摘要:随着经济的发展和人们需求的增加,建筑行业近几年得到了快速的发展,而在众多建筑物的建造过程中,一般以高层建筑的数量会居多。这主要是根据施工单位的要求和社会的发展所决定的。而在高层建筑施工中,主要使用的材料就是混凝土,对于混凝土建筑的质量就成为了人们所担心的一个方面。而要想保证高层混凝土建筑物的质量,就要求施工技术要合理、先进。在实际的施工过程中,剪力墙结构设计技术就是需要掌握技术中的一种,这种技术的应用对于建筑的环境、质量等方面具有重要影响。
关键词:高层建筑;混凝土剪力墙;结构设计技术
高层建筑的数量在与日俱增,是人们住房需求的具体体现,随着项目工程数量的增多,其质量、成本以及结构等方面都需要施工单位加以注意。这就对施工技术有了要求,其中对于混凝土剪力墙结构设计技术的应用就显得至关重要。它与传统的框架结构不同,这种结构能够使得建筑空间更加的宽敞和整洁,有效的发挥了其使用功能,并为居民提供了自行改造的灵活性。同时剪力墙结构又能节省材料,具有刚度性能强等优点,所以其技术应用比较经济实用,在一定程度上节约了成本,目前已经广泛的应用在高层建筑施工中。
1高层建筑结构的受力分析
1.1 垂直荷载。
通常高层建筑物的垂直荷载都较大,并会在柱中产生相当的垂直应力,以此来影响连续框架梁的弯矩,而且同时还会影响预制构件的下料长度。所以必须考虑其垂直荷载对其轴向变形的影响,从而对其下料长度作出相应的调整。
1.2 横向荷载。
对于高层建筑来说,其在一定高度范围内的垂直荷载基本上是固定的,但是包括来自地震作用与风荷载作用的横向荷载值,则会随着建筑结构动力特性的区别而导致较大的影响和变化。
1.3 结构延性。
与多层建筑相比,高层建筑的结构在碰到地震作用时,其所发生的变形就会大得多。为了保证建筑在其塑性的变形阶段当中仍能具备较强的变形能力,就必须在结构的设计中采取相应措施来保证其结构展延性。
1.4 侧向移动。
对于结构侧向移动的控制是在高层建筑结构设计中的关键所在。而且随着其建筑高度的逐渐增加,在横向荷载作用下的结构侧移变形就会随其建筑高度的增加而迅速增大。针对高层建筑的这一特征,其在横向荷载的作用下产生的侧移就必须进行严格的控制。
2高层建筑混凝土剪力墙的结构设计
高层建筑建设施工中,混凝土剪力墙的结构设计环节是需要十分注意的。混凝土剪力墙的结构设计关系到后面的具体施工工作,只有保证在设计上不出现问题,才能推进后续施工的顺利进行,这也是保证安全施工的基础性工作。而在这个环节中要综合考虑各种因素,尤其是对于结构中所要使用的主要受力构件要严格注意,这些构件有梁、柱以及剪力墙等。其中混凝土剪力墙这个构件是保证结构刚度的基础,所以要尤为注意。具体结构设计中应该注意的问题有以下几个方面。
2.1 合理的结构布置
由于底部框架――剪力墙结构中的剪力墙属于低矮墙,且其抗剪刚度相对较大,所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长,就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象,甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则,且墙片不宜过长,墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式,而应尽可能采用“一”字平面形式。同时还应控制好剪力墙的最大间距,以满足规范的要求。
2.2 建筑高度和层数要求
在混凝土剪力墙的结构设计中,要充分考虑要其建筑的高度以及层数,在实际这个环节施工中,对于这点是有其具体要求的。这是因为随着建筑物高度的增加,具有混凝土剪力墙结构建筑物的震害也有所增加,这就对于施工规范有了一定的要求,具体而言就是对建筑物的的高度有了一定的限制。因此,在施工中应该尤为注意这点,在高度和层数上要符合施工要求,这样才能保证建筑结构的合理以及安全,在一定程度上使得高层建筑物的使用寿命有所增加,从而让人们居住的更放心以及更舒适。
2.3 抗震要求
高层建筑的混凝土剪力墙设计环节还需要考虑抗震因素。在现代楼房施工中,抗震要求已经是一般施工单位的基本要求,尤其是在地震频发的地区,这种抗震的施工需求就体现的更为明显。只有在抗震性能上有所增强,才能给人们提供一个安全的保障,在心里上比较满意。而在高层建筑施工中,也应该考虑到这项要求,这与其高度不易逃跑有一定的关系,所以在这个要求上就需要施工人员进行综合考量。而在混凝土剪力墙的设计环节中就更需要高度重视,这是因为一旦发生地震,其结构就会首要严重的破坏,对于底层框架的稳定就构成了威胁,所以抗震性能要在混凝土剪力墙结构设计中就要重点考虑。具体的做法就是要控制好结构上部分与底部的结构比例,而且对于不同的地震级别,抗震要求也要有所区别。这样才能改善其结构的抗震性能,有助于充分发挥其功能作用。
2.4 底层框架柱布置
如果剪力墙结构的底层是全框架的结构形式,那么在其内柱X、Y向轴线的砌体墙中均应设置构造柱或者框架柱,一般要求控制在到八米以内。从使用功能来讲,通常底部全框架结构的民用建筑大部分为商住楼,而该跨对应的上部结构即可分割成两个开间,无论上部结构是用作办公还是住宅,该跨所对应的上部结构开间的尺寸都能够达到填充砌体结构所能达到的功能,以此来控制每根框架梁上部仅设置一道非落地墙。
2.5 过渡层的设计
对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构,比如底层框架剪力墙结构,其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大,且其受力也最不利。所以过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱,以形成类框架体系,从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力,并大大增加其展延性以及耗能能力。
2.6 连梁设计
剪力墙的连梁是一件耗能构件,因此它的剪切破坏将对抗震不利,并会使结构的延性大大降低。在设计过程中就要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。而连梁截面的抗剪计算中,对于那些跨高比大于2.5的连梁,应注意将其剪力设计值乘以增大系数。
2.7 长墙肢的处理
在发生地震尤其是超烈度的强震时,这些长墙肢就是最容易遭到破坏的。而短墙肢则会因没有足够多的配筋,从而使整个墙面的结构遭到全面的破坏。为了避免这种不利的现象发生,因此对于大于八米的长墙肢,可以通过以下两种方法来处理:一方面,采取开施工洞,也就是在施工的过程当中于墙上留洞,而混凝土结构完成时再砌筑填充墙体,从而将长墙肢分隔成为短墙肢。第二,采取开计算洞,也就是在进行结构设计PK计算的过程中假设有洞,而在绘制施工图时却不留洞,从而通过这种特殊的计算方式来加强其它的短墙肢的配筋。
3结语
在近几年的建筑项目施工中,高层混凝土建筑数量比较多,而在实际进行施工中,其剪力墙的结构设计就成为了需要注意的重点环节,这个环节对于建筑结构以及建筑环境具有一定程度的影响。所以就要求施工人员能够掌握在这个环节中所要应用到的技术,这样才能进行合理和科学的施工,优化建筑结构,从而真正发挥出剪力墙建筑结构的功能。而在具体的结构设计环节要求设计人员能够做到综合考量,优化结构设计,推进施工的有效进行,从而促进建筑行业的健康发展。
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[3]冯翼. 浅谈高层建筑混凝土框架结构和剪力墙施工技术[J]. 中国房地产业, 2016(3).
论文作者:柳笛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/29
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