高层建筑框架剪力墙结构设计的分析论文_张景杰,徐永争

高层建筑框架剪力墙结构设计的分析论文_张景杰,徐永争

周口市建筑设计研究院 河南周口 466000

摘要:随着我国经济科技的快速发展,建筑行业也开始迅猛发展,高层建筑越来越广泛,高层建筑成为城市甚至是国家发展的象征。在这样的情况下,对于高层建筑施工也有着较高的要求,人们开始关注我国大型建筑质量和安全问题。高层建筑核心就有剪力墙框架结构,我国大型建筑广泛的应用剪力墙结构,使建筑的耐压性、实用性有了很大的提高,推动我国建筑行业更好的发展。为了整体提高高层建筑的质量,在剪力墙结构的设计上就要采取良好办法。本文主要针对高层建筑框架中使用剪力墙结构进行分析,首先分析剪力墙结构设计的基本原则,最后对其设计进行了分析。

关键词:高层建筑;剪力墙结构;结构设计

引言:随着城市化加快进程,想要使高层建筑的承载性、耐用性和抗压性整体提高,建筑企业就要重视将剪力墙结构设计应用到高层建筑中,剪力墙结构设计主要对竖向压力和水平压力有抵抗作用,可以有效地防止自然灾害带产生的水平荷载。

1 剪力墙结构设计的基本原则

剪力墙结构对建筑纵向和竖向荷载有提高的作用,所以其被广泛的应用的和设计到复杂工程中。在设计剪力墙结构时,要对其质量和经济方面进行全面的考虑,不要为了资金投入减少,而不顾建筑质量的安全,因此,在设计剪力墙结构时,对位移限制值因素进行全面的考虑,也要充分考虑到荷载构件的组成,不止要保证工程资金投入少,还要保障其质量安全。设计剪力墙结构时,剪力墙的数量位移限制值要和我国相关部门规定相符合,使数量减到最小,使剪力墙所承受的倾覆矩力不受到影响。以下是对其基本原则进行分析。

1.1剪力系数最小调整原则

设计剪力墙的结构时,尽量减小其框架布置,高层建筑中大开间的剪力墙结构设计方案是最完美的,其有着良好的侧向荷载和刚性强度。除此之外,调整剪力墙系数尽量达到最小,但要在规定值得范围内。地震引起的剪力墙承受倾覆力矩,不超过地震引起高层建筑底部承受倾覆力矩的四分之一,使高层建筑的自重较少,剪力墙结构对压力的承受程度也减小,使自然灾害带来的风险降低,从而投资成本在一定程度上节约。

1.2调整楼层间位移和层高比例

如果在地震易发区建设建筑,计算出楼层最大位移标准值之后,应用在整体变形弯曲剪力墙结构时进行保存,高层建筑中以弯曲变形为核心先计入扭转变形。在建设高层建筑时,首先要充分的考虑扭曲变形和剪力变形,其会严重的影响高层建筑质量。楼层竖向数量决定剪力墙在高层建筑中承受的竖向荷载,施工过程中,增加建筑构件的数量,很难增强竖向的承受力,对于建筑的扭转变形减少,要整体综合来考虑建设布局,因楼层扭转变形而产生的楼层间位移,因此不会有太大变化。在建设高层建筑时,不要单纯的认为竖向荷载强度,不是楼层间位移来进行确定的,可以使竖向扭转变形减少,从而使高层建筑纵向方向的承受力,刚性强度增大,在一定程度上使楼层间的位移减小。

1.3调整剪力墙结构设计的连续超限

高层建筑中应用连续跨高剪力墙结构,所产生的弯曲力矩和剪力太大会超过标准要求,高层建筑会出现断裂,产生居住风险,因此,通常情况下剪力墙结构跨度比要不低于2.5的范围内。依据相关部门的规定,当跨度比等于或小于5时,不允许被拆除连续梁。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高层建筑建设中选择合适的跨度比也是其关键,跨度比正确选择,可以在一定程度使弯曲力矩和剪力过大产生可能性减小,使剪力墙结构应用高层建筑中保持在规定的范围内。严格要求设计剪力墙结构,能在一定程度上将成本花费减少。在剪力墙结构设计中,对于过程中会出现的不利因素进行综合考虑,完工的标准不应该只是与相关部门规定相符合,例如,建筑物的表面和剪力墙结构、建设均匀距房屋房屋一定距离,高层建筑抗变形能力以此得到保证。

2 高层建筑剪力墙结构设计的分析

2.1剪力墙结构配筋和厚度

依据我国相关建筑施工管理规定,在自然灾害发生时,例如地震等,高层建筑中剪力墙结构规定抗震等级为8时,剪力墙本身抗震等级为1、2级时,剪力墙墙底要有大于200mm的厚度,此外,对于墙底加强部分厚度要严格控制大于整个楼高度1/16,剪力墙本身抗震等级为3、4时,剪力墙底部分就要有大于整个楼高的1/20的厚度,墙底加强部分有不小于160mm的厚度,对于设计剪力墙结构的其他部分,墙底要有不小于层高的1/25的厚度,墙底加强部分要有大于180mm的厚度。在处理剪力墙结构配筋时,剪力墙结构在高层建筑中会使用的混凝土,要有大于25%的配筋率,使用的混凝土在剪力墙底加强部分,要有大于30%的配筋率,混凝土使用部位不同也就会有不同配筋率,使各个部分混凝土抗压性和刚性强度得到保障。除此之外,剪力墙结构在高层建筑中主要承受竖直方向和水平方向的压力,所以针对竖直方向配筋和水平方向配筋有着不同的要求,通常情况下在外侧铺设水平方向钢筋,在内侧铺设竖直方向钢筋,以此来提高剪力墙结构在高层建筑中的抗震能力。

2.2整治大面超长剪力墙结构

大型建筑工程在近年来逐渐增多,大部分的建筑工程剪力墙结构都采用现浇形式进行施工,会导致大部分剪力墙结构伸缩缝都不合格,对超长的剪力墙来说,其伸缩缝间距大到超出规定范围,在设计大面超长剪力墙结构时要按照规定设置自身范围,同时设置温度伸缩缝。高层建筑中温度伸缩缝起着关键性作用,然而,温度伸缩缝可会在一定程度上导致墙体裂缝或变形,因此,在设计时,要对各方面的影响因素进行充分考虑,最大程度降低不利因素的影响。

2.3剪力墙结构抗震能力的设计

为了提高剪力墙抗震性能主要从以下两方面进行设计:(1)对剪力墙结构水平方向位移进行控制;满足水平方向位移符合高层建筑相关规定的位移限制值。(2)控制地震力;地震力较小时,剪力墙结构在抗震能力上,以及结构位移值上会做出需求满足的假象,只有满足底部剪力要求时,合理设置位移、内力、配筋才有意义,此外,还要对剪力墙结构底部调整其剪力系数,对剪力墙结构设计深入了解,将高层建筑实用性整体提高。

3结束语

近年来,高层建筑中剪力墙结构得到广泛应用,但在实际运用剪力墙结构的过程中还会出现一些问题,这就需要相关设计人员设计出合理的方案,加强施工管理力度,从而提高高层建筑的质量和安全。

参考文献:

[1]杨洪艳.框架剪力墙结构的建筑施工技术研究[J].黑龙江科技信息,2016(10).

[2]王燕.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技与企业,2014.

[3]孙军.关于高层建筑剪力墙结构设计的分析[J].建筑工程技术与设计,2014(6):160.

论文作者:张景杰,徐永争

论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期

论文发表时间:2019/3/28

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