陈树贤
茂名瑞派石化工程有限公司 525000
摘要:与其他建筑结构形式相比,钢筋混凝土剪力墙结构具有横纵钢筋混凝土墙承受荷载效果理想,抵抗倒向力优势明显以及抗震性能理想等方面的优势,是现代建筑重要应用结构之一。本文结合某工程实例,对钢筋混凝土剪力墙结构设计展开深层次解读,期望能够为国内钢筋混凝土剪力墙结构设计、发展形成有效推动。
关键词:现浇筑结构;剪力墙结构;结构设计;钢筋混凝土剪力墙;墙肢
钢筋混凝土剪力墙结构通过对建筑外墙、内墙实施隔墙位置布置的方式,提升墙体水平力承受性能。通常剪力墙高度和建筑物高度基本相同,从地基起一直到屋顶的。在立面上,因为剪力墙经常被开动,所以需要保证洞口上下对齐程度,按照一定排列规则,保证洞和相邻洞之间的墙肢形成质量,在上下洞之间形成横梁。为对结构设计展开全方位分析,结合实际案例为例,对结构设计展开详细说明,具体内容如下:
1.工程实例
某工程为商住楼,整体建筑面积58300㎡,共有10栋建筑,整体建筑采用钢筋混凝土剪力墙结构,设计较为科学、合理。其中有三栋建筑均为高层建筑,1号建筑整体面积16790.11㎡,地下1层。地上20层;2号建筑整体面积18974.2㎡,地下1层,地上22层;3号建筑16270㎡,地下1层,地上18层。整体建筑混凝土现浇筑结构如表1所示。
表1 建筑混凝土现浇筑结构
2.钢筋混凝土剪力墙结构合计
2.1设计原则
在具体进行建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计过程中,应遵循以下原则逐一展开设计:①优化剪力墙,尽量减少剪力墙存在数量,注重整体设计质量;②在进行墙肢设计时,降低边缘结构设计数量;③通过有效优化,对整体结构展开科学调整,达到最佳合计效果。
2.2具体设计
2.2.1连梁设计
连梁属于结构能耗构件,在使用时,如果出现连梁遭受破坏的状况,会对建筑物防震抗震性能造成直接影响,所以在连梁部分设计过程中,做好整体设计与细节处理,以防对结构延性造成影响。设计人员需要做好连梁强剪弱弯计算,保证弯曲没有破坏前,连梁不会受到相应影响。在具体进行设计时,避免出现人为添加连梁纵筋的状况,保证连梁强剪弱弯整体水平。同时做好综合评估、箍筋设置与添加,避免出现盲目增加箍筋数量的状况,确保整体结构可以得到有效保护。此外,在连梁截面抗剪性计算过程中,需要对跨比大于2.5连梁展开针对性处理,通过剪力设计值和增加系数相乘的方式,获取最佳数值,完成相应设计任务【1】。
2.2.2墙肢配筋设计
实施墙肢配筋过程中,重点考虑偏心受压以及偏心受拉两部分内容。按照横截面压缩高度,偏心受压主要分为大偏心、小偏心两种。其中在进行前者设计时,需要按照水平界面设置要求,在1.6倍混凝土大偏心受压环境中,如果钢筋没有达到屈服强度临界点,不应将其纳入到计算项目之中【2】。在进行后者情况设计过程中,不需要考虑垂直分布钢筋受力状况,钢筋垂直荷载作用下的水平拉力相对有限,无法保证钢筋在受压状态下可以保持屈服的状态。
目前国内的剪力墙结构设计中,没有过多考虑垂直分布荷载作用,整体安全性能较为理想,因此在进行结构配筋过程中,不仅要满足规范与计算明确要求,确保垂直分布钢筋配筋比率和地震强度相符程度,同时还要通过综合分析,确定是否需要额外添加剪力墙配筋量。
2.2.3长墙肢处理设计
按照建筑使用要求,延展性是剪力墙结构必须具备的重要性能,特别是细高形状剪力墙。建筑整体结构一不仅要具备良好的延性,还需具备高水平弯曲破坏性,防止出现脆性剪切破坏问题。同时通过对高层建筑的分析可以明确,在长墙肢状态下,为保证墙壁截面高度、宽度比值可以保持在2以上,需要通过开洞处理手段,完成相应结构设计。所以对长墙体实施分割,形成一段段较为均匀的小墙段。若墙体截面较小,且因为弯曲造成裂缝宽度相对较小时,运用箍筋对剪力墙实施加固,保证剪力墙整体性能,使其能够与建筑工程实际需要相符。
2.2.4底层框架柱布置设计
当采用底部框架剪力墙结构时,底部转换柱之间柱距能够保持在一定范围内,一般建议控制在8米之内【3】。同时为防止出现二次转换问题,做好非落地剪力墙控制,应保证一根框架梁上最多只设置一扇非落地剪力墙。就功能情况来看,因为底部框架剪力墙多用于民用建筑中的商业建筑,上部结构需要满足住宅或办公功能,所以在进行结构开间尺寸设置过程中,应按照具体功能完成尺寸设计。此外,将大框架高度梁跨问题考虑到其中,在柱间距相对较大时,如果配筋率和梁截面均超过了相应范围,会引发梁弯矩、剪力超限问题,存在严重安全隐患,需要引起设计人员足够重视。
2.2.5墙肢外形设计
由于剪力墙形状、尺寸会对结构钢筋用量形成直接影响,因此在进行设计时,尽量避免使用短肢剪力墙,减少对一字型抗震墙的使用。主要原因是短肢剪力墙抗震等级需要提高一级,整体配箍率和纵筋配筋量需要根据约束边缘构件实施计算,整体配筋量相对较大,并不利于整体结构设置,而一字型抗震墙整体截面有效高度相对较小,整体平面外刚度相对较低,并不便于实施抗裂、抗弯验算,整体配筋量也相对较高,所以并不建议使用。同时在进行墙肢厚度、长度选取时,剪力墙的墙肢长度通常不建议超过8米,而在进行厚度选择时,需要按照结构技术规程规定,选择最小厚度,以保证剪力墙稳定性能以及出平面刚度。
2.2.6边缘构件设计
剪力墙边缘构件主要分为构造边缘构件、约束边缘构件两种,两种设计方式并不相同,需要做好部位加强以及部位放松处理,保证整体剪力墙设计合理性。
在进行约束边缘构件设计过程中、如翼墙、暗柱以及端柱等设计时,需要按照相应结构技术规程以及设计规范要求,沿墙肢方向长度以及箍筋配筋特征值,展开构件设计。整体纵向钢筋配筋范围应保持在规范规定阴影面积以上,纵向钢筋最小截面面积,按照抗震设计要求,确定面积数值,保证整体结构设计合理性。
约束边缘构件中阴影部分约束钢筋配置主要分为两种:第一,将箍筋作为阴影部分约束钢筋,钢筋长边保持在短边3倍以内,相邻箍筋相互搭接,并按照箍筋长边长度对搭接长度进行确定,其他部分钢筋会通过拉筋方式进行补齐;第二,墙体水平筋、箍筋共同工作方式。即将水平筋作为部分约束边缘箍筋,在竖向水平筋间隔内完成相互搭接箍筋安装。在将墙体水平分布筋作为约束箍筋时,需要在水平筋中增加拉紧,从而保证最终钢筋配置质量。
结束语:
由于钢筋混凝土剪力墙结构对于建筑物设计与建设有极为作用的影响,所以在进行建筑物设计时,需要加大对剪力墙结构部分设计工作关注力度,以整体建筑设计标准以及目标为依据,科学展开连梁、底部框架柱布置以及边缘构件等一系列设计,进而设计出最佳结构布置方案,为整体建筑建设、应用提供可靠设计方面支持。
参考文献:
[1]张文玲.不同结构体系高层钢筋混凝土住宅的结构性能和经济性对比分析[J].结构工程师,2019,35(01):65-71.
[2]陈聪,吕西林,陈云.带有耗能连梁的钢筋混凝土剪力墙结构地震损伤评估[J].防灾减灾工程学报,2019(1).
[3]任兵.试析钢筋混凝土剪力墙结构施工质量控制技术[J].工程建设与设计,2019,402(04):33-34.
论文作者:陈树贤
论文发表刊物:《房地产世界》2019年10期
论文发表时间:2019/10/28
标签:剪力墙论文; 结构论文; 钢筋混凝土论文; 钢筋论文; 构件论文; 结构设计论文; 建筑论文; 《房地产世界》2019年10期论文;