浅析短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的运用论文_周建球

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摘要:在高层建筑结构的设计中,剪力墙结构的应用非常广泛,而较长剪力墙的布置在建筑结构设计中有些跟不上建筑 功能的发展。随着短肢剪力墙大量的出现,更好满足人们对建筑内部空间应用的需求,使室内空间应用起来更加的灵活和高效。很好满足了人们对建筑使用的需求。短肢剪力墙的出现,为建筑设计提供了一个新型的设计思路和方向。

关键词:高层建筑;结构设计;短肢剪力墙;剪力墙结构

在高层建筑工程中,目前出现一种新型的建筑结构,短肢剪力墙结构,大多建筑公司为了满足人们对住房空间的需求,提高自身社会影响力,从而大面积使用短肢剪力墙,进而忽视了短肢剪力墙抗震性能不佳的缺点。对于普通剪力墙的使用,在设计和使用中则是大幅度减少。这样的设计和使用,虽然能够降低建筑施工过程中的难度并降低成本,更有利于提高建筑的艺术美感,从而达到多重效果的空间设计,但是,这样的施工方式很难保证高层建筑的质量问题,在对建筑进行监测时,很容易判定为不合格建筑。基于这种情况,下文笔者将结合相关案例进行详细分析和探讨。

一、短肢剪力墙案例分析

1.1 工程概况

本工程为某市一房地产公司开发的商业住宅楼,该住宅小区 6# 楼 建筑层数为十三层,建筑总面积为 13394.5m2,结构层高为 3m,结构总高 40m,防火分类为二类。笔者通过有限元分析软件 ABAQUS 模拟一字形的普通短肢剪力墙在地震荷载作用下的破坏时的应力云图,研究一字形短肢剪力墙抗震性能,为建筑工程设计提供参考依据。设计模拟试验一字形截面。其截面尺寸如图 1 所示:

抗震等级为二级,轴压比为 0.3,混凝土采用 C30,加强部位受力纵筋采用 HRB400 级,直径为 12mm,箍筋采用 HPB300,直径为 8mm,其余纵筋采用 HRB400 级,直径为 8mm。配箍率为 0.56%,约束部位的配筋率为 1.3%,其余部位 配筋率为 0.7%。由一字形普通短肢剪力墙混凝土的应力云纹图见图 2所示:

通过上文相关数据的分析及设计试验,发现在侧移为 1.875mm 时,钢筋骨架中下部的箍筋、纵筋、分布钢筋均达到屈服,此时,钢筋仍具有一定刚度。当侧移为 3.125mm 时,中下部钢筋受混凝土变形的影响,起到了约束混凝土软化 变形的作用。同时,屈服区域增加。当侧移达到 5mm 时,除上部少部分区 域钢筋骨架未屈服外,大部分钢筋屈服,中下部钢筋产生较大的应变。当 构件破坏时,受混凝土变形的影响,箍筋、纵筋和分布筋由原来的直线变为 弯折方向各异的曲线。由此可得出结论:一字形短肢剪力墙混凝土和钢 筋上下应力分布不均匀,混凝土和钢筋骨架变形都较大,但是最大侧移只 有 8mm,故一字形短肢剪力墙的延性较差。

二、高层建筑结构中短肢剪力墙设计的要点分析

2.1 短肢剪力墙数目进行科学制定

高层建筑在现实设计里,必须完全按照相关法律和政策 规定,依据国家新设计规定的低标准为基础,以科学的 方法进行分析,针对短肢剪力墙在使用中的数量进行规划,结合高层建筑的长度进行规定短肢剪力墙的长度,对墙体刚 性进行降低,合理设计短肢剪力墙的数目,把普通剪力墙和 短肢剪力墙合理的结合起来,提高建筑的整体稳定性。

2.2 对短肢剪力墙的布局进行优化

在建筑设计里,设计者对短肢剪力墙的空间布局意识应 该加强,努力提升自身的设计水平,更重要的是提高对短肢 剪力墙的理解,选择合理位置进行短肢剪力墙的使用布局,不 能出现单个地方集中使用短肢剪力墙的情况,避免短肢剪力 墙不均匀的现象,进而保证建筑重心不变。这样不仅提 高了短肢剪力墙结构的抗震性还保证了高层建筑的质量。

2.3增强关键部位的剪力墙结构的抗震性能

剪力墙一般出现在建筑的应力集中部位,如建筑的角点 处,外边线处。在发生地震时是先受到破坏的位置。在设计 结构中,要重点考虑这些部位的受力,重点采取一些加强措施,提高这些部位剪力墙的抗震性能,具体的实施措施有:减小轴 压比值、增大配箍和增加纵向钢筋配筋率。这里要特别注意 较小墙体的抗震能力。

三、结语

综上所述,短肢剪力墙结构是当前小高层建筑结构设计中一种根据剪力墙结构进行改进后的设计方式,其改进的目的是为了更好的适应人们对于建筑内部空间应用的需求,使建筑内部的平面空间更大,室内空间应用更加灵活和高效,满足了现代城市居民对建筑室内设计的要求。但使用时应注意短肢墙的合理布局。

参考文献:

[1]综述小高层建筑中短肢剪力墙结构设计[J]. 司艳超,张超. 黑龙江科技信息. 2018(21)

[2]高层建筑短肢剪力墙结构应用方案研究[J]. 靳大勇. 中国新技术新产品. 2018(10)

[3]高层建筑短肢剪力墙结构设计体系研究[J]. 刘辉. 科技创新与应用. 2017(08)

论文作者:周建球

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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