高层建筑剪力墙结构设计的关注要点论文_文强

高层建筑剪力墙结构设计的关注要点论文_文强

摘要:剪力墙结构具有结构整体性强,抗侧刚度大,能够较好的承受各种荷载并控制建筑结构的水平力,能使建筑内部的空间增加等优点。因此,剪力墙结构在现代的高层建筑中应用十分广泛,合理的设计和布置剪力墙结构对于建筑整体结构的设计来说非常重要。剪力墙的稳定性影响着整个建筑结构的安全性,所以要严格的按照剪力墙设计原则,结合建筑设计要求和主要特点,对剪力墙结构进行设计,使其发挥出最优的作用和效果,这也保障了整个高层建筑的可靠性和安全性,使得最终能够获得较好的经济利益。

关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计;关注要点

1剪力墙结构设计的基本要求

1.1调整楼层剪力系数

在对剪力墙进行设计时需要尽量将构件布置降到最低,采用最佳办法就是布置大开间剪力结构,从而使侧向结构可以满足高层建筑需求。此外,要保障楼层间的剪力系数是最小的,但不可高于设计标准,高层建筑整体承受的地震力与剪力墙承受的地震力之间的比务必不能超过4∶1,这样才会才会确保结构自身的重量,从而将地震带来的破坏地降到最低,节约建筑成本。

1.2调整楼层间位移与层高

在计算楼层间的位移时,若是高层建筑建设在一个地震多发的地区,需要对楼层的标准值进行合理计算,这样可以把结构弯曲变形保留下来,在基于弯曲变形为核心的高层建筑中需要计入扭转变形。在对高层建筑进行建设时最需要考虑的问题就是楼层间的扭转变形与剪力变形。因此,对于高层建筑而言,不可以只通过对楼层间的位移进行计算来确认竖向构件的刚度,它需要将发生扭转变形的几率降到最低。

1.3调整剪力墙结构

若是剪力墙结构的连续跨高的比太小的话,就会造成建筑剪力与弯矩过大的情况出现。依据有关标准需要,施工跨度是不可以低于标准跨度的,若是高出在对建筑的连续墙进行建设时时无法保障其效果的,合理的选取跨度比可以有效的避开弯矩或是剪力过量的情况发生。在对剪力墙结构进行设计时务必要参照建筑的整体情况,对建筑结构进行全面考虑可以有效减少建筑成本。

2结构布置

2.1平面布置。

剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受,所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。矩形、L形、T形平面时,剪力墙沿两个正交的主轴方向布置;三角形及Y形平面可沿三个方向布置;正多边形、圆形和弧形平面,则可沿径向及环向布置。

2.2单片剪力墙的长度。

单片剪力墙的长度不宜过大。长度很大的剪力墙,刚度很大将使结构的周期过短,地震力太大不经济;剪力墙以处于受弯工作状态时,才能有足够的延性,故剪力墙应当是高细的,如果剪力墙太长时,将形成低宽剪力墙,就会易受剪破坏,剪力墙呈脆性,不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时,应用楼板或小连梁分成若干个墙段,每个墙段的高宽比应不小于2。每个墙段可以是单片墙,小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8m,以保证墙肢是由受弯承载力控制,和充分发挥竖向分布筋的作用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆内力计算时,墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用,每个墙段作为一片独立剪力墙计算。

2.3剪力墙的门窗洞口。

剪力墙的门窗洞口宜上下对齐,形成明显的墙肢和连梁,成纵列布置。如因设计限制,无法成列,应在结构设计时按有限元方法计算,并在相应洞口进行加强处理。

3剪力墙结构设计的要点分析

3.1合理配置剪力墙暗柱钢筋

在具体剪力墙结构设计时,一级、二级和三级剪力墙都需要设置暗柱和端柱。而且通过合理设计暗柱钢筋,不仅可以有效地消耗大量的地震波能量,并能够增强剪力墙边缘的抗拉能力,从而全面提升建筑的稳定性。

3.2合理布置剪力墙结构

在具体设计剪力墙结构过程中,需要通过合理利用钢筋混凝土来增强剪力墙的承载力,特别是增强剪力墙水平方面的荷载力。因此要合理布置剪力墙结构,确保在满足建筑本身要求的同时,还要考虑到建筑自身的曲线问题,从而对剪力墙进行合理规则布置。

首先,慎重选择短肢剪力墙。短肢剪力墙结构抗震性能较差,在具体应用过程中无法对建筑物稳定性起到保障作用,因此在选择短肢剪力墙结构时要综合多方面因素进行考虑,不仅要做到灵活布置,而且还要尽可能地减少建筑结构的重量。其次,布置剪力墙结构避免出现独立的小墙肢。当剪力墙设计时存在独立小墙肢的情况,会增加建筑施工的难度。因此在具体设计过程中,要对洞口进行合理合并,避免使用独立的墙肢,通过合理设置剪力墙来有效地降低施工的难度系数。最后,设置剪力墙结构时要确保整体刚度。剪力墙刚度与抗震性能和施工时间具有直接的关系,因此在具体设计时,通过合理对剪力墙结构进行布置,以此来确保剪力墙整体刚度,不仅有效地保证了具体的施工时间,而且对增强建筑整体抗震性能也十分有利。在具体控制剪力墙刚度时,要遵循位移限制标准的要求,增强建筑墙肢与连梁超筋之间的抗剪能力,并进一步降低截面设计难度系数。

3.3合理的控制剪力墙结构参数

高层建筑结构承重不同于普遍建筑,在剪力墙结构设计时,需要合理控制各项参数,以此来将高层建筑各项荷载控制在有效范围内。同时还要合理设计结构参数,特别是要保证位移比例、侧向刚度比例和周期比例设计的合理性,并将其数据有效的控制在规定的范围内,以此来保证高层建筑不会发生扭转和偏心力的情况。在具体设计结构参数过程中,还要对剪力墙自身的不规划性进行限值,将具体的数据控制在规定的范围内。

3.4剪力墙的连梁设计

在高层建筑剪力墙结构中,连梁作为高层建筑与剪力墙结构连接的重要结构,连梁两侧与剪力墙之间相连接。由于剪力墙结构自身具有的强度和刚度会对连续产生一定的内力,因此在具体设计过程中,需要对内力进行计算,通常会采用刚度折减方式来进行计算,并对折减值进行有效控制。当高层建筑在风力和地震作用力下,必然会使连梁有较大的内力产生,因此会对连梁结构性能带来较大的影响。在具体设计过程中,为了能够有效地降低连梁内力,通常会通过增加剪力墙洞口宽度、在连梁中部开水平缝方法来对各种应力进行削弱,减少其对连梁所带来的破坏,确保高层结构能够具有较好的稳定性。

3.5优化转换层的结构设计工作

当前高层建筑项目开始向结构功能多样性的方向发展,而且在功能形式上高层建筑也更具复杂性和多样性。在当前一些高层建筑设计时,通常会在不同部位设计出不同的使用功能,因此需要在具体设计时要采取具有针对性的应对措施,通过设置具体的置换构件来实现建筑结构之间的有效衔接,即对转换层进行优化设计。在具体转换层结构形式设计上,需要将转换层的质量和刚度控制在一定范围内,并通过精确的计算来找出转换层的薄弱部位,针对具体内力分配的特征来对内力设计进行优化,以此来全面提升转换层的整体性能,使其发挥出应的的作用。

3.6对墙身设计环节的优化

在剪力墙结构设计中,需要对墙身设计进行优化,以此来增强建筑结构的整体抗震性能,这是具体设计工作中非常重要的部分。在优化墙身设计过程中,需要做好钢筋结构市尺载作,确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配,并有效地将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合,以此来完成标准验算工作。并在具体设计要严格依照规范标准要求,实现剪力墙钢筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱,进一步完善一级、二级和三级抗震结构设计,确保建筑结构稳定性的全面提升。另外,在结构墙身具体设计过程中,还要对钢筋之间的距离进行合理布置,全面提高墙身设计的质量。

4结束语

在建筑行业朝着高层建筑形式快速发展的过程中,剪力墙结构的运用越来越广泛,需要将剪力墙结构的优势发挥到最大,以提高建筑的安全性和抗震性。因此需要结合实际情况进行科学合理的设计剪力墙结构。

参考文献

[1]常春霞.浅谈高层建筑剪力墙结构设计要点[J].四川水泥,2016(12):80.

[2]傅振芳.高层建筑结构中剪力墙结构设计要点分析[J].科技创新与应用,2016(34):274.

论文作者:文强

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期

论文发表时间:2018/9/3

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