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摘要:随着经济快速发展建筑规模逐渐扩大,建设楼层高度越来越高。框架剪力墙结构由于具有较大的延性和耗能能力,在一定程度上能够适应地震对结构产生的强迫变形,因此框架一剪力墙结构在现代建筑中已经非常普及,由于这种结构的钢筋用量、模板支设量及砼浇筑量非常大。本文结合工程实例,对高层建筑框架剪力墙结构设计进行简单探讨。
关键词:建筑工程;框架剪力墙;结构设计
一、框架剪力墙结构概念
所谓的框架剪力墙结构又被人们称为框剪结构,它主要是利用钢筋混凝土板墙来取得传统的建筑梁柱结构体系,使得整个建筑结构在使用的过程中,有着良好的承载能力,致使建筑结构的整体性得到有效的提高,目前,在我国大多数建筑工程施工中,框架剪力墙结构以及成为了建筑结构承载和传递负荷的主要结构之一,它不仅有着刚度大、空间整体性强等方面的特点,还有效的避免建筑空间露筋露梁的现象发生,使得建筑空间结构的利用得到了有效的增强。
二、高层建筑框架剪力墙结构设计
1.剪力墙设计:框剪结构设计中,对于剪力墙要满足位移限值的要求,同时要能充分发挥框剪结构的抗侧作用,为实现结构经济合理、安全稳定,就需要确定合理的剪力墙数量。
(1)在框剪结构中,剪力墙是主要抗侧力构件。剪力墙的用量同框剪结构的平面布置息息相关,设计时要遵循“对称、周边、均匀、分散”基本布置原则。剪力墙要尽量设计为对称布置,以便减弱地震作用时对建筑结构的扭转效应;剪力墙要尽量沿着结构的周边布置,以便提高整体结构抗扭能力;同方向上的各片剪力墙要均匀布置在各个区段,不能集中布置某区段内,防止楼盖过大的水平变形以至于地震力在框架间的分配不均匀;要考虑到地震力的分散作用主要在基本相等的多片剪力墙上,布置剪力墙时要避免地震力集中导致主要剪力墙破损,其他框架或剪力墙因较弱而难以承受。
(2)剪力墙布置数量和建筑结构地震力大小具有直接关系。随着剪力墙刚度的增加,建筑结构总水平地震作用同时也加大;剪力墙结构刚度变大、数量增多及周期缩短,地震作用相应也越强。为了能够充分发挥框剪结构特性,在设计时其结构底部承担的地震弯矩值不应低于总地震弯矩值的一半。在结构底部剪力较小时,要适当增加剪力墙的用量,以此确保结构刚度安全。但是,剪力墙并非能够无限制增加,而要根据实际情况进行适当增加,以满足建筑结构要求,同时满足结构经济性指标。
2.结构抗震设计:在高层建筑结构抗震设计过程中,由于框剪结构的使用高度、抗震等级和高宽比都是通过框架部分所承担的总倾覆力矩百分比来确定的,框剪结构的使用高度、抗震等级和高宽比都要同接近剪力墙相关比值。抗震结构设计中,要运用概念设计思想来采用相关措施,对部分薄弱环节进行加强处理。由于剪力墙抗侧力的主要构件,承担较大的水平剪力,因此要满足剪力墙设计的最基本构造要求,使剪力墙具有最低限度的强度和延性保证。宜根据地下室结构刚度的情况来确定嵌固层的位置,同时应注意的是地下一层与首层的刚度差别,有时明显、有时不明显,故不能简单地将正负零选定为上部结构的嵌固位置。在嵌固位置其楼板也有足够的刚度,且应适当的加大楼板厚度。
三、施工技术
(一)施工准备工作
切实做好设计图纸的会审工作,利用规范及标准图集并结合工程经验,仔细核对结构图、建筑图及水电施工图,尽量将图纸中存在的常见问题 为日后施工顺利进行打下良好基础。
1.放线测量:在进行框架剪力墙结构的建筑工程施工中,对于框架剪力墙结构的建筑放线测量施工,首先应根据建筑工程施工的设计图纸,以建筑工程施工测量放线实施的相关要求为准,注意对于先进放线测量仪器的应用,进行建筑工程的放线测量实施。
2.脚手架搭设:脚手架架体搭设。采用架体宽1.0m,第一步和第二步高分别是 2m、1.8m的双立杆双排粉刷架体,立杆之间的间距是1.8m,内立杆与墙的距离为 30cm。在固定时要测定好各位点的水平线拉结固定、最后进行检查验收。在顶层架上要加设脚手片,以增加硬围护,以外还要加设安全网实施保护。
四、钢筋工程
1.设置柱筋定位箍筋框,墙体水平梯格筋和竖向梯格筋来控制钢筋位移。对于圆柱的箍筋及定位筋,通过实体放样制作定型加工模具,取得良好效果。
2.针对钢筋密集的梁柱节点,先采用计算机绘图放样,然后按 1:1 比例在现场制作模拟样板,明确每根钢筋的具体位置、交叉形式等,用以指导现场施工。
对于直径小于12的钢筋接长采用绑扎连接,连接时应注意以下几点:墙体采用的钢筋较细,上下层钢筋的接长一般采用绑扎连接,在浇筑时,钢筋网片极易发生向内或向外的位移,为防止这种现象的发生。可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平筋。以防止由于浇筑和振捣石全而使钢筋位移。楼板钢筋绑扎时,要放置足够的垫块和马凳筋,以保证钢筋有足够的保扩层厚度和问距。在楼板钟铺设电线管时,要设计好其走向,防止2层或3层电线管互相叠放,使楼板中钢筋网上下间距过大,从而导致楼板浇筑时在电线管叠合处局部超厚,这样又导致了整个楼板找平后与设计标高不符,给地脚装饰等下一道工序带来一系列的问题。
五、混凝土工程施工技术
混凝土工程关系着整个框架架力墙结构的刚度和抗震性能,施工中通常要注意以下几点:
1.配合比。在进行混凝土工程的建设中,首先要对混凝土进行调和配置,在调配的过程中,要控制好各種材料的比例。
2.浇筑。在浇筑的过程中,要重点注意浇筑的顺序,一般采用退浇筑法,先浇筑等级和强度较高的墙柱混凝土,之后在等级较低的梁板混凝土,保证混凝土的质量。
3.养护。当混凝土工程完成之后,安排专业的人员对其进行洒水养护,保证其表面的湿润时间大于或者等于七个小时。
六、结语
高层建筑框架高层建筑框架剪力墙结构在高层建筑工程中应用较多剪力墙结构在高层建筑工程中应用较多,因此,提高施工的质量并掌握好有关剪力墙施工的先进技术,对于建筑工程有重要的意义及作用。如果想要把剪力墙施工的质量提高,首先要科学的了解剪力墙的结构特征,其次应当选择科学先进的施工技术进行合理的施工,一旦在施工过程中遇到问题,就要及时的注意并解决,从方方面面做起,继而提高施工的技术和质量。
【参考文献】
[1]王怡蓓.异形柱框-剪高层建筑结构设计的探讨[J].苏州城建环保学院学报,2000,13(2):82-85.
[2]陆云飞.高层建筑中框-剪结构设计的优化研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
[3]赖广权.高层框架剪力墙结构工程主体施工[J].门窗,2012,05:112+114.
[4]陆云飞.高层建筑中框-剪结构设计的优化研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
关键词:建筑工程;框架剪力墙;结构设计
一、框架剪力墙结构概念
所谓的框架剪力墙结构又被人们称为框剪结构,它主要是利用钢筋混凝土板墙来取得传统的建筑梁柱结构体系,使得整个建筑结构在使用的过程中,有着良好的承载能力,致使建筑结构的整体性得到有效的提高,目前,在我国大多数建筑工程施工中,框架剪力墙结构以及成为了建筑结构承载和传递负荷的主要结构之一,它不仅有着刚度大、空间整体性强等方面的特点,还有效的避免建筑空间露筋露梁的现象发生,使得建筑空间结构的利用得到了有效的增强。
二、高层建筑框架剪力墙结构设计
1.剪力墙设计:框剪结构设计中,对于剪力墙要满足位移限值的要求,同时要能充分发挥框剪结构的抗侧作用,为实现结构经济合理、安全稳定,就需要确定合理的剪力墙数量。
(1)在框剪结构中,剪力墙是主要抗侧力构件。剪力墙的用量同框剪结构的平面布置息息相关,设计时要遵循“对称、周边、均匀、分散”基本布置原则。剪力墙要尽量设计为对称布置,以便减弱地震作用时对建筑结构的扭转效应;剪力墙要尽量沿着结构的周边布置,以便提高整体结构抗扭能力;同方向上的各片剪力墙要均匀布置在各个区段,不能集中布置某区段内,防止楼盖过大的水平变形以至于地震力在框架间的分配不均匀;要考虑到地震力的分散作用主要在基本相等的多片剪力墙上,布置剪力墙时要避免地震力集中导致主要剪力墙破损,其他框架或剪力墙因较弱而难以承受。
(2)剪力墙布置数量和建筑结构地震力大小具有直接关系。随着剪力墙刚度的增加,建筑结构总水平地震作用同时也加大;剪力墙结构刚度变大、数量增多及周期缩短,地震作用相应也越强。为了能够充分发挥框剪结构特性,在设计时其结构底部承担的地震弯矩值不应低于总地震弯矩值的一半。在结构底部剪力较小时,要适当增加剪力墙的用量,以此确保结构刚度安全。但是,剪力墙并非能够无限制增加,而要根据实际情况进行适当增加,以满足建筑结构要求,同时满足结构经济性指标。
2.结构抗震设计:在高层建筑结构抗震设计过程中,由于框剪结构的使用高度、抗震等级和高宽比都是通过框架部分所承担的总倾覆力矩百分比来确定的,框剪结构的使用高度、抗震等级和高宽比都要同接近剪力墙相关比值。抗震结构设计中,要运用概念设计思想来采用相关措施,对部分薄弱环节进行加强处理。由于剪力墙抗侧力的主要构件,承担较大的水平剪力,因此要满足剪力墙设计的最基本构造要求,使剪力墙具有最低限度的强度和延性保证。宜根据地下室结构刚度的情况来确定嵌固层的位置,同时应注意的是地下一层与首层的刚度差别,有时明显、有时不明显,故不能简单地将正负零选定为上部结构的嵌固位置。在嵌固位置其楼板也有足够的刚度,且应适当的加大楼板厚度。
三、施工技术
(一)施工准备工作
切实做好设计图纸的会审工作,利用规范及标准图集并结合工程经验,仔细核对结构图、建筑图及水电施工图,尽量将图纸中存在的常见问题 为日后施工顺利进行打下良好基础。
1.放线测量:在进行框架剪力墙结构的建筑工程施工中,对于框架剪力墙结构的建筑放线测量施工,首先应根据建筑工程施工的设计图纸,以建筑工程施工测量放线实施的相关要求为准,注意对于先进放线测量仪器的应用,进行建筑工程的放线测量实施。
2.脚手架搭设:脚手架架体搭设。采用架体宽1.0m,第一步和第二步高分别是 2m、1.8m的双立杆双排粉刷架体,立杆之间的间距是1.8m,内立杆与墙的距离为 30cm。在固定时要测定好各位点的水平线拉结固定、最后进行检查验收。在顶层架上要加设脚手片,以增加硬围护,以外还要加设安全网实施保护。
四、钢筋工程
1.设置柱筋定位箍筋框,墙体水平梯格筋和竖向梯格筋来控制钢筋位移。对于圆柱的箍筋及定位筋,通过实体放样制作定型加工模具,取得良好效果。
2.针对钢筋密集的梁柱节点,先采用计算机绘图放样,然后按 1:1 比例在现场制作模拟样板,明确每根钢筋的具体位置、交叉形式等,用以指导现场施工。
对于直径小于12的钢筋接长采用绑扎连接,连接时应注意以下几点:墙体采用的钢筋较细,上下层钢筋的接长一般采用绑扎连接,在浇筑时,钢筋网片极易发生向内或向外的位移,为防止这种现象的发生。可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平筋。以防止由于浇筑和振捣石全而使钢筋位移。楼板钢筋绑扎时,要放置足够的垫块和马凳筋,以保证钢筋有足够的保扩层厚度和问距。在楼板钟铺设电线管时,要设计好其走向,防止2层或3层电线管互相叠放,使楼板中钢筋网上下间距过大,从而导致楼板浇筑时在电线管叠合处局部超厚,这样又导致了整个楼板找平后与设计标高不符,给地脚装饰等下一道工序带来一系列的问题。
五、混凝土工程施工技术
混凝土工程关系着整个框架架力墙结构的刚度和抗震性能,施工中通常要注意以下几点:
1.配合比。在进行混凝土工程的建设中,首先要对混凝土进行调和配置,在调配的过程中,要控制好各種材料的比例。
2.浇筑。在浇筑的过程中,要重点注意浇筑的顺序,一般采用退浇筑法,先浇筑等级和强度较高的墙柱混凝土,之后在等级较低的梁板混凝土,保证混凝土的质量。
3.养护。当混凝土工程完成之后,安排专业的人员对其进行洒水养护,保证其表面的湿润时间大于或者等于七个小时。
六、结语
高层建筑框架高层建筑框架剪力墙结构在高层建筑工程中应用较多剪力墙结构在高层建筑工程中应用较多,因此,提高施工的质量并掌握好有关剪力墙施工的先进技术,对于建筑工程有重要的意义及作用。如果想要把剪力墙施工的质量提高,首先要科学的了解剪力墙的结构特征,其次应当选择科学先进的施工技术进行合理的施工,一旦在施工过程中遇到问题,就要及时的注意并解决,从方方面面做起,继而提高施工的技术和质量。
【参考文献】
[1]王怡蓓.异形柱框-剪高层建筑结构设计的探讨[J].苏州城建环保学院学报,2000,13(2):82-85.
[2]陆云飞.高层建筑中框-剪结构设计的优化研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
[3]赖广权.高层框架剪力墙结构工程主体施工[J].门窗,2012,05:112+114.
[4]陆云飞.高层建筑中框-剪结构设计的优化研究[D].哈尔滨工业大学,2010.