高层建筑结构设计特点与剪力墙设计论文_杨志慧

高层建筑结构设计特点与剪力墙设计论文_杨志慧

天津华兴勘察设计有限公司 天津市 300143

摘要:在我国经济快速发展的大背景下,国内也同时面临着土地资源日益紧张、人口压力越来越大的问题,在城市发展建设过程中通过不断推动高层建筑的建设发展,可以有效解决这一问题。随着人们对高层建筑建设平面空间及安全性要求越来越高,原先传统的框架结构已然无法满足人们的要求。剪力墙结构具有刚度大,钢筋用材量较小,整体性能稳定、节能环保等特点,并且将其应用于高层建筑中可以有效改善高层建筑平面空间,提升高层建筑的美观性,因此在高层建筑设计中得到了较为广泛的应用。

关键词:高层建筑;结构设计特点;剪力墙设计

引言

剪力墙结构作为建筑中主要的抗测力构件,其能够承受不同的荷载,使建筑的内部空间得到增加,它的特点是具有较强的整体结构性及合适的侧向刚度,存在很多的优点。因此,剪力墙结构被广泛应用于很多的高层住宅中。对于整个建筑的结构设计而言,合理的设计布置剪力墙是非常重要的,剪力墙的稳定性直接影响着整个建筑结构的安全。因此,结合整个建筑的设计特点,严格控制剪力墙的截面设计,发挥出剪力墙的优势,使得整个建筑的安全性和可靠性得到保证,发挥其最大的经济利益。

1高层建筑结构受力特点分析

从高层建筑自身结构特点来看,建筑高度越高,竖向构件承受的相应荷载也越大,对于水平荷载产生的作用与影响也就越大。在对高层建筑结构进行设计过程中,关键是要掌握好对建筑整体的参数控制。由于高度较小的建筑地基极其相应的基础面积相对较大,因此受到整体荷载与作用的影响较小,做好相应的构件设计即可。而高层建筑不同,由于建筑本身高度较高,因此还会受到水平荷载的影响,需要设计人员对轴向变形、结构侧移加以考虑分析。

1.1轴向变形

底部构件所承受的内力与建筑高度成正比,同时也意味着其受到轴向变形的影响也越大,与此相对应,连梁弯矩也会受到较大影响。因此在进行高层构件施工时,需要准确计算出轴向变形值,并对下料长度做好及时的调整,才能保证高层建筑构件设计的合理性。

1.2结构侧移

当建筑整体结构具有一定高度后,虽然其承受的竖向荷载不会产生较大的变化,但其承受的风荷载及受到地震影响则呈现出一种规律性的变化,并随着建筑结构特性不同而发生相应的改变。因此对于高层建筑来讲,控制好结构侧移显得尤为重要。建筑的高度越高,受到的水平荷载作用也就越大,相应的结构侧移也会越大,对于建筑整体稳定性造成严重影响,因此需要对高层建筑结构侧移加以控制,以确保建筑结构足够的稳定性。

1.3结构延性

对于高层建筑结构来说,其抗震能力的提升离不开结构延性的支持,提高钢筋混凝土结构的延性,可以有效提升结构抗震能力。建筑结构延性越强,其塑性变形能力便会越高,从而可以有效抵消地震能量,减少地震作用对建筑结构的不利影响,有效避免了结构出现脆性破坏,尤其是对于高层建筑来讲,在结构设计中保证结构延性显得更为重要。

2剪力墙结构设计分析

2.1合理配置剪力墙暗柱钢筋

在具体剪力墙结构设计时,一级、二级、三级、四级剪力墙都需要设置暗柱和端柱。而且通过合理设计暗柱钢筋,不仅可以有效地消耗大量的地震波能量,并能够增强剪力墙边缘的抗拉能力,从而全面提升建筑的稳定性。

2.2合理布置剪力墙结构

在具体设计剪力墙结构过程中,需要通过合理利用钢筋混凝土来增强剪力墙的承载力,特别是增强剪力墙水平方面的荷载力。因此要合理布置剪力墙结构,确保在满足建筑本身要求的同时,还要考虑到建筑自身的曲线问题,从而对剪力墙进行合理规则布置。仔细选择短肢剪力墙。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆短肢剪力墙结构抗震性能差,在具体应用过程中无法对建筑物稳定性起到保障作用,因此,在选择短肢剪力墙结构时,应综合考虑各种因素,不仅要做到灵活布置,而且还要尽可能地减少建筑结构的重量。布置剪力墙结构避免出现独立的小墙肢。当剪力墙设计时存在独立小墙肢的情况,会增加建筑施工的难度。因此,在具体的设计过程中,要合理合并开孔,避免使用单独的墙肢,通过合理设置剪力墙有效降低施工难度。必须确保剪力墙结构的整体刚度。剪力墙刚度与抗震性能和施工时间有直接的关系,所以在设计时,通过合理对剪力墙结构进行布置,以此来确保剪力墙整体刚度,不仅有效地保证了具体的施工时间,而且对增强建筑整体抗震性能也十分有利。在具体控制剪力墙刚度时,要遵循位移限制标准的要求,增强建筑墙肢与连梁超筋之间的抗剪能力,并进一步降低截面设计难度系数。

2.3合理的控制剪力墙结构参数

高层建筑结构承重不同于普遍建筑,在剪力墙结构设计时,需要合理控制各项参数,以此来将高层建筑各项荷载控制在有效范围内。同时还要合理设计结构参数,特别是要保证位移比例、侧向刚度比例和周期比例设计的合理性,并将其数据有效的控制在规定的范围内,以此来保证高层建筑不会发生扭转和偏心力的情况。在具体设计结构参数过程中,还要对剪力墙自身的不规划性进行限值,将具体的数据控制在规定的范围内。

2.4剪力墙的连梁设计

在高层建筑剪力墙结构中,连梁作为高层建筑与剪力墙结构连接的重要结构,连梁两侧与剪力墙之间相连接。由于剪力墙结构自身具有的强度和刚度会对连续产生一定的内力,因此在具体设计过程中,需要对内力进行计算,通常会采用刚度折减方式来进行计算,并对折减值进行有效控制。当高层建筑在风力和地震作用力下,必然会使连梁有较大的内力产生,因此会对连梁结构性能带来较大的影响。在具体设计过程中,为了能够有效地降低连梁内力,通常会通过增加剪力墙洞口宽度、在连梁中部开水平缝方法来对各种应力进行削弱,减少其对连梁所带来的破坏,确保高层结构能够具有较好的稳定性。

2.5优化转换层的结构设计工作

当前高层建筑项目开始向结构功能多样性的方向发展,而且在功能形式上高层建筑也更具复杂性和多样性。在当前一些高层建筑设计时,通常会在不同部位设计出不同的使用功能,因此需要在具体设计时要采取具有针对性的应对措施,通过设置具体的置换构件来实现建筑结构之间的有效衔接,即对转换层进行优化设计。在具体转换层结构形式设计上,需要将转换层的质量和刚度控制在一定范围内,并通过精确的计算来找出转换层的薄弱部位,针对具体内力分配的特征来对内力设计进行优化,以此来全面提升转换层的整体性能,使其发挥出应的的作用。

2.6对墙身设计环节的优化

在剪力墙结构设计中,需要对墙身设计进行优化,以此来增强建筑结构的整体抗震性能,这是具体设计工作中非常重要的部分。在优化墙身设计过程中,需要做好钢筋合理布置,确保结构中横向钢筋和竖向钢筋能够对应搭配,并有效地将斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力有效结合,以此来完成标准验算工作。并在具体设计中要严格依照规范标准要求,实现剪力墙钢筋的有效配置。合理布置暗柱和端柱,进一步完善一级、二级、三级、四级抗震结构设计,确保建筑结构稳定性的全面提升。另外,在结构墙身具体设计过程中,还要对钢筋之间的距离进行合理布置,全面提高墙身设计的质量。

结语

综上所述,随着建筑业的不断发展,在高层建筑中,剪力墙结构的施工技术得到了广泛的应用,在设计建筑结构时,一定要将剪力墙结构的设计优势发挥出来,以此提高建筑的稳定性和抗震能力。通过进行科学的剪力墙结构设计、长度设计、配筋设计,能够有效保证城市高层建筑结构的安全性,提高剪力墙结构的稳定性。因此,根据不同的项目,结合项目的实际情况,合理的运用剪力墙结构设计,不断的对剪力墙结构技术进行研究,创新剪力墙结构的设计方案,提升建筑的稳定性。

参考文献:

[1]许继文,姜明.城市高层建筑结构设计特点及相关问题研究[J].低碳世界,2016(15):247-248.

[2]张吉强.高层建筑结构设计特点及常见问题的研究[J].四川建材,2016,37(6):40-41.

[3]吴涤凡,李建乐.某超限高层建筑的抗震设计探讨[J].南方农机,2017,48(14):84-85.

论文作者:杨志慧

论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期

论文发表时间:2018/12/17

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