摘要:因为近些年我国建筑行业飞速发展,对于剪力墙结构的推广具有积极作用。在目前高层建筑结构中,剪力墙结构具有不可或缺的地位,在高层建筑设计中应用融入剪力墙结构,这对于建筑整体设计都带来了新的机遇,增强建筑的抗震性能与承载力具有极大的推动,充分的发挥出剪力墙存在的价值。在高层建筑建设中加强对剪力墙结构的研究,可以提高剪力墙结构设计质量,进而满足社会群众需要,保障高层建筑的安全性。鉴于此,本文主要分析高层民用建筑剪力墙结构设计要点。
关键词:高层民用建筑;剪力墙结构;设计
1、浅析剪力墙的定义与特点
1.1、剪力墙的定义
利用剪力墙结构取替掉框架结构,不单单增强了建筑的荷载力,还提高钢筋浇筑结构与水平力上的混凝土控制力度。剪力墙结构主要基于墙肢结构与连梁结构为核心,不单单具有较强的刚度,其整体性与承载能力也比较高,这是剪力墙结构被大力推广的主要原因。在高层建筑中利用现浇剪力墙结构技术,可以把分隔墙与承重墙进行有机结合,这样还可以减少施工成本。
1.2、剪力墙的特点
(1)优点
将剪力墙结构设计与建筑结构设计相融合,不但减少了项目建设的用钢量,还对减少建设成本具有重要作用。由于剪力墙结构的自身性能较强,具有较强的刚度,可以承受巨大的荷载力,尤其是水平方向的承载力较强。将剪力墙结构融和到高层建筑建设中,可以把高层建筑内部的承重墙与分隔墙进行有效结合,这对于建筑结构的美观性与安全性具有重要意义。
(2)缺点
应用剪力墙结构对于高层建筑建设的诸多优势,但是在实际运用中存在一些不足。在高层建筑框架结构中应用剪力墙结构会增加建筑整体重量,会增加建设成本,抗震性能减弱。虽然合理运用剪力墙结构可以降低钢筋的应用率,但对建筑结构的延展性带来一定影响。由于剪力墙的自身承载力受到一定阻碍,这便造成剪力墙的价值无法充分发挥出,虽然剪力墙的刚度可以有效的抵抗侧向变形,但在实际运用中,需要提高高层建筑整体结构的强硬度,进而致使建设成本增多。
2、剪力墙结构设计的基本原则
2.1、调整楼层最小剪力系数方面的原则
在剪力墙设计时要尽量少使用构件,其中最佳的设计预案就是布置大开间的剪力构造,让其侧向刚度构造能达到最优的状态。同时,要确保楼层间的剪力系数最小,不得越出有关标准要求的范围,短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩以及和整体总底部承受的地震倾覆力比一定不得超出1∶4,这样不但能缩减构造自身的重量,还能缩减地震所带来的损坏,可节省成本。
2.2、调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则
我们可通过竖向构件的数目来得出构造的剪切变形量,可是在大量的项目实践中,大多数构件还是不过关的,所以要对构件实施科学的布置,一旦布置不科学,就会产生扭转变形,那么楼层间的移动也难以达标。所以,对于高层建筑来讲,不能仅用楼层间的移动来确定竖向构件的刚度,同时还要尽量的缩减扭转变形。
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2.3、调整剪力墙结构连续超限方面的原则
如果剪力墙构造有较小的连续跨高比,就会产生较大的弯矩与剪力,如此就会超出了有关标准限度,跨高比一般要大于2.5。遵照有关的标准,如果跨高比低于5时,不能折减连续梁,合理的选择跨高比可高效的防止剪力与弯矩过量。在构造设计中如果对上述内容进行有效合理的运用,在一定程度上就能缩减项目的资金投入。
3、高层民用建筑剪力墙结构设计要点
3.1、高层建筑剪力墙结构设计要点有剪力墙的连梁要点
高层建筑中剪力墙结构设计的重点就是连梁的超筋处理,它的剪切变形是最为敏感的,对于建筑物整体的实用性和坚固性至关重要,必须引起设计者的高度重视。因此,连梁超筋是剪力墙结构设计中最为重要的一点。(1)剪力墙的特点之一就是能够抵抗地震,因此,在剪力墙中的连梁剪力和剪力墙中连梁的弯矩都必须要做到可以随时进行塑性调幅。(2)剪力墙连梁的要点是要尽可能有效合理的减少剪力墙连梁的截面高度。(3)剪力墙连梁的要点是当剪力墙对连梁的破坏达到其承受的竖向荷载没有什么明显影响的时候,则可以在当大震作用时,此剪力墙连梁可以不需要一起进行工作,将此剪力墙连梁按照独立的墙肢对其进行第二次多遇地震作用的结构分层分析,其中墙肢应该按照两次计算所得的较大内力进行配筋的合理有效的计算。
3.2、剪力墙结构设计要点与剪力墙的定位
高层建筑剪力墙结构设计和定位的科学性、合理性都对建筑的整体质量有很大影响,如果需要保证施工的可行性和质量,那么剪力墙的定位必须按照其它方向或者是沿着主轴方向进行剪力墙的双向布置。剪力墙的特点之一便是抗震,因此对于剪力墙的结构必须要具有高度可靠性,施工工作必须严格控制,保证工程的质量,尽可能避免单向的剪力墙结构。下面我们就来探讨下剪力墙定位的要点。(1)针对弧形的平面和圆形的平面,以及正多边形的平面,用沿径向的方向为定位方向,进行环向性的设计。(2)针对Y形的平面和三角形的平面这两种平面的设计,则应该按照沿其它三个轴线的方向进行合理的设计。(3)针对一般的平面,例如T形的平面和L形的平面,以及矩形的平面等一般平面的设计,要沿着两条轴线的方向进行合理的设计。
3.3、合理的控制剪力墙结构参数
必须充分的控制好剪力墙结构的各项参数,在施工过程中必须严格的落实设计参数和指标,在具体的进行施工时,要根据施工的实际情况及时的调整设计,针对现场施工出现的状况及时的进行调节有助于确保整体的设计效果。并且在施工的过程中分阶段进行施工效果的检测,根据前一阶段的施工效果修正下一阶段的施工方案,从而最终实现施工的质量控制。
3.4、剪力墙的连梁设计
连梁是建筑结构连接剪力墙的主要结构,它的两端与剪力墙结构相连,由于剪力墙自身存在一定刚强度,因此会对连梁结构造成一定内力。为了将梁结构中的内力有效降低,需对剪力墙结构中的内力开展计算工作,应用最常见的方式就是刚度折减,但在实际应用中需控制好具体的折减值。在受到地震与风力的作用下,会对连梁结构造成较大内力,进而影响连梁结构的性能。因此通常情况下会利用增加剪力墙洞口宽度或是在连梁结构中开水平缝的方式来减小连梁结构中的内力,从而降低不同应力对连梁结构的破坏,以此来增加高层建筑结构的牢固性。
总之,目前高层建筑层数不断增加,随着其垂直高度的加大,人们对高层建筑的质量越来越重视。这也使当前剪力墙结构在高层建筑中得以广泛应用。剪力墙结构主要承受来自于风和地震引起的水平和竖向荷载,能够有效地提高建筑物稳定性和牢固性,增强建筑物的抗震性能。因此在当前建筑结构设计中,利用剪力墙结构来代替原来的结构中的梁柱,可以进一步优化建筑结构,全面提高建筑的质量。
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论文作者:王翊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
标签:剪力墙论文; 结构论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 要点论文; 剪力论文; 平面论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;