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摘 要:在高层建筑的建设中,框架剪力墙是应用比较多的,而且应用范围也很广,它的设计和应用能对高层建筑起到很好的稳定性作用,特别是抗震性能的优势很明显。在实际的建筑施工中,要依据建筑的自身特点和性能要求制定出合理的施工方案,并按照施工标准施工,但是在施工中还要注意几个问题,避免施工质量受到影响。本文分析了高层建筑中应用框架剪力墙设计结构设计时要注意的几个问题。
关键词:高层建筑;框架剪力墙;设计
城市在建设中更加青睐高层建筑,并以其为城市的主要建筑类型,这能缓解城市紧张的土地资源,也能满足人们的各项居住需求。但是高层建筑建设过程中,首先要考虑的就是抗震性问题,这也是所有高层建筑都面临的建筑难题,在众多建筑结构中,框架剪力墙结构能很好地满足高层建筑的抗震性需求,这种结构也很好的刚度,能有效提高高层建筑的抗震性。
1 剪力墙结构的分类和受力特点
在高层建筑结构中,框架剪力墙是比较常用的结构,它能使高层建筑抗震性能发挥到极致。在具体应用的时候,还依据建筑结构的各项特点来选择框架剪力墙的结构类型,并分析其受力特点是否适合用于该建筑中等多项问题,也只有明确了框架剪力墙的各项分类和受力特点,也才使该结构的性能更好地发挥出来。
建筑墙上的开洞口是不同的,其位置也有所差异,依据建筑的这一特点可以将框架剪力墙分成不同的类型,即整体截面墙和独立悬臂墙等。还有一种剪力墙结构的划分标准就是按照框架剪力墙整体的系数来分,框架剪力墙整体的系数所特有的意义,通常都会对建筑墙肢的弯矩力有直接的影响,建筑结构整体性能也是由剪力墙整体系数和连续梁的比值来决定的;通常情况下,这两者的比值越大,那么框架剪力墙所具有的整体性也更好,高层建筑整体的性能也就会有较高的要求。除了这些之外,还存在这两种墙肢比较弱,反而梁相对较强的情况存在,施工人员对这点也是要多加考虑的,不然会对以后的结构设计带来较大影响。高层建筑的整截面墙所具有的受力性能,还和开口较小所具有的墙体受力性能是比较相似的,要有有变形曲线的现象存在,就都是弯曲型的曲线,尽管受力性能和弯曲线型都是很相似的,但还是有不一样的地方。建筑中的整截面墙是不具备开口功能的,所以它的弯矩也就不会有什么变化,也没有任何反弯点在整截面墙上存在,即便存在也不会有什么大的影响,而且建筑的墙肢会受到这两种结构的类型的剪力墙较大的影响,特别在约束力上更加明显,如果有这种情况,剪力墙结构则属于墙肢强,建筑梁要比墙肢还要强的现象。根据实际的建筑应用,这种墙肢和梁都比较强的情况是可以在高层建筑中应用的,而且效果还比较好。
2 框架剪力墙结构的布置及数量
2.1 框架剪力墙的布置
对剪力墙进行布置的时候 ,要将相应原则用在其中,最主要的时候要均匀地布置,而且不能布置的过于紧密,要分散一些。然后是对称原则,所有的框架剪力墙都要对称,保持一定的美观性,还要将剪力墙周边的构件都考虑在内,要布置的合理。所说的要布置的分散一些,就是指剪力墙的片数要按照设计规定来选用,剪力墙的刚度还不能有较大的差异,每一片都要将刚度控制在同一水平上,在连续尺寸上也有一定的要求,不能超过规定的数值,通常情况下尺寸较小的会更合适,这样方便添加一些抗侧构件,同样也是要布置的分散一点。在这些条件都满足的情况下,再选择剪力墙,要确保其刚度适中,以保证高层建筑整体的抗侧力性能不会下降,也能有效避免墙体被破坏。框架剪力墙之间的都有较远的距离,这对高层建筑楼面的整体刚度有较高要求,所以在施工的时候要特别注意这种情况,尽量去满足设计要求。
2.2 剪力墙厚度的确定
边缘约束够构件是框架剪力墙结构不能少的一部分,也就是边框梁以及边框柱,在施工中依据不同的建设需求,其带边框的剪力墙截面厚度也是有不同要求的。在进行抗震设计的时候,等级为一级和二级的剪力墙底部结构,其加强部位应具有的厚度最小为200mm,要达到层高1/16左右,不能过小。在其他情况设计时,剪力墙的厚度要达到层高1/20左右,而且边框梁的宽度应该和墙的厚度相同,高度可以是墙厚度2倍左右,剪力墙厚度也直接决定着建筑结构的安全性。包括在施工中混凝土浇筑时由于浇筑质量不高所造成的隐患等等)、经济合理(合理的厚度以及钢筋级别在设计中都应有考虑,主要是涉及到最小配筋率的问题)等特点。鉴于此,剪力墙的厚度在满足层高的1/16或者1/20的前提下,取200mm为宜。
2.3 剪力墙合理数量的确定
剪力墙的合理数量按许可位移决定,按高层建筑规范中一般装修材料。框架一剪力墙结构顶点位移与高之比u/H不宜大于1/700,装修要求较高时u/H不宜超过1/850,在满这个要求的前提下,增减剪力墙的数量。结构自振周期的合理范围大致在:T1=(0.09-0.12)Ns式中:Ns-楼层数剪力墙数量多框架~剪力墙结构刚度就大一些,地震时周期短地震力也加大一些.材料耗量增大。日本震害调查表明:当每m2楼面平均剪力墙长度少于50mm长时,震害严重;在50~150mm之间时,震害中等:长150mm以上,震害轻微,目前我国尚无这方面的成熟经验.设计中可根据工程具体情况,建筑物高度、地区设防烈度及参考上面方法取值。
3 剪力墙肢截面短肢分类
按墙肢截面高度与厚度之比,剪力墙墙肢可分为一般剪力墙、短肢剪力墙、超短肢剪力墙及柱形墙肢。一般剪力墙的墙肢截面高厚比大于8,短肢剪力墙的墙肢截面高厚比为5~8,当墙肢截面高厚比在3~5之间时为超短肢剪力墙,墙肢截面高厚比小于3时为柱形墙肢。一般剪力墙墙肢较长,抗侧刚度大,能承受很大的水平及竖向荷载,因此无论是整截面墙还是整体小开口墙及联肢墙的墙肢都应优先布置一般剪力墙。短肢剪力墙因墙肢较短,有利于住宅建筑布置,可以减轻结构自重,应用比较广泛,但其抗震性能较差,地震区应用经验不多,可用于整截面墙或整体小开口墙及联肢墙的墙肢中,考虑到高层建筑的安全,其数量不宜过多,规范对其有严格的限制。因此,在结构设计中,应多布置一般剪力墙,少量采用短肢剪力墙,如有可能尽量不用超短肢剪力墙及柱形墙肢。但一般剪力墙也不是墙肢越长越好,当墙肢高长比H/hw或剪跨比大于2的一般剪力墙,称为高墙,其受力状态为弯剪型和弯曲型,其破坏为弯曲破坏,属于延性破坏。
结束语
高层建筑在投入施工建设前,要先对剪力墙的结构进行了解,依据建筑的实际类型和特点选取合适的剪力墙结构类型,毕竟剪力墙结构设计工程是比较复杂的,要对建筑的所有参数都进行细致的考虑,并分析剪力墙自身的受力特点,避免在实际应用的时候出现意外情况,对高层建筑整体性能和质量都带来影响。
参考文献
[1]施晋.短肢剪力墙结构混凝土浇筑工程探讨[J].科技与企业,2014(7).
[2] 宋跃鸣.浅析建筑工程框架剪力墙结构工程施工[J].科技與企业,2014(9).
[3] ]蒋正跃,龚爱民,张洪海,林志祥,付云松.框架-剪力墙水平荷载下弹性铰结模型研究[J].云南农业大学学报(自然科学版),2011(2).
关键词:高层建筑;框架剪力墙;设计
城市在建设中更加青睐高层建筑,并以其为城市的主要建筑类型,这能缓解城市紧张的土地资源,也能满足人们的各项居住需求。但是高层建筑建设过程中,首先要考虑的就是抗震性问题,这也是所有高层建筑都面临的建筑难题,在众多建筑结构中,框架剪力墙结构能很好地满足高层建筑的抗震性需求,这种结构也很好的刚度,能有效提高高层建筑的抗震性。
1 剪力墙结构的分类和受力特点
在高层建筑结构中,框架剪力墙是比较常用的结构,它能使高层建筑抗震性能发挥到极致。在具体应用的时候,还依据建筑结构的各项特点来选择框架剪力墙的结构类型,并分析其受力特点是否适合用于该建筑中等多项问题,也只有明确了框架剪力墙的各项分类和受力特点,也才使该结构的性能更好地发挥出来。
建筑墙上的开洞口是不同的,其位置也有所差异,依据建筑的这一特点可以将框架剪力墙分成不同的类型,即整体截面墙和独立悬臂墙等。还有一种剪力墙结构的划分标准就是按照框架剪力墙整体的系数来分,框架剪力墙整体的系数所特有的意义,通常都会对建筑墙肢的弯矩力有直接的影响,建筑结构整体性能也是由剪力墙整体系数和连续梁的比值来决定的;通常情况下,这两者的比值越大,那么框架剪力墙所具有的整体性也更好,高层建筑整体的性能也就会有较高的要求。除了这些之外,还存在这两种墙肢比较弱,反而梁相对较强的情况存在,施工人员对这点也是要多加考虑的,不然会对以后的结构设计带来较大影响。高层建筑的整截面墙所具有的受力性能,还和开口较小所具有的墙体受力性能是比较相似的,要有有变形曲线的现象存在,就都是弯曲型的曲线,尽管受力性能和弯曲线型都是很相似的,但还是有不一样的地方。建筑中的整截面墙是不具备开口功能的,所以它的弯矩也就不会有什么变化,也没有任何反弯点在整截面墙上存在,即便存在也不会有什么大的影响,而且建筑的墙肢会受到这两种结构的类型的剪力墙较大的影响,特别在约束力上更加明显,如果有这种情况,剪力墙结构则属于墙肢强,建筑梁要比墙肢还要强的现象。根据实际的建筑应用,这种墙肢和梁都比较强的情况是可以在高层建筑中应用的,而且效果还比较好。
2 框架剪力墙结构的布置及数量
2.1 框架剪力墙的布置
对剪力墙进行布置的时候 ,要将相应原则用在其中,最主要的时候要均匀地布置,而且不能布置的过于紧密,要分散一些。然后是对称原则,所有的框架剪力墙都要对称,保持一定的美观性,还要将剪力墙周边的构件都考虑在内,要布置的合理。所说的要布置的分散一些,就是指剪力墙的片数要按照设计规定来选用,剪力墙的刚度还不能有较大的差异,每一片都要将刚度控制在同一水平上,在连续尺寸上也有一定的要求,不能超过规定的数值,通常情况下尺寸较小的会更合适,这样方便添加一些抗侧构件,同样也是要布置的分散一点。在这些条件都满足的情况下,再选择剪力墙,要确保其刚度适中,以保证高层建筑整体的抗侧力性能不会下降,也能有效避免墙体被破坏。框架剪力墙之间的都有较远的距离,这对高层建筑楼面的整体刚度有较高要求,所以在施工的时候要特别注意这种情况,尽量去满足设计要求。
2.2 剪力墙厚度的确定
边缘约束够构件是框架剪力墙结构不能少的一部分,也就是边框梁以及边框柱,在施工中依据不同的建设需求,其带边框的剪力墙截面厚度也是有不同要求的。在进行抗震设计的时候,等级为一级和二级的剪力墙底部结构,其加强部位应具有的厚度最小为200mm,要达到层高1/16左右,不能过小。在其他情况设计时,剪力墙的厚度要达到层高1/20左右,而且边框梁的宽度应该和墙的厚度相同,高度可以是墙厚度2倍左右,剪力墙厚度也直接决定着建筑结构的安全性。包括在施工中混凝土浇筑时由于浇筑质量不高所造成的隐患等等)、经济合理(合理的厚度以及钢筋级别在设计中都应有考虑,主要是涉及到最小配筋率的问题)等特点。鉴于此,剪力墙的厚度在满足层高的1/16或者1/20的前提下,取200mm为宜。
2.3 剪力墙合理数量的确定
剪力墙的合理数量按许可位移决定,按高层建筑规范中一般装修材料。框架一剪力墙结构顶点位移与高之比u/H不宜大于1/700,装修要求较高时u/H不宜超过1/850,在满这个要求的前提下,增减剪力墙的数量。结构自振周期的合理范围大致在:T1=(0.09-0.12)Ns式中:Ns-楼层数剪力墙数量多框架~剪力墙结构刚度就大一些,地震时周期短地震力也加大一些.材料耗量增大。日本震害调查表明:当每m2楼面平均剪力墙长度少于50mm长时,震害严重;在50~150mm之间时,震害中等:长150mm以上,震害轻微,目前我国尚无这方面的成熟经验.设计中可根据工程具体情况,建筑物高度、地区设防烈度及参考上面方法取值。
3 剪力墙肢截面短肢分类
按墙肢截面高度与厚度之比,剪力墙墙肢可分为一般剪力墙、短肢剪力墙、超短肢剪力墙及柱形墙肢。一般剪力墙的墙肢截面高厚比大于8,短肢剪力墙的墙肢截面高厚比为5~8,当墙肢截面高厚比在3~5之间时为超短肢剪力墙,墙肢截面高厚比小于3时为柱形墙肢。一般剪力墙墙肢较长,抗侧刚度大,能承受很大的水平及竖向荷载,因此无论是整截面墙还是整体小开口墙及联肢墙的墙肢都应优先布置一般剪力墙。短肢剪力墙因墙肢较短,有利于住宅建筑布置,可以减轻结构自重,应用比较广泛,但其抗震性能较差,地震区应用经验不多,可用于整截面墙或整体小开口墙及联肢墙的墙肢中,考虑到高层建筑的安全,其数量不宜过多,规范对其有严格的限制。因此,在结构设计中,应多布置一般剪力墙,少量采用短肢剪力墙,如有可能尽量不用超短肢剪力墙及柱形墙肢。但一般剪力墙也不是墙肢越长越好,当墙肢高长比H/hw或剪跨比大于2的一般剪力墙,称为高墙,其受力状态为弯剪型和弯曲型,其破坏为弯曲破坏,属于延性破坏。
结束语
高层建筑在投入施工建设前,要先对剪力墙的结构进行了解,依据建筑的实际类型和特点选取合适的剪力墙结构类型,毕竟剪力墙结构设计工程是比较复杂的,要对建筑的所有参数都进行细致的考虑,并分析剪力墙自身的受力特点,避免在实际应用的时候出现意外情况,对高层建筑整体性能和质量都带来影响。
参考文献
[1]施晋.短肢剪力墙结构混凝土浇筑工程探讨[J].科技与企业,2014(7).
[2] 宋跃鸣.浅析建筑工程框架剪力墙结构工程施工[J].科技與企业,2014(9).
[3] ]蒋正跃,龚爱民,张洪海,林志祥,付云松.框架-剪力墙水平荷载下弹性铰结模型研究[J].云南农业大学学报(自然科学版),2011(2).