论文部分内容阅读
摘要:随着我国房地产事业的进一步发展,对于建筑空间的要求更加严格,高层建筑也就日益增多。而剪力墙结构具有结构刚度大、整体性好等优势,自然而然的在高层建筑中得到了普遍的应用。尽管剪力墙结构在实际应用已经相当的广泛,但是其还是存在一些需要解决和避免的问题,这些问题往往会对建筑的一些功能产生较大的影响。本文主要通过研究分析剪力墙结构的特点,以及其在实际的结构设计过程中存在的不足和缺陷,最后探讨如何加强剪力墙结构设计的具体措施,以优化高层建筑中剪力墙的结构设计,并为类似工程的建设提供依据。
关键词:高层建筑、剪力墙、结构设计、加强
在当前,在我国的高层建筑中一般都是采用剪力墙墙体,这主要是依赖于其刚度大、整体性好的优点,成为住宅、公寓以及旅馆等高层建筑的首选设计结构。除了上述优势外,剪力墙结构还具有水平力作用产生的位移小,钢筋混凝土墙体承担了主要的竖向荷载,能够很好地抵抗风和地震作用传来的剪力,抗侧力能力强,适用于层数较多的高层建筑。
1.研究意义
随着我国的高层建筑的发展日益精细化,在其中科技的发展和应用越来越多,建筑表现出更多的个性化和创新化,对技术的综合应用不断加强,但这所提到的一切必须依靠于建筑结构设计。而对于高层建筑,剪力墙结构设计是我们需要探究分析的重点,只有通过不断加强剪力墙结构设计,才能不断提高建筑的安全稳定性以及经济适用性。另外,加强剪力墙结构设计还可以实现高层建筑结构优化,满足开发者的个性化要求。
2.高层建筑的剪力墙结构体系
2.1剪力墙结构的定义
剪力墙是房屋或构筑物中,主要用以承受风荷载或地震作用引起的水平剪力的钢筋混凝土墙体。剪力墙一般会设置一些门窗洞口来满足建筑物使用功能的需求,而根据这些洞口的有无、大小、和位置等,一般剪力墙可划分为以下几类:整截面墙、整体小开口墙、联肢墙、壁式框架以及错洞墙和叠合错洞墙。而剪力墙结构主要是指以建筑物的外墙和永久性内隔墙作为钢筋混凝土承重墙的主要结构。一般情况下,剪力墙的宽度和高度与房屋的宽度和高度相同,厚度不等(大致在160毫米到500毫米之间)。另外,剪力墙不仅可以承受竖向荷载,而且还可以承受平行于墙体平面的水平力,并且提供较大抗侧力刚度,这是与只承担结构竖向荷载的受力墙 最大的区别所在。
2.2剪力墙结构设计的问题分析
2.2.1剪力墙结构设计中剪力墙结构的布局问题
由于高层建筑中的住宅设计往往会遇到间距不足和分隔墙多的问题,这就对剪力墙结构的设计布置提出了更高的要求。由于剪力墙结构墙体多,使得建筑物的自重增大,受到地震的影响较大,造成建筑资源的浪费。除此之外,剪力墙结构墙体多为构造配筋,如果配筋率太低,又会导致剪力墙结构的结延性差。剪力墙结构的布局问题很大程度上影响了建筑物使用功能的完善以及建筑物的有效利用空间。
2.2.2剪力墙结构设计中最大层间位移角的控制问题
由于剪力墙结构设计往往会受到实际的施工质量的影响,也就使得最大层间位移角(最水平位移与层平均位移的比值)的控制往往比较难以实现。必须使其满足建筑规范的需要,一般情况下不宜大于1.2,使得建构在风荷载和地震作用下的位均能很好地满足规范限值。
2.2.3各细部构件强度稳定性不足
由于在实际的施工过程中会造成一些与设计上的偏差,使得建筑物的力学性能发生一定的变化,也就一定程度上影响了各细部构件强度和稳定性,需要对其采取一定的加固措施,以保证建筑物主体结构的稳定性。特别需要指出的是连梁的设计问题,剪力墙结构中的连梁有较大的作用,除了起到连接墙肢的作用,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。连肢墙的脆性破坏可以划分为两种情况:一种是脆性破坏发生于墙肢;另一种情况是连梁发生剪切破坏,导致连肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。
3.如何加强高层建筑的剪力墙结构设计
上文分析了高层建筑在其剪力墙结构设计过程中存在的不足和缺陷,为了实现加强高层建筑的剪力墙结构设计的目的,我们这对这些不足提出了以下措施:
3.1优化剪力墙结构设计的剪力墙布置方案
通过合理的剪力墙布置,可以优化剪力墙结构设计,使得其满足规范的需求。对于一般剪力墙布置来说,主要是沿主轴方向进行布置,而对于巨型、L 形、T 形等建筑平面,则往往会采用沿两个轴线方向布置方式。一般在剪力墙的实际布置中,应该严禁出现单向剪力墙的情况,不仅如此,还应该通过拉通对直方式保证内外剪力墙布置的稳定性。此外,我们还需要指出的是,在剪力墙的布置过程中,不能只追求数量,而应该进行对剪力墙数合理有效的控制的基础上,保证结构质量中心与刚度中心的重合,以免建筑物得受到较大的扭矩,如此种种,都是建立在合理充分掌握剪力墙布置间距的基础上。另外对于剪力墙上难以避免的洞口,应尽量布置应当上下对齐,保证三个以上的洞口不交接于同一个十字交叉墙附近,上述合理的方案布置都可以对剪力墙结构设计的加固,产生积极地影响。
3.2剪力墙结构的各类细部构件设置的合理性
尽管高层建筑的剪力墙抗侧力性能比较突出,但是在巨大的地震威力下,还是要求我们更加注重剪力墙的稳固设计,以提高其总体的抗震性能,特别是对控制的薄弱层采取有效的措施,使其不会因为地震而造成损害。我们一定要采取有效的手段来加固剪力墙的稳定性和刚度。细部的剪力墙结构设计应采取的加固措施如下:其一是在进行剪力墙的钢筋布置时,尽可能的将水平钢筋放在外侧,并且在墙体钢筋网之间设足够数量和规格的拉筋;其二是连梁应沿整个梁高设置侧面纵筋,一般还应该保证连梁腰筋沿墙体水平筋拉通;其三是楼板内设备预埋管上方无板上部钢筋时 ,可以沿预埋管走向,布设板面附加钢筋网带。
3.3利用新兴的计算机软件技术加强剪力墙结构设计
随着计算机技术的日益普及,高层建筑的剪力墙设计难免也会采用计算机进行辅助设计,通过计算机软件技术,建立符合实际工程现状的建筑模型。建筑设计人员可以通过对软件的合理运用,对所建模型进行参数的调整和优化,满足实际工程建设需要,最大限度地使软件所计算出的结果与实际的模型相统一。在实际的剪力墙结构设计中,工作人员需要系统的分析软件中各项参数的实际意义,保证参数设置的合理性。但需要指出的是,整体的建构设计不能全部依赖于计算机软件,还是应该结合具体的工程实际,找出误差和不足,积累利用计算机软件设计的经验和教训,使高层建筑的剪力墙设计更加合理安全。
结束語
随着科学技术发展的日新月异,必将会很大程度上继续影响高层建筑的剪力墙结构设计,这就需要建筑设计者们不断加强结构设计技能的提升,优化剪力墙结构设计,在满足建筑物安全稳定性需要的同时,最大化其市场经济效益。本文主要探究分析了我国当前高层建筑的剪力墙结构设计存在的问题和不足,并针对这些不足提出了一些加强剪力墙结构设计的建议,为今后高层建筑的剪力墙结构设计提供了一定的参考依据。
参考文献
[1]周浪.高层住宅剪力墙结构优化设计研究[D].武汉理工大学硕士学位论文 ,2011:95-182.
[2]贾春伟,艾冬娜.小议建筑短肢剪力墙与异形柱结构的设计分析.[J].黑龙江科技信息.2008(35).
[3]李晓鹃,安永强.浅谈小高层住宅短肢剪力墙结构设计 .[J].土木建筑学术文库,2011,(05):28-34.
作者简介
孔伟伟(1986.02),女,河南新乡市人,河南黄淮学院建筑设计有限公司,结构设计人员。
梁建军(1988.05),男,河南驻马店人 身份证号:4128231988 05122412
关键词:高层建筑、剪力墙、结构设计、加强
在当前,在我国的高层建筑中一般都是采用剪力墙墙体,这主要是依赖于其刚度大、整体性好的优点,成为住宅、公寓以及旅馆等高层建筑的首选设计结构。除了上述优势外,剪力墙结构还具有水平力作用产生的位移小,钢筋混凝土墙体承担了主要的竖向荷载,能够很好地抵抗风和地震作用传来的剪力,抗侧力能力强,适用于层数较多的高层建筑。
1.研究意义
随着我国的高层建筑的发展日益精细化,在其中科技的发展和应用越来越多,建筑表现出更多的个性化和创新化,对技术的综合应用不断加强,但这所提到的一切必须依靠于建筑结构设计。而对于高层建筑,剪力墙结构设计是我们需要探究分析的重点,只有通过不断加强剪力墙结构设计,才能不断提高建筑的安全稳定性以及经济适用性。另外,加强剪力墙结构设计还可以实现高层建筑结构优化,满足开发者的个性化要求。
2.高层建筑的剪力墙结构体系
2.1剪力墙结构的定义
剪力墙是房屋或构筑物中,主要用以承受风荷载或地震作用引起的水平剪力的钢筋混凝土墙体。剪力墙一般会设置一些门窗洞口来满足建筑物使用功能的需求,而根据这些洞口的有无、大小、和位置等,一般剪力墙可划分为以下几类:整截面墙、整体小开口墙、联肢墙、壁式框架以及错洞墙和叠合错洞墙。而剪力墙结构主要是指以建筑物的外墙和永久性内隔墙作为钢筋混凝土承重墙的主要结构。一般情况下,剪力墙的宽度和高度与房屋的宽度和高度相同,厚度不等(大致在160毫米到500毫米之间)。另外,剪力墙不仅可以承受竖向荷载,而且还可以承受平行于墙体平面的水平力,并且提供较大抗侧力刚度,这是与只承担结构竖向荷载的受力墙 最大的区别所在。
2.2剪力墙结构设计的问题分析
2.2.1剪力墙结构设计中剪力墙结构的布局问题
由于高层建筑中的住宅设计往往会遇到间距不足和分隔墙多的问题,这就对剪力墙结构的设计布置提出了更高的要求。由于剪力墙结构墙体多,使得建筑物的自重增大,受到地震的影响较大,造成建筑资源的浪费。除此之外,剪力墙结构墙体多为构造配筋,如果配筋率太低,又会导致剪力墙结构的结延性差。剪力墙结构的布局问题很大程度上影响了建筑物使用功能的完善以及建筑物的有效利用空间。
2.2.2剪力墙结构设计中最大层间位移角的控制问题
由于剪力墙结构设计往往会受到实际的施工质量的影响,也就使得最大层间位移角(最水平位移与层平均位移的比值)的控制往往比较难以实现。必须使其满足建筑规范的需要,一般情况下不宜大于1.2,使得建构在风荷载和地震作用下的位均能很好地满足规范限值。
2.2.3各细部构件强度稳定性不足
由于在实际的施工过程中会造成一些与设计上的偏差,使得建筑物的力学性能发生一定的变化,也就一定程度上影响了各细部构件强度和稳定性,需要对其采取一定的加固措施,以保证建筑物主体结构的稳定性。特别需要指出的是连梁的设计问题,剪力墙结构中的连梁有较大的作用,除了起到连接墙肢的作用,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。连肢墙的脆性破坏可以划分为两种情况:一种是脆性破坏发生于墙肢;另一种情况是连梁发生剪切破坏,导致连肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。
3.如何加强高层建筑的剪力墙结构设计
上文分析了高层建筑在其剪力墙结构设计过程中存在的不足和缺陷,为了实现加强高层建筑的剪力墙结构设计的目的,我们这对这些不足提出了以下措施:
3.1优化剪力墙结构设计的剪力墙布置方案
通过合理的剪力墙布置,可以优化剪力墙结构设计,使得其满足规范的需求。对于一般剪力墙布置来说,主要是沿主轴方向进行布置,而对于巨型、L 形、T 形等建筑平面,则往往会采用沿两个轴线方向布置方式。一般在剪力墙的实际布置中,应该严禁出现单向剪力墙的情况,不仅如此,还应该通过拉通对直方式保证内外剪力墙布置的稳定性。此外,我们还需要指出的是,在剪力墙的布置过程中,不能只追求数量,而应该进行对剪力墙数合理有效的控制的基础上,保证结构质量中心与刚度中心的重合,以免建筑物得受到较大的扭矩,如此种种,都是建立在合理充分掌握剪力墙布置间距的基础上。另外对于剪力墙上难以避免的洞口,应尽量布置应当上下对齐,保证三个以上的洞口不交接于同一个十字交叉墙附近,上述合理的方案布置都可以对剪力墙结构设计的加固,产生积极地影响。
3.2剪力墙结构的各类细部构件设置的合理性
尽管高层建筑的剪力墙抗侧力性能比较突出,但是在巨大的地震威力下,还是要求我们更加注重剪力墙的稳固设计,以提高其总体的抗震性能,特别是对控制的薄弱层采取有效的措施,使其不会因为地震而造成损害。我们一定要采取有效的手段来加固剪力墙的稳定性和刚度。细部的剪力墙结构设计应采取的加固措施如下:其一是在进行剪力墙的钢筋布置时,尽可能的将水平钢筋放在外侧,并且在墙体钢筋网之间设足够数量和规格的拉筋;其二是连梁应沿整个梁高设置侧面纵筋,一般还应该保证连梁腰筋沿墙体水平筋拉通;其三是楼板内设备预埋管上方无板上部钢筋时 ,可以沿预埋管走向,布设板面附加钢筋网带。
3.3利用新兴的计算机软件技术加强剪力墙结构设计
随着计算机技术的日益普及,高层建筑的剪力墙设计难免也会采用计算机进行辅助设计,通过计算机软件技术,建立符合实际工程现状的建筑模型。建筑设计人员可以通过对软件的合理运用,对所建模型进行参数的调整和优化,满足实际工程建设需要,最大限度地使软件所计算出的结果与实际的模型相统一。在实际的剪力墙结构设计中,工作人员需要系统的分析软件中各项参数的实际意义,保证参数设置的合理性。但需要指出的是,整体的建构设计不能全部依赖于计算机软件,还是应该结合具体的工程实际,找出误差和不足,积累利用计算机软件设计的经验和教训,使高层建筑的剪力墙设计更加合理安全。
结束語
随着科学技术发展的日新月异,必将会很大程度上继续影响高层建筑的剪力墙结构设计,这就需要建筑设计者们不断加强结构设计技能的提升,优化剪力墙结构设计,在满足建筑物安全稳定性需要的同时,最大化其市场经济效益。本文主要探究分析了我国当前高层建筑的剪力墙结构设计存在的问题和不足,并针对这些不足提出了一些加强剪力墙结构设计的建议,为今后高层建筑的剪力墙结构设计提供了一定的参考依据。
参考文献
[1]周浪.高层住宅剪力墙结构优化设计研究[D].武汉理工大学硕士学位论文 ,2011:95-182.
[2]贾春伟,艾冬娜.小议建筑短肢剪力墙与异形柱结构的设计分析.[J].黑龙江科技信息.2008(35).
[3]李晓鹃,安永强.浅谈小高层住宅短肢剪力墙结构设计 .[J].土木建筑学术文库,2011,(05):28-34.
作者简介
孔伟伟(1986.02),女,河南新乡市人,河南黄淮学院建筑设计有限公司,结构设计人员。
梁建军(1988.05),男,河南驻马店人 身份证号:4128231988 05122412