其计算内力,因此,考虑刚度折减后,计算中没有“问题”的连梁,实际中出问题的可能性大大增加;2)翼缘板中的钢筋大幅提高了连梁的抗弯承载力,其提高系数远大于梁端剪力增大系数。连梁“强剪弱弯”的设计理念难以实现。因此,连梁设计时,应结合翼缘板中钢筋的实际配置情况,充分考虑其对连梁抗弯承载力的提高作用,适当减小连梁上部纵筋配置。
由上述论断可以得出的经验。
1)对于跨高比较小的连梁,应结合工程的具体情况,如:设防烈度、建筑高度、场地类别等,采用适当的方式减小连梁的跨高比,以期实现连梁的弯曲破坏。
2)应考虑翼缘板及其中钢筋对连梁刚度和抗弯承载力的提高作用,适当减小连梁上部纵筋。
关于连梁设计中的几个细节问题。
1)剪力墙结构中的“框架梁”上排负筋宜等直径拉通。
剪力墙结构中有一些跨高比较大(如:λ>5)的梁,一般按框架梁进行设计。设计人往往沿袭框架梁的思维,将梁顶面贯通筋进行变直径设计,换成两根较小钢筋直径。
算例:某段梁截面为200x500,梁净跨分别3000、3500、4000、4500和5000,支座负筋均为2Φ22,底筋均为2Φ20,箍筋为Φ8@100/200(2),抗震等级为二级。配筋方式1:梁顶面贯通筋换成2Φ14;配筋方式2:梁顶面贯通筋为2Φ22。如下图所示。各跨度梁顶面钢筋用量统计见下表。

连梁不同配筋方式
表:负筋用钢量统计表

从表中可以看出,两种配筋方式用钢量相差不大。进一步分析表明,当梁跨度较小或负筋直径≤22时,配筋方式2用钢量会略低于方式1。配筋方式2可以减少钢筋的加工量和绑扎量,降低钢筋废料。
关于相邻等截面连梁配筋。
当相邻连梁配筋计算值相差较大,不宜统一时,应统一钢筋直径。如:某相邻连梁根据计算值,下图所示的三种配筋方式。


相邻连梁不同配筋方式

方式一:支座两侧连梁主筋直径不同,会造成连梁主筋位置关系的处理,以及支座处钢筋过密,影响砼浇筑质量等问题。
方式二:支座两侧连梁主筋按较大直径统一,会影响到另一侧连梁“强剪弱弯”关系,经济性也会受到一定的影响。
方式三:支座两侧连梁主筋(或第一排)按较小直径统一,并保证连梁的设计抗弯承载力基本不变。连梁底筋按相同的原则处理。
关于剪力墙的边缘构件设置的一些经验。
大家要清楚的是,剪力墙的边缘构件不仅仅在剪力墙的计算当中有体现,而且剪力墙边缘构件也是剪力墙结构延性主要保证,这点大伙要清楚,关于延性,我们经常提到延性这个词,其实这不是一个词,延性实际上是一个函数,是极限位移与屈服位移的比值,在结构动力学当中,我们把这个比值量化,变成一个函数,进而在进行结构动力分析当中,能够进行微积分。这个我们以后在结构动力学当中再讲。边缘构件包括:
约束边缘构件和构造边缘构件,控制的主要因素就是剪力墙墙肢的轴压比,关于这部分的基础知识自己去翻《抗规》和《高规》,里面都有详细的基础规定。这里不讲了。
我的第一任师傅曾经告诉我,在很久以前的剪力墙结构当中,是不设边缘构件的,那时候没有这个概念,只有墙肢的概念,这点大伙要清楚,这设计的时候,按照两本规范规定去做判定,截面,承载力,配筋,构造等几个方面去设计,我这里只讲几个稍微规范上没有的经验。
在做有地下室的剪力墙结构当中,我们经常能遇到这种墙体,就是窗井墙,部分地下室外墙(地下有地上没有),以及部分出地面的各种井道墙体,这类墙体中,如果只在地下有,而地上没有的话,我们完全可以不设置边缘构件,直接按照墙体配筋即可;此外,控制为了尽量避免设置边缘约束构件,可以适当提高混凝土的强度等级,一般的高层结构,控制在C60以内完全可以,我经常用C50左右,但是有一点需要注意的是,在结构设计当中时时刻刻都要想到,两个结构构件如果想接触并发生力的传递的时候,如果两种构件的混凝土等级相差超过两个等级,一定要验算局部压力作用,具体验算的方法,见《混凝土结构设计规范》。
关于边缘构件的合并问题。
按照规范规定的设计截面的时候,(这里需要说一下,抗规和高规对边缘构件的截面规定是有区别的,具体使用原则是,抗规适用是多层结构,高规适用于高层结构,具体参见两本规范最前面的规范使用范围,都有说明的),定了截面之后,按照计算结构配筋,并要验算配箍率和配筋率,这些可以编辑Excel表格进行验算,这里说一下,Excel表格的函数编辑一定要会哦,不会的话可以到网上下载别人编辑好的,但是要验证对错和参数的设置,否则的话将来用Etabs做设计所得出的各种内力在数据处理的时候也要学的,国外的软件没有国内的智能。另外,边缘构件的钢筋种类尽量一种,不要超过两种,否则在施工起来确实是个麻烦,两个边缘构件之间的墙段如果在800毫米以内时,两个边缘构件的箍筋和墙身水平分布筋都可以进行合并设计,边缘构件的主筋和墙身竖向分布筋均保持不变,以前很多设计院一般是要求在一倍或者两倍墙体竖向钢筋间距是时候才进行合并,这个没有必要哦,我做过专门的计算,无论是从经济角度还是施工方便角度都相差无几。
关于边缘构件计算的配筋值超筋或者配筋巨大的问题。
这个也经常遇到,有的结构在计算的时候,总有一个或者几个墙肢因为截面不够或者是抗剪承载力不够而超筋,一般这种问题,我们必须要修改墙肢,我的建议是如果是特别小的墙肢,我建议去掉,如果是不能去掉的墙肢,那就得和建筑商量一下,修改墙段或者是调整你的剪力墙布置了,这个必须要修改;如果是某个边缘构件配筋巨大,这时候就可以按照组合墙进行配筋,在多数情况下,可以大幅减小墙肢边缘构件的配筋。但应注意以下问题:
1)组合墙中的墙肢不能太长、太多;
2)选择不同的初值会得到不同的配筋结果,具有多解性;
3)配筋减小幅度不应太大,一般不超过10%。
当然了,对于配筋巨大的情况还有很多种处理措施,比如调整结构布置,通过开设结构洞口,减弱组合墙的共同工作;优化纵筋布置,当墙肢较长时,可提高竖向分布筋配筋率;等等吧,有很多种方式。如果想详细了解的话,可以到网上搜搜这方面的知识,我个人最推崇就是调整结构布置,将多余墙肢删除。
关于剪力墙结构的混凝土等级问题。
其实不光光是剪力墙结构,其他结构也同样适用,我们国家的混凝土等级相对国外尤其是日本来说,在应用的时候,实在是太低了,包括高强钢筋的应用这方面,这些高强材料的在各方面的性能都已经做的很好了,但是不知道为什么在应用的时候,就出现很少,估计也是在逐步提高吧,好像北京市现在基本都抗震三级钢,很少出现二级钢,南边还有很多地方在用二级钢,这些也都靠政府去引导,多说无益,高层结构,竖向构件常用标号:C30~C60;基础常用标号:C30~C40;水平构件常用标号:C30~C35;垫层标号:C15;我们在设计时候,一定要考虑施工,因为施工单位在打灰的时候,往往都是半夜打灰,
人困马乏的,所以混凝土标高尽量不要太多种跳跃,我一般是竖向构件两个等级一换,一栋楼尽量控制在2~5种标高之间,这取决于楼层的高度,轴压比等,在加强层的位置混凝土标高不要突变,上延至少一层,在结构验收时候,一定要施工单位带上回弹仪,抽查各种构件的混凝土等级是否达到强度,这个一定要做。混凝土等级还有很多要求,详见《混规》。
其实剪力墙结构有很多工程经验,太多了,但是主要的原则,重点在结构布置上,比如均匀布置啊,避免角部转角窗等,一时也想不起来了,而且剪力墙结构设计和作图的时候,都相对来说工作量少一些,这也是我喜欢这种结构最主要的原因。
其实,结构设计的时候,有很多东西不是那样的确定的,这个确实是存在,我们国家的规范采用的概率理论极限承载力设计方法,既然是概率,就得服从概率分布,如果采用全周期设计理论也不是很现实;而且在施工的时候,又会有很多种不确定的因素,所以就有了工程派和学院派的两个阵营,学院派认为自己的理论基础足以支撑任何设计,然后工程派认为理论派只会纸上谈兵,真正在设计的时候会有各种问题出现,而且不见得一个人说的永远都是对的,我们的勘察设计大师,也不见得所有的设计都是完美的,我个人认为,一个结构工程师要有理论支撑,要有丰富的处理问题的经验,要对自己的设计有自信就可以了。


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这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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