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[摘要]:合理的搞好框架- 剪力墙结构的设计,将直接影响到建筑物的安全使用与技术经济指标的高低。加强高层建筑框架剪力墙结构设计应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验,对高层建筑框架剪力墙结构设计应用进行了研究,具有重要的参考意义。
[关键词]:高层建筑,框架剪力墙结构,设计,应用
中图分类号:TU97文献标识码: A
一,前言
在高层建筑结构设计中,剪力墙结构的刚度相对很大,且用钢量相对少,结构的整体性能较为稳定。因此,被采用的范围很广,如果是功能是居住性的建筑,会存在很多种分隔墙,如果采用现浇剪力墙结构,不仅仅可以将分隔墙和承重的墙体科学合理的合为一体,不仅仅可以大幅度的降低建筑成本,更有助于整个建筑的美观。在现代建筑结构设计中,剪力墙一般都是有墙肢和连梁的两大部分构成,其结构承载力及刚度都很大,侧移变形小,抵抗水平侧移能力强。随着建筑多层次化,功能综合化,复杂化的发展,建筑结构设计中也会注重建筑结构的抗震性能,通过科学合理的设计,剪力墙会具有良好的抗震延性,无论是在城市还是乡村,这种建筑结构都可以广泛采用,可以大力保障建筑结构的稳定性和抗震性能。随着我国经济飞速发展和人们生活水平的提高,加强剪力墙结构在建筑设计中的应用,比较大力促进我国建筑行业的发展,促进我国建筑抗震性能的提高。
二,框架剪力墙结构设计的基本原则
1、要严格遵守肢长和厚度的比值,进行构件设计。由于剪力墙的高度和宽度尺寸都有着很大的不同,因此,要据几何特征和受力形态来计算肢长和厚度的比值,据结果实施按柱设计或者是按双向受压构件设计。
2、既要满足刚度要求又要具有很強的变形性能和延性。剪力墙结构中,墙体会承受多方面的力度,既有水平剪力和弯矩,还承担竖向压力;在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作,因此,设计时候一般都是设计为延性弯曲型。既可以增加抗震性能,又可以防治脆性剪切造成破坏。
3、剪力墙在设计时候要尽量避免平面外搭接,实在避免不了时应按规范采取相应措施,以保证剪力墙平面外安全。
三,墙肢的分类和结构布置
1.墙肢的分类
在剪力墙的分类中,最重要的分类依据是墙肢的高度和厚度比值。一般有短肢剪力墙和一般剪力墙两种,同时,也可以根据墙面的开洞大小分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架等几种类型。
2.剪力墙的结构布置
随着建筑越来越高,建筑的综合性能也日渐提升,因此,建筑设计中,应该使得建筑具有很好的空间工作性能。因此,在进行剪力墙结构设计时候,可以采用双向布置,科学合理的构成建筑结构的空间性能。同时,由于对建筑的抗震性能有了更高的要求,因此,在剪力墙设计时候,严禁在需要抗震设防区域使用单向剪力墙设计。在进行剪力墙设计时,要保证平面均匀分布,刚度中心要和建筑的整体质心相重合或者是尽量靠近,如此可以很大程度上减小扭转效应。如果刚度中心和质心相距很远,可以改变墙肢长度和连梁的高度调整刚心位置。在进行建筑结构设计中,剪力墙由于抗侧刚度很大,整体结构的自振周期很短,使得整体建筑受到的水平地震作用很大,不利于建筑结构的稳定,因此,可以综合考虑到剪力墙的抗侧刚度和承载力,减小墙体的纵横厚度,加大墙体之间的距离,或者是合理减少墙体的总体数量,如此,可以达到降低墙体自身重量的的目的。同时,可以降低墙体的整体水平地震的剪力和弯矩程度。
3.墙肢厚度选择
剪力墙的墙肢厚度关系到剪力墙出平面的的稳定性和刚度。因此,在选择时候,一定要遵守相关的技术规程。在住宅建筑的设计中,填充墙的厚度和剪力墙的厚度相同,多会选取两百毫米左右。如果高层建筑没有地下室,在进行剪力墙的设计时候,可以在综合考虑到建筑结构平面的基础上,减少一字型的剪力墙结构设计,多采用十字形等形状。既可以使得翼缘长度大于其厚度,让建筑结构抗震性能更好的发挥。同时,也可以满足建筑设计的美观性和实用性。
四,连梁的设计布置
1.连梁的作用
在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。当墙肢变形时候,会使得连梁发生转角,产生内力,会大幅度减少墙肢的变形,可以很大程度的约束墙肢,有助于墙肢受力状况的优化。对整个剪力墙整体有着十分重要的作用。
2.连梁设计的处理方法
连梁的跨高以及截面的尺寸会受到各种条件的影响和限制,因此,在剪力墙的连梁设计中,会因为设计的不合理,容易出现连梁承载力或者是连梁的界面难以达到相关规定的标准,从而既会影响到工程的施工,又会影响到工程的质量。因此,要综合多种情况,进行设计和处理。
(一)对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减小,内力重分布。因此,在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂而把内力转移到墙体上。
(二)增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度
在进行连梁的设计中,为了达到降低连梁刚度,减少地震影响效果的目的,可以选择扩大剪力墙所开洞口的宽度,也就是增加连梁的总体跨度,从而使的连梁的高度降低。使得连梁的承载力保证在一定的标准范围内。
(三)增加剪力墙的厚度
在进行连梁设计可以,可以增加剪力墙的厚度,使得连梁的截面宽度变大,不仅仅可以让建筑结构整体的刚度变大,也使得地震产生的内力作用变得更大,而起,由于连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。通过剪力墙的厚度增加,也有可能达到让连梁抗剪承载力符合限度的目的。
(四)提高混凝土等级
为了让连梁的抗剪承载能力不会超过规定个标准,可以合理的提高剪力墙的混泥土的等级,当混泥土的等级得到提升,混泥土的弹性模量增加比例会小于抗剪承载力的提升比例,从而,可以达到控制目标。
五,结束语
建筑行业关系到国计民生,不仅仅影响到国家经济的稳定,也关系到居民的生活质量提高,因此,保证建筑结构设计的科学合理性,保证建筑结构具有强大的稳定性能和抗震能力,对保证居民生命财产安全,保证区域经济的稳定,减少建筑工程质量事故,有着十分重要的意义。剪力墙结构在我国建筑行业的广泛运用,既可以大力推进我国建筑质量的提高,又可以为我国的社会主义和谐社会奠定强大的基础,在进行剪力墙结构设计时候,必须综合考虑多方面的因素,严格遵守设计规程,保证设计的科学合理化。
参考文献;
[1] 文伟 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设》 -2010年35期
[2] 刘仲臣 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年1期
[3] 刘鹏 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年3期
[4] 刘建国 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年19期
[5] 万墨罕 对高层建筑建筑结构设计中剪力墙设计的探索 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年15期
[6] 刘志法 刍议建筑结构剪力墙的设计运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年31期
[7] 郭武 高层剪力墙结构的设计探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年15期
[关键词]:高层建筑,框架剪力墙结构,设计,应用
中图分类号:TU97文献标识码: A
一,前言
在高层建筑结构设计中,剪力墙结构的刚度相对很大,且用钢量相对少,结构的整体性能较为稳定。因此,被采用的范围很广,如果是功能是居住性的建筑,会存在很多种分隔墙,如果采用现浇剪力墙结构,不仅仅可以将分隔墙和承重的墙体科学合理的合为一体,不仅仅可以大幅度的降低建筑成本,更有助于整个建筑的美观。在现代建筑结构设计中,剪力墙一般都是有墙肢和连梁的两大部分构成,其结构承载力及刚度都很大,侧移变形小,抵抗水平侧移能力强。随着建筑多层次化,功能综合化,复杂化的发展,建筑结构设计中也会注重建筑结构的抗震性能,通过科学合理的设计,剪力墙会具有良好的抗震延性,无论是在城市还是乡村,这种建筑结构都可以广泛采用,可以大力保障建筑结构的稳定性和抗震性能。随着我国经济飞速发展和人们生活水平的提高,加强剪力墙结构在建筑设计中的应用,比较大力促进我国建筑行业的发展,促进我国建筑抗震性能的提高。
二,框架剪力墙结构设计的基本原则
1、要严格遵守肢长和厚度的比值,进行构件设计。由于剪力墙的高度和宽度尺寸都有着很大的不同,因此,要据几何特征和受力形态来计算肢长和厚度的比值,据结果实施按柱设计或者是按双向受压构件设计。
2、既要满足刚度要求又要具有很強的变形性能和延性。剪力墙结构中,墙体会承受多方面的力度,既有水平剪力和弯矩,还承担竖向压力;在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作,因此,设计时候一般都是设计为延性弯曲型。既可以增加抗震性能,又可以防治脆性剪切造成破坏。
3、剪力墙在设计时候要尽量避免平面外搭接,实在避免不了时应按规范采取相应措施,以保证剪力墙平面外安全。
三,墙肢的分类和结构布置
1.墙肢的分类
在剪力墙的分类中,最重要的分类依据是墙肢的高度和厚度比值。一般有短肢剪力墙和一般剪力墙两种,同时,也可以根据墙面的开洞大小分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架等几种类型。
2.剪力墙的结构布置
随着建筑越来越高,建筑的综合性能也日渐提升,因此,建筑设计中,应该使得建筑具有很好的空间工作性能。因此,在进行剪力墙结构设计时候,可以采用双向布置,科学合理的构成建筑结构的空间性能。同时,由于对建筑的抗震性能有了更高的要求,因此,在剪力墙设计时候,严禁在需要抗震设防区域使用单向剪力墙设计。在进行剪力墙设计时,要保证平面均匀分布,刚度中心要和建筑的整体质心相重合或者是尽量靠近,如此可以很大程度上减小扭转效应。如果刚度中心和质心相距很远,可以改变墙肢长度和连梁的高度调整刚心位置。在进行建筑结构设计中,剪力墙由于抗侧刚度很大,整体结构的自振周期很短,使得整体建筑受到的水平地震作用很大,不利于建筑结构的稳定,因此,可以综合考虑到剪力墙的抗侧刚度和承载力,减小墙体的纵横厚度,加大墙体之间的距离,或者是合理减少墙体的总体数量,如此,可以达到降低墙体自身重量的的目的。同时,可以降低墙体的整体水平地震的剪力和弯矩程度。
3.墙肢厚度选择
剪力墙的墙肢厚度关系到剪力墙出平面的的稳定性和刚度。因此,在选择时候,一定要遵守相关的技术规程。在住宅建筑的设计中,填充墙的厚度和剪力墙的厚度相同,多会选取两百毫米左右。如果高层建筑没有地下室,在进行剪力墙的设计时候,可以在综合考虑到建筑结构平面的基础上,减少一字型的剪力墙结构设计,多采用十字形等形状。既可以使得翼缘长度大于其厚度,让建筑结构抗震性能更好的发挥。同时,也可以满足建筑设计的美观性和实用性。
四,连梁的设计布置
1.连梁的作用
在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。当墙肢变形时候,会使得连梁发生转角,产生内力,会大幅度减少墙肢的变形,可以很大程度的约束墙肢,有助于墙肢受力状况的优化。对整个剪力墙整体有着十分重要的作用。
2.连梁设计的处理方法
连梁的跨高以及截面的尺寸会受到各种条件的影响和限制,因此,在剪力墙的连梁设计中,会因为设计的不合理,容易出现连梁承载力或者是连梁的界面难以达到相关规定的标准,从而既会影响到工程的施工,又会影响到工程的质量。因此,要综合多种情况,进行设计和处理。
(一)对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减小,内力重分布。因此,在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂而把内力转移到墙体上。
(二)增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度
在进行连梁的设计中,为了达到降低连梁刚度,减少地震影响效果的目的,可以选择扩大剪力墙所开洞口的宽度,也就是增加连梁的总体跨度,从而使的连梁的高度降低。使得连梁的承载力保证在一定的标准范围内。
(三)增加剪力墙的厚度
在进行连梁设计可以,可以增加剪力墙的厚度,使得连梁的截面宽度变大,不仅仅可以让建筑结构整体的刚度变大,也使得地震产生的内力作用变得更大,而起,由于连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。通过剪力墙的厚度增加,也有可能达到让连梁抗剪承载力符合限度的目的。
(四)提高混凝土等级
为了让连梁的抗剪承载能力不会超过规定个标准,可以合理的提高剪力墙的混泥土的等级,当混泥土的等级得到提升,混泥土的弹性模量增加比例会小于抗剪承载力的提升比例,从而,可以达到控制目标。
五,结束语
建筑行业关系到国计民生,不仅仅影响到国家经济的稳定,也关系到居民的生活质量提高,因此,保证建筑结构设计的科学合理性,保证建筑结构具有强大的稳定性能和抗震能力,对保证居民生命财产安全,保证区域经济的稳定,减少建筑工程质量事故,有着十分重要的意义。剪力墙结构在我国建筑行业的广泛运用,既可以大力推进我国建筑质量的提高,又可以为我国的社会主义和谐社会奠定强大的基础,在进行剪力墙结构设计时候,必须综合考虑多方面的因素,严格遵守设计规程,保证设计的科学合理化。
参考文献;
[1] 文伟 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设》 -2010年35期
[2] 刘仲臣 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年1期
[3] 刘鹏 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年3期
[4] 刘建国 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年19期
[5] 万墨罕 对高层建筑建筑结构设计中剪力墙设计的探索 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年15期
[6] 刘志法 刍议建筑结构剪力墙的设计运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年31期
[7] 郭武 高层剪力墙结构的设计探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年15期