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摘要:对于从事高层结构设计的工程师来说,只有了解剪力墙结构的优缺点和技术,才能充分了解其要点。 并通过吸收在设计现代高层建筑结构方面的成功经验,考虑经济性、结构合理性和结构抗震安全性等诸多因素,与建筑师和设计师合作,设计更经济、更合理的高层结构体系。
关键词:剪力墙;结构;建筑;设计
近年来,建筑技术突飞猛进,新型建筑结构也不断创新。 在目前的建筑结构设计中,剪力墙结构设计的应用效果更加明显,剪力墙的应用更加突出。 在剪力墙结构设计的实际应用中,应考虑剪力墙应用的利弊。
一、建筑剪力墙布置
1.建筑剪力墙布置原则
建筑物剪力墙的高度和宽度通常比较大和薄,墙体的受力水平剪力、弯矩和竖向压力的影响。建筑物的剪力墙必须能够承受地震和风的切割,因此结构必须满足非弹性变形和防止脆性剪切破坏,剪力墙的设计类型尽可能采用延性弯曲型。
2.剪力墙结构类别
墙的受力特性和受力分布的加固和施工。整体墙包括山墙、鱼骨结构雕塑墙和小镂空墙;连接墙是由梁连接的剪力墙。
3.剪力墙结构设计
剪力墙结构的设计计算是校核剪力墙竖向截面的承载力和剪力墙倾斜截面的剪力。在校核计算时,需要对剪力墙的整个结构进行分析。根据剪力墙的水平力和垂直力得到剪力墙的浮力。
二、剪力墙结构的基本定义
剪力墙也称为抗震墙结构或墙体。 高层建筑对墙体的主要承重或地震作用不宜采用剪力墙结构,剪力墙结构与管壁(或剪力墙)可形成剪力墙结构。 模态受地震影响,倾覆力矩小于总地震倾覆力矩的50%。 当墙体较低时,第一地震矩模态小于地震总地震矩的15%~40%,可用作一般剪力墙结构。
三、结构设计的要求
1.平面结构的布置
经过研究结果分析,由于各种建筑结构布置的不对称,剪力墙的结构布置也必须经多次实验试算。除剪力核心筒外,其余最大剪力墙体的布置分散、均匀;且尽量沿墙体周边方向布置,以利于增强建筑抗震耐扭控制效果,查阅质量计算分析结果,扭转速度为主的第一白振滚动周期与平以滚动扭转为主的第二白振滚动周期比值之比为0.75,各层最大剪力水平滚动位移与剪力层间水平位移量的比值不应得大于1.4,均不能满足建筑平面布置及抗震控制层抗扭的基本要求,在一些建筑平面不规则的大型高层建筑中,重心和墙体结构的刚度与重心的刚度重叠,重心横向位移过大,墙体大发生大地震时横向,如果施加扭转或外力,会受到很大的影响,但破坏是严重的,所以在设计和施工时,使这两个刚度中心不匹配。
2.竖向结构的布置
由于承受竖向力的构件的过渡容易引起高层建筑竖向刚度的急剧变化,因此在发生地震时会成为抗震的薄弱环节。在垂直结构布置中,楼层的人体空间必须有足够的刚度。延展性和强度一般在以下几个方面加强和改进:力传递过程中,变形层的变形构件应简单直接,尽量避免变形辅助梁和水平多级变形施加于墙体变形梁和中间柱的竖向荷载与其他柱子相比,最好不要设计门洞;在过渡楼板的下部,加强剪力墙和框架柱的刚度。
四、建筑大面超长剪力墙结构处理
目前,很多大型建筑中用于现浇钢筋混凝土上的超剪力墙主体结构的建筑伸缩口裂缝都已经超过了设计规范化的设置,在超長力墙结构的使用情况下,设计师自己设计的结构伸缩口裂缝越来越大,这是一个设计问题,如果遇到超长结构,最好安装温度膨胀节,并尽可能在规范的设定范围内进行设计。这是因为1.剪力墙结构太长,在温度变化大时,混凝土剪力墙收缩,剪力墙容易变形。2.建筑物的剪力墙体量巨大,受结构变形和裂缝影响的因素很多,如果过长,需要安装温度膨胀缝,防止大面积变形。3.随着施工所用混凝土的收缩,剪力墙结构过长引起裂缝的因素也随之减少。4.随着建筑泵送混凝土,水泥用量增加,剪力墙结构收缩增大,开裂的必然性加剧。
五、建筑的剪力墙的抗震设计
1.控制结构上的水平位移
首先我们应该使建筑结构的内部水平平均位移能够满足《建筑混凝土结构技术规程》文件中的一条有关建筑结构内部水平的平均位移的最小限值的有关规定。
2.控制地震力
在一些地震时的物理计算系数值比较小的实际情况下,有时候 建筑也还是会可能出现建筑结构的主体顶点底部位移剪力满足要求的一些物理假象,所以,只有底部的位移剪力在合理的系数要求的测量范围内,对顶点位移和底部内力以及底部配筋的使用情况及时做一些检查才会具有重要意义,规范的方法规定底部剪力墙的位置结构的底部的位移剪力要在系数的要求范围内就可以有效防止底部剪力过小。
六、设计剪力墙过程中需要注意的问题
1.软件运用问题
设计剪力墙的工作人员也需要了解软件各个参数的实际含义。 只有这样才能合理设置参数。 此外,实际项目的建设不能完全依赖于计算机计算的结果。 不能因为部分计算结果有问题就认为所有结果都是错误的,需要在实际软件应用中找出错误原因,逐步积累经验教训,使结构受力墙设计更安全、更合理。
2.结构细部的构造措施
虽然这类建筑的墙体剪力墙需要具有很好的运动抗震和侧力控制性能,但是由于地震的总体运动过程存在很大的不确定性因素,我们就需要通过重新设计建筑剪力墙,以不断提高其建筑总体的运动抗震控制性能,特别是对地震控制的薄弱层要采取有效的抗震措施,使其墙体不会因为发生地震而造成重大损害。在这种强大的底部地震剪应力的相互作用下,建筑的底部剪力墙很是有可能就会发生一个整体的弯曲或者变形,尤其这就是底部外围的小剪力墙肢很是有可能因其横截面积过小和强大的底部扭转剪应力相互作用而使其发生严重的变形损坏,对建筑原有的底部翘曲墙体变形也会造成更大的地震能量影响,建筑的水平面的底部外缘可能会逐渐出现一字型的弧形裂缝,然后这就是在对角点中心处的剪力墙肢,其中的破坏也是最为严重的。所以,我们一定必须要不断采取有效的技术手段措施来不断提高建筑剪力墙的墙体抗震冲击能力。
结束语
框架支撑剪力墙已广泛应用于商业建筑,取得了前所未有的科学高度和技术成就,但结构复杂的抗震力学性能给建筑抗震力学性能研究留下了很大的技术提升发展空间。在进行转换层设计和施工时,严格按照本文提到的结构设计要求,特别是抗震结构的要求,适当提高转换层附近的结构水平要求,提高整体抗震能力,使剪力墙结构可以更好地用于高层建筑。
参考文献
[1]鲍小娟.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].建材发展导向(上),2020,(2).190.
[2]王焱.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].城镇建设,2020,(3).327.
关键词:剪力墙;结构;建筑;设计
近年来,建筑技术突飞猛进,新型建筑结构也不断创新。 在目前的建筑结构设计中,剪力墙结构设计的应用效果更加明显,剪力墙的应用更加突出。 在剪力墙结构设计的实际应用中,应考虑剪力墙应用的利弊。
一、建筑剪力墙布置
1.建筑剪力墙布置原则
建筑物剪力墙的高度和宽度通常比较大和薄,墙体的受力水平剪力、弯矩和竖向压力的影响。建筑物的剪力墙必须能够承受地震和风的切割,因此结构必须满足非弹性变形和防止脆性剪切破坏,剪力墙的设计类型尽可能采用延性弯曲型。
2.剪力墙结构类别
墙的受力特性和受力分布的加固和施工。整体墙包括山墙、鱼骨结构雕塑墙和小镂空墙;连接墙是由梁连接的剪力墙。
3.剪力墙结构设计
剪力墙结构的设计计算是校核剪力墙竖向截面的承载力和剪力墙倾斜截面的剪力。在校核计算时,需要对剪力墙的整个结构进行分析。根据剪力墙的水平力和垂直力得到剪力墙的浮力。
二、剪力墙结构的基本定义
剪力墙也称为抗震墙结构或墙体。 高层建筑对墙体的主要承重或地震作用不宜采用剪力墙结构,剪力墙结构与管壁(或剪力墙)可形成剪力墙结构。 模态受地震影响,倾覆力矩小于总地震倾覆力矩的50%。 当墙体较低时,第一地震矩模态小于地震总地震矩的15%~40%,可用作一般剪力墙结构。
三、结构设计的要求
1.平面结构的布置
经过研究结果分析,由于各种建筑结构布置的不对称,剪力墙的结构布置也必须经多次实验试算。除剪力核心筒外,其余最大剪力墙体的布置分散、均匀;且尽量沿墙体周边方向布置,以利于增强建筑抗震耐扭控制效果,查阅质量计算分析结果,扭转速度为主的第一白振滚动周期与平以滚动扭转为主的第二白振滚动周期比值之比为0.75,各层最大剪力水平滚动位移与剪力层间水平位移量的比值不应得大于1.4,均不能满足建筑平面布置及抗震控制层抗扭的基本要求,在一些建筑平面不规则的大型高层建筑中,重心和墙体结构的刚度与重心的刚度重叠,重心横向位移过大,墙体大发生大地震时横向,如果施加扭转或外力,会受到很大的影响,但破坏是严重的,所以在设计和施工时,使这两个刚度中心不匹配。
2.竖向结构的布置
由于承受竖向力的构件的过渡容易引起高层建筑竖向刚度的急剧变化,因此在发生地震时会成为抗震的薄弱环节。在垂直结构布置中,楼层的人体空间必须有足够的刚度。延展性和强度一般在以下几个方面加强和改进:力传递过程中,变形层的变形构件应简单直接,尽量避免变形辅助梁和水平多级变形施加于墙体变形梁和中间柱的竖向荷载与其他柱子相比,最好不要设计门洞;在过渡楼板的下部,加强剪力墙和框架柱的刚度。
四、建筑大面超长剪力墙结构处理
目前,很多大型建筑中用于现浇钢筋混凝土上的超剪力墙主体结构的建筑伸缩口裂缝都已经超过了设计规范化的设置,在超長力墙结构的使用情况下,设计师自己设计的结构伸缩口裂缝越来越大,这是一个设计问题,如果遇到超长结构,最好安装温度膨胀节,并尽可能在规范的设定范围内进行设计。这是因为1.剪力墙结构太长,在温度变化大时,混凝土剪力墙收缩,剪力墙容易变形。2.建筑物的剪力墙体量巨大,受结构变形和裂缝影响的因素很多,如果过长,需要安装温度膨胀缝,防止大面积变形。3.随着施工所用混凝土的收缩,剪力墙结构过长引起裂缝的因素也随之减少。4.随着建筑泵送混凝土,水泥用量增加,剪力墙结构收缩增大,开裂的必然性加剧。
五、建筑的剪力墙的抗震设计
1.控制结构上的水平位移
首先我们应该使建筑结构的内部水平平均位移能够满足《建筑混凝土结构技术规程》文件中的一条有关建筑结构内部水平的平均位移的最小限值的有关规定。
2.控制地震力
在一些地震时的物理计算系数值比较小的实际情况下,有时候 建筑也还是会可能出现建筑结构的主体顶点底部位移剪力满足要求的一些物理假象,所以,只有底部的位移剪力在合理的系数要求的测量范围内,对顶点位移和底部内力以及底部配筋的使用情况及时做一些检查才会具有重要意义,规范的方法规定底部剪力墙的位置结构的底部的位移剪力要在系数的要求范围内就可以有效防止底部剪力过小。
六、设计剪力墙过程中需要注意的问题
1.软件运用问题
设计剪力墙的工作人员也需要了解软件各个参数的实际含义。 只有这样才能合理设置参数。 此外,实际项目的建设不能完全依赖于计算机计算的结果。 不能因为部分计算结果有问题就认为所有结果都是错误的,需要在实际软件应用中找出错误原因,逐步积累经验教训,使结构受力墙设计更安全、更合理。
2.结构细部的构造措施
虽然这类建筑的墙体剪力墙需要具有很好的运动抗震和侧力控制性能,但是由于地震的总体运动过程存在很大的不确定性因素,我们就需要通过重新设计建筑剪力墙,以不断提高其建筑总体的运动抗震控制性能,特别是对地震控制的薄弱层要采取有效的抗震措施,使其墙体不会因为发生地震而造成重大损害。在这种强大的底部地震剪应力的相互作用下,建筑的底部剪力墙很是有可能就会发生一个整体的弯曲或者变形,尤其这就是底部外围的小剪力墙肢很是有可能因其横截面积过小和强大的底部扭转剪应力相互作用而使其发生严重的变形损坏,对建筑原有的底部翘曲墙体变形也会造成更大的地震能量影响,建筑的水平面的底部外缘可能会逐渐出现一字型的弧形裂缝,然后这就是在对角点中心处的剪力墙肢,其中的破坏也是最为严重的。所以,我们一定必须要不断采取有效的技术手段措施来不断提高建筑剪力墙的墙体抗震冲击能力。
结束语
框架支撑剪力墙已广泛应用于商业建筑,取得了前所未有的科学高度和技术成就,但结构复杂的抗震力学性能给建筑抗震力学性能研究留下了很大的技术提升发展空间。在进行转换层设计和施工时,严格按照本文提到的结构设计要求,特别是抗震结构的要求,适当提高转换层附近的结构水平要求,提高整体抗震能力,使剪力墙结构可以更好地用于高层建筑。
参考文献
[1]鲍小娟.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].建材发展导向(上),2020,(2).190.
[2]王焱.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].城镇建设,2020,(3).327.