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摘要:本篇文章主要就小高层建筑中短肢剪力墙结构的设计问题展开讨论。在文章开头,笔者先对短肢剪力墙结构体系所具有的优点作了相关论述;随后介绍了短肢剪力墙结构的定义和作用;最后重点论述了小高层建筑中短肢剪力墙结构的布置和设计问题,以供相关同志参考。
关键词:小高层建筑;短肢剪力墙;结构布置;结构设计
在过去一段时间里,我国高层建筑工程常常用框架——剪力墙结构体系作为建筑物的主体结构,以便增强建筑物的稳定性和抗拉、抗剪强度。但随着我国城市建设工作的不断推进与深入,原有的框架——剪力墙结构在应用过程中往往会出现露梁露柱等不良现象,给建筑居室的美观度和舒适度造成一定影响。为了改善和解决框架——剪力墙结构在应用过程中出现露梁露柱的问题,人们在原有的框架——剪力墙基础上探索出一种新型剪力墙,即短肢剪力墙。
1、短肢剪力墙结构体系的优点
短肢剪力墙与传统的框架剪力墙相比,具有很大的优越性,具体来讲,主要体现在采用短肢剪力墙结构既可以满足建筑工程施工中专业结构设计的需求,同时能够满足人们对其功能的需要。
在结构设计方面,采用短肢剪力墙对小高层建筑进行设计能够最大程度的利用墙肢的负荷能力。且使用短肢剪力墙能够减轻整个小高层建筑的自重,减轻了对地基的荷载。另外,短肢剪力墙体系,墙肢和梁可隐蔽,结构布置灵活。且短肢剪力墙结构自振周期相对加大,弥补剪力墙体系抗侧刚度大,从而地震反应加大的缺点。
2、短肢剪力墙结构的概述
2.1 什么是短肢剪力墙
就其定义来讲,我国所颁布的《高规》中规定,短肢剪力墙是指其截面厚度不超过300mm,且各肢截面高度和厚度的比值大于4但不大于8的一种剪力墙结构。建筑工程在采用短肢剪力墙建造其主体结构时,一定要考虑到建筑工程的抗震能力,这就要求施工人员在建造短肢剪力墙结构时,务必要满足短肢剪力墙的抗震设计,以便保证建筑工程的施工质量,提高工程的抗震能力。
短肢剪力墙是在原有的、普通剪力墙的基础上发展而来的。由于短肢剪力墙结构的组成材料是一些轻质的砌体,所以其自重在一定程度上得到了减轻,结构的整体刚度和强度变得更高,从而具有了更高的抗震能力;另外,由于短肢剪力墙的墙肢较短,所以在施工建造过程中,它对建筑工程内部结构的布置更为灵活。且其肢体的长度可以根据建筑抗侧力的需要而定,其长度的可调整性较大,所以短肢剪力墙结构在材料使用上比框架——抗震墙体系更容易满足建筑工程的结构要求。
现阶段,短肢剪力墙结构主要被应用于小高层建筑中。且其最常用到的短肢剪力墙结构的形式主要包括“T”型剪力墙、“L”型剪力墙、“十”字剪力墙和“一”字型剪力墙等。
2.2 短肢剪力墙结构体系的特点
短肢剪力墙结构体系不同于传统的框架——抗震墙体系,其所具有的独特特点主要如下:一、短肢剪力墙可以对建筑工程的室内结构进行合理、有效的分隔,并利用间隔墙来对建筑室内的竖向构件进行布置,且其的布置和分隔基本不会影响到建筑物的使用功能。二、短肢剪力墙的数量和长度具有一定的随意性和灵活性,其结构所需要的肢体的长度以及数量都是由建筑的抗侧力来决定的;三、短肢剪力墙所具有的最大优势是其结构可以隐蔽在建筑工程的混凝土层中,不会影响和降低建筑室内的美观度。
3、短肢剪力墻结构布置
3.1 短肢墙的数量应当适中,避免结构太刚或太柔,满足竖向荷载和抗侧力需要即可。
3.2 短肢剪力墙的纵横应尽量均匀分布,其轴向应力不应相差悬殊。
3.3 短肢剪力墙肢间距不宜过大,在平面外边缘及角点处,特别是外凸部分,布置必要的短肢墙,既有利于梁的支撑,又可以分散荷载,以加强其整体性和满足平面刚性的要求。
3.4 各短肢剪力墙应尽量对齐并拉直,与连梁一起构成成片的联肢墙抗侧力结构。
3.5 每道短肢墙宜与两个方向的梁连结,连梁尽可能布置在墙肢的竖平面内;连梁宽度一般宜与墙肢厚度相等。
3.6 小高层外围部分的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置,设置适量的钢筋混凝土短肢剪力墙,在各短肢剪力墙的墙肢间布置连系梁,把这些短肢墙以及核心筒连成一个整体,构成整幢建筑的结构体系。
4、短肢剪力墙的结构设计
当我们将短肢剪力墙结构应用于建筑工程实践时,其结构的施工难度是比较大的。因为在施工时既要满足和适应建筑工程质量的要求,又要尽量扩宽建筑的室内空间,达到为建筑居民提供一个舒适的居住环境的目的,这便导致了施工人员在对短肢剪力墙进行具体施工时,所需要考虑的因素太多。所以,为了减轻施工人员的施工压力,在施工之前,相关的工程结构设计人员就应该将短肢剪力墙结构的设计方案提供给施工者,并且在设计时将剪力墙的受力情况考虑完全,计算和分析出剪力墙的受力特点,以便帮助施工者更好的完成短肢剪力墙结构的施工,降低其施工的难度。一般来说,短肢剪力墙结构在设计时,需要注意以下两点问题:
4.1 短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中,只需按剪刀墙输入即可,而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型,其中梁、梓为普通空间杆件,每端有6个自由度,墙视为薄壁杆件,每端有7个自由度(多一个截面翘曲角,即扭转角沿纵轴的导数),考虑了墙单元非平面变形的影响,按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵,引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解,它适用于各种平面布置,未知量少,精度较高。
4.2 对设有转换层的短肢剪力墙结构,一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地,其于设置为剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡,由于薄壁杆件的连接处是点连接,所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此,带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件(如SATWE)进行计算。
5、结语
通过本文对短肢剪力墙的优越性的分析,可以了解到短肢剪力墙在现代城市建筑中,尤其是在小高层建筑的设计施工中具有很广阔的应用空间,为此,我们应不断加强和完善短肢剪力墙的结构式设计,提高短肢剪力墙的结构设计水平,不断完善其构造要求,提高短肢剪力墙结构的抗震性能,注意结合实际情况改进细节部位,使采用短肢剪力墙结构进行施工的小高层建筑更加安全可靠。
参考文献
[1]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)
[2]刘桂华. 短肢剪力墙结构设计存在的几个问题及探讨[J].科技资讯.2008(05)
[3]黄家强. 浅谈短肢剪力墙结构设计[J].科技资讯.2006(12)
关键词:小高层建筑;短肢剪力墙;结构布置;结构设计
在过去一段时间里,我国高层建筑工程常常用框架——剪力墙结构体系作为建筑物的主体结构,以便增强建筑物的稳定性和抗拉、抗剪强度。但随着我国城市建设工作的不断推进与深入,原有的框架——剪力墙结构在应用过程中往往会出现露梁露柱等不良现象,给建筑居室的美观度和舒适度造成一定影响。为了改善和解决框架——剪力墙结构在应用过程中出现露梁露柱的问题,人们在原有的框架——剪力墙基础上探索出一种新型剪力墙,即短肢剪力墙。
1、短肢剪力墙结构体系的优点
短肢剪力墙与传统的框架剪力墙相比,具有很大的优越性,具体来讲,主要体现在采用短肢剪力墙结构既可以满足建筑工程施工中专业结构设计的需求,同时能够满足人们对其功能的需要。
在结构设计方面,采用短肢剪力墙对小高层建筑进行设计能够最大程度的利用墙肢的负荷能力。且使用短肢剪力墙能够减轻整个小高层建筑的自重,减轻了对地基的荷载。另外,短肢剪力墙体系,墙肢和梁可隐蔽,结构布置灵活。且短肢剪力墙结构自振周期相对加大,弥补剪力墙体系抗侧刚度大,从而地震反应加大的缺点。
2、短肢剪力墙结构的概述
2.1 什么是短肢剪力墙
就其定义来讲,我国所颁布的《高规》中规定,短肢剪力墙是指其截面厚度不超过300mm,且各肢截面高度和厚度的比值大于4但不大于8的一种剪力墙结构。建筑工程在采用短肢剪力墙建造其主体结构时,一定要考虑到建筑工程的抗震能力,这就要求施工人员在建造短肢剪力墙结构时,务必要满足短肢剪力墙的抗震设计,以便保证建筑工程的施工质量,提高工程的抗震能力。
短肢剪力墙是在原有的、普通剪力墙的基础上发展而来的。由于短肢剪力墙结构的组成材料是一些轻质的砌体,所以其自重在一定程度上得到了减轻,结构的整体刚度和强度变得更高,从而具有了更高的抗震能力;另外,由于短肢剪力墙的墙肢较短,所以在施工建造过程中,它对建筑工程内部结构的布置更为灵活。且其肢体的长度可以根据建筑抗侧力的需要而定,其长度的可调整性较大,所以短肢剪力墙结构在材料使用上比框架——抗震墙体系更容易满足建筑工程的结构要求。
现阶段,短肢剪力墙结构主要被应用于小高层建筑中。且其最常用到的短肢剪力墙结构的形式主要包括“T”型剪力墙、“L”型剪力墙、“十”字剪力墙和“一”字型剪力墙等。
2.2 短肢剪力墙结构体系的特点
短肢剪力墙结构体系不同于传统的框架——抗震墙体系,其所具有的独特特点主要如下:一、短肢剪力墙可以对建筑工程的室内结构进行合理、有效的分隔,并利用间隔墙来对建筑室内的竖向构件进行布置,且其的布置和分隔基本不会影响到建筑物的使用功能。二、短肢剪力墙的数量和长度具有一定的随意性和灵活性,其结构所需要的肢体的长度以及数量都是由建筑的抗侧力来决定的;三、短肢剪力墙所具有的最大优势是其结构可以隐蔽在建筑工程的混凝土层中,不会影响和降低建筑室内的美观度。
3、短肢剪力墻结构布置
3.1 短肢墙的数量应当适中,避免结构太刚或太柔,满足竖向荷载和抗侧力需要即可。
3.2 短肢剪力墙的纵横应尽量均匀分布,其轴向应力不应相差悬殊。
3.3 短肢剪力墙肢间距不宜过大,在平面外边缘及角点处,特别是外凸部分,布置必要的短肢墙,既有利于梁的支撑,又可以分散荷载,以加强其整体性和满足平面刚性的要求。
3.4 各短肢剪力墙应尽量对齐并拉直,与连梁一起构成成片的联肢墙抗侧力结构。
3.5 每道短肢墙宜与两个方向的梁连结,连梁尽可能布置在墙肢的竖平面内;连梁宽度一般宜与墙肢厚度相等。
3.6 小高层外围部分的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置,设置适量的钢筋混凝土短肢剪力墙,在各短肢剪力墙的墙肢间布置连系梁,把这些短肢墙以及核心筒连成一个整体,构成整幢建筑的结构体系。
4、短肢剪力墙的结构设计
当我们将短肢剪力墙结构应用于建筑工程实践时,其结构的施工难度是比较大的。因为在施工时既要满足和适应建筑工程质量的要求,又要尽量扩宽建筑的室内空间,达到为建筑居民提供一个舒适的居住环境的目的,这便导致了施工人员在对短肢剪力墙进行具体施工时,所需要考虑的因素太多。所以,为了减轻施工人员的施工压力,在施工之前,相关的工程结构设计人员就应该将短肢剪力墙结构的设计方案提供给施工者,并且在设计时将剪力墙的受力情况考虑完全,计算和分析出剪力墙的受力特点,以便帮助施工者更好的完成短肢剪力墙结构的施工,降低其施工的难度。一般来说,短肢剪力墙结构在设计时,需要注意以下两点问题:
4.1 短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中,只需按剪刀墙输入即可,而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型,其中梁、梓为普通空间杆件,每端有6个自由度,墙视为薄壁杆件,每端有7个自由度(多一个截面翘曲角,即扭转角沿纵轴的导数),考虑了墙单元非平面变形的影响,按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵,引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解,它适用于各种平面布置,未知量少,精度较高。
4.2 对设有转换层的短肢剪力墙结构,一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地,其于设置为剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡,由于薄壁杆件的连接处是点连接,所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此,带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件(如SATWE)进行计算。
5、结语
通过本文对短肢剪力墙的优越性的分析,可以了解到短肢剪力墙在现代城市建筑中,尤其是在小高层建筑的设计施工中具有很广阔的应用空间,为此,我们应不断加强和完善短肢剪力墙的结构式设计,提高短肢剪力墙的结构设计水平,不断完善其构造要求,提高短肢剪力墙结构的抗震性能,注意结合实际情况改进细节部位,使采用短肢剪力墙结构进行施工的小高层建筑更加安全可靠。
参考文献
[1]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)
[2]刘桂华. 短肢剪力墙结构设计存在的几个问题及探讨[J].科技资讯.2008(05)
[3]黄家强. 浅谈短肢剪力墙结构设计[J].科技资讯.2006(12)