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摘要:随着我国经济的发展和城市化的发展,为了对城市用地率进行保证,各种高层建筑相应的出现。在高层建筑结构中,无论是一般剪力墙、部分框支剪力墙还是“框架—剪力墙”体系都不是很理想,对此需要在原有一般剪力墙结构的基础上,加上对框架结构优点的借鉴,进行大开间剪力墙加局部短肢剪力墙的结构布局。运用这种结构不但能够保证高层建筑的要求,还能获得一定的社会和经济效益。本文通过简述短肢剪力墙结构,对大开间短肢剪力墙的结构设计和施工技术要点进行分析。
关键词:高层建筑;大开间;短肢剪力墙;施工技术
引言
随着社会经济的不断发展,各种高层建筑正在不断的出现,为了满足人们的对高层建筑的需求,需要在建筑结构上进行一定程度的改进。通过大开间短肢剪力墙施工技术能够对高层建筑的安全性和稳定性进行保证,但是这种施工技术有一定的标准,对施工过程各个细节的要求普遍较高。
1 短肢剪力墙简述
通常的建筑工程中,框架结构的梁柱会露在外部,这种结构会影响建筑的内部空间,减少了建筑的内部空间结构,不能很好的满足人们各方面的需求。为了满足人们对建筑结构内部空间的需求,相关人员对建筑工程的框架结构进行改进,在剪力墙结构的基础上创建了全新的建筑框架结构模式--短肢剪力墙框架结构。
短肢剪力墙结构的一个特点是在高厚壁的标准上,在对短肢剪力墙的设计过程中对其高厚比进行控制,相对于传统的剪力墙高厚比的8倍来说,短肢剪力墙的高厚比在5--8之间;在异形柱方面的分析上,根据相关标准,需要在保证建筑结构合理的情况下,构建与短肢剪力墙相适应的高厚比,然后根据结构形式对其进行设计。通常的异形柱界面主要有T型、L型和十字型等等,这些异形柱的高厚比也应该低于4。相对于传统的一字型短肢剪力墙,采用T型、L型和十字型的短肢剪力墙在抗震性、延伸性和稳定性等方面性能优良,所以应用较广。
2 大开间短肢剪力墙结构设计
选取一个地下一层、地上十二层的建筑,其中地下一层可以作为车库或者仓库等等,层高在四米左右,第一层作为商业用房。层高为三点八米,二层到十二层为住宅用房,层高为三米,整个建筑总高为四十点八米。
2.1 剪力墙设计
假设建筑平面布局中电梯间的设计为封闭的井筒,那么就需要将井筒作为主要的抗侧力结构来进行各方面参数的确定。该建筑工程的高度较低,通过分析,无论是在经济方面还是使用性方面,需要采用短肢剪力墙。内墙需要根据上层住宅进行建筑平面的设计,间隔为两个开间,在建筑的上层可以设置T型或者是L型的短肢剪力墙。在剪力墙厚度方面,剪力墙的底部为0.3米,在竖向上逐渐的缩小到0.2米。通过一定的计算能够确定短肢剪力墙的结构性能,检查是否满足相应的规范和要求。
2.2 主要参数的选取
在剪力墙抗震等级上,根据高层建筑混凝土的技术规程的规定,该建筑工程的一般剪力墙的抗震等级为2级,而短肢剪力墙的抗震等级为1级。对建筑工程各方面的参数的输入和计算,在这个过程中需要将短肢剪力墙的抗震等级按照一般剪力墙的抗震等级输入,但是计算软件在进行判断的过程中会自动的将短肢剪力墙的抗震等级提高一级。
在周期折减系数上,通过周期折减能够减少填充墙的刚度对建筑结构周期的影响。在本文中的高层建筑大开间短肢剪力墙结构中,需要对填充墙的数量进行设计,同样对周期折减系数取值也应该进行设计。这两方面的数值都应该在框架--剪力墙结构和一般剪力墙结构之间,一般来说,高层建筑周期折减系数的取值区间为0.8到0.9之间。
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在连梁刚度的折减系数方面,通过对连梁刚度折减系数的取值进行设计,确保能够满足连梁正常使用极限状态时的抗震要求等等,这方面的设计会受到短肢墙所占较大比重的影响,加上连梁对墙肢的约束和协调墙肢共同作用的影响,需要在折减系数的取值上进行控制,防止出现折减系数过小的情况。
在偶然偏心和双向地震扭转效应方面,在相应的技术规程中就有规定,应该对工程的质量和刚度的对称性和均匀性的结构进行控制,应该加强对双向地震作用的扭转影响的分析。因为短肢剪力墙的类型较多,在受力方面较为复杂,所以为了保证建筑结构的安全性,需要对结构位移的程度进行控制。
2.3 主要结构构件的设计
在对短肢墙构件进行设计的时候,首先应该对短肢墙进行设计,在相关的规定中,短肢墙的抗震等级选取一级,在最大轴压比上不能大于0.5,另外在墙肢配筋率和最小墙肢厚度等方面也需要按照相关的标准进行设计。针对建筑外边缘和转角处等薄弱环节,在进行短肢墙设计的过程中,需要对连梁的约束和弯矩的复杂情况等等进行分析,可以通过增加墙厚来减小轴压比,以及对配筋率的控制来进行结构的控制。
在约束边缘构件的设计上,需要对约束边缘构件的实际配钢筋进行充分计算,对其纵向钢筋的最小配筋率进行控制,同样应该保证箍筋配箍特征值大于0.2。在箍筋的配筋过程中,需要保证外周边箍筋的配置大于相连墙的水平钢筋,而内箍筋和拉筋的数值需要在保证一定的前提下来选择钢筋正确的直径,为工程的经济性和合理性进行保证。
对连梁进行设计时,连梁的长度越短、刚度越大,就会增加墙肢的约束作用效果,进而对墙体的整体性进行保证,增加建筑结构的承载能力。相反,连梁的长度越长、刚度越小,墙肢的约束作用就会相应的减少,会削弱两个墙肢的联系能力,不能保证充足的承载能力。当连梁的刚度较低时,通常会发生弯曲变形,在水平地震力的作用下,墙肢的弯矩就会越来越大,当累积到一定值后会破坏墙肢。
在对墙和梁的节点进行处理的过程中,需要按照框架节点构造进行设计,必要时通过加锚固筋的手段来进行加固,这种情况主要适用于垂直支撑的剪力墙楼层梁结构中。而在平行支撑的剪力墙楼层梁结构中,最好要保证梁与墙同等宽度,这样虽然能保证室内空间的美观和适用,但是会因受到相互之间的作用而造成梁纵筋内力的产生,使得梁截面的实际宽度发生变化,容易造成两侧裂缝的出现。在对节点进行设计的过程中需要在梁的四个角增加架力短筋,通过一定的措施来控制梁截面有效宽度的减少和裂缝出现等现象。
3 大开间短肢剪力墙施工技术分析
3.1剪力墙结构布置
在进行剪力墙结构设计的过程中,需要按照水平布置的原则来进行布置,要保证水平方向上的刚度中心和重量核心的重合,按照对称的原则来对扭矩进行控制。在抗震性方面,因为抗震性是高层建筑的一个重要指标,所以在建筑结构的设计过程中需要按照实际情况正确的对抗震的合理性进行设计,最好采用双面的设计,从而保证结构整体的抗震性能。在位置方面,剪力墙结构的承载能力和剪力墙结构的摆放密集程度是成正比的,所以应该对剪力墙之间的空间距离进行整体的控制,从而能够对剪力墙结构的刚度及稳定性进行保证。
3.2 模板工程施工技术
首先是模板的设计,首先应该保证现浇外墙不烂根,层间、大角和墙面等方面的合理性,加上不断的研究核算,来对模板和外支撑架进行承载力的设计,根据短肢剪力墙的特点对边角模进行设计,对模板的制作量进行控制。比如剪力墙结构截面为T型,就应该采用组合钢模板来进行圈梁的设计。为了对外墙模板的错台和侧移等情况进行控制,需要在模板线段设置一定高度的堵缝模板。外墙板的支撑主要采用外支撑架,外支撑架主要由三角挂架和平台组成,在进行安装时,首先将挂架进行固定,然后在挂架之间用木板来进行连接,这样能够方便施工人员的行走。在对接螺杆进行设计的时候,一般由直径为30的C45制成,螺杆在安装的过程中一端连接螺帽,另一端应该利用板销销紧到模板上,需要保证在浇筑砼的过程中模板的不变形。在进行两流水施工段之间的大模板组合施工的过程中,要保证按照流水施工段的要求来进行施工。
另外就是模板的安装,在对大模板进行安装之前需要进行放线来对墙体的位置进行确定,可以采用激光经纬仪对控制点的位置进行固定,保证控制网的正确性。确定控制网之后需要按照控制网对内外墙的边线和门洞口进行测定,另外还需要对墙模板安装检查标准线进行确定,一般为墙边外侧0.3米处进行标线。通过对大模板进行编号能够有效的防止大模板在吊运的过程中出现错误。在对大模板进行吊运的过程中按照标号吊运到相应的位置,通过相应的工具对模板的位置进行微调,然后将穿墙螺杆及其他构件提前进行放置,放置后再对另一侧进行定位。利用地脚螺丝能够对大模板的垂直度和水平度进行调整,调整完成之后对模板进行堵头处理。在圈梁底模方面应该采用小钢模,侧模一般采用钢模板,钢模板需要与大模板配套,并采用定型加工的方式来进行加工。确定钢模板之后利用螺丝来对两侧的大模板进行固定。通过穿墙螺杆固定在侧模的安装过程能够对梁的位置和尺寸等数据进行确定。在浇筑砼之后,需要对模板进行必要的确定,保证模板的稳定性。通过对螺杆的拧紧和模板支撑架加固能够进行有效的调整,利用砂浆来对模板底部的缝隙进行填堵。在最后的拆模的时候,需要保证墙体砼结构的强度,拆卸螺杆的时候先松穿墙螺杆和木板固定支撑,然后在松地脚螺丝。
3.3 混凝土施工技术
在模板的施工完成之后需要进行必要的验收,经监理单位验收合格后才可以进行混凝土浇筑施工。在进行混凝土浇筑施工时,首先需要对混凝土进行选取和调配,施工人员需要根据设计图纸的要求采购相应的商品混凝土。在施工的过程中,需要根据建筑工程的实际情况对混凝土的需要量进行必要的调整;在混凝土施工技术方面,需要保证混凝土施工的连续性,针对大截面的混凝土施工,会出现混凝土浇筑的过程中需要分层进行浇筑。在分层浇筑的过程中,在进行下一层浇筑之前需要在上一层混凝土初凝之前进行浇筑,这样能够对两层之间的冷缝合断层的出现进行控制;浇筑完成之后要注意混凝土的养护,在对混凝土进行养护的过程中,需要根据浇筑现场的实际情况进行定期的洒水,这样能够保证混凝土表层的湿润,禁止任何人员在混凝土层上进行不必要的行走及其他活动;另外,需要对混凝土的裂缝进行预防;需要对混凝土内部的添加剂等方面进行控制,保证合理的对混凝土进行输送,保证墙体和框架之间进行正确的混凝土的浇筑,还需要对墙体与框架的浇筑厚度进行严格的控制等等。
4 结语
综上所述,在我国处于经济的快速发展阶段,为了更好的对城市用地进行利用,需要对高层建筑的结构和高度等方面进行一定的研究和发展,不断的利用新型的施工材料、施工技术和施工工艺等来对我国高层建筑的结构稳定性等方面进行保证。大开间短肢剪力墙施工技术在我国高层建筑施工中有着较为广泛的应用,通过这种施工技术能够对我国高层建筑的结构要求及其他方面进行保证。
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论文作者:陈超,潘伟峰,张洪顺
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
标签:剪力墙论文; 结构论文; 模板论文; 混凝土论文; 过程中论文; 高层建筑论文; 施工技术论文; 《基层建设》2016年9期论文;