短肢剪力墙结构设计探讨

来源 :基层建设 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengziwei5
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  摘要:近些年来,我国建筑事业获得较快的进步,不仅仅在建筑规模上,在建筑结构上也得到深层次的发展,在这之中短肢剪力墙在建筑施工中获得广泛的应用。基于此,本文从实际出发探讨如何對短肢剪力墙结构设计进行优化。
  关键词:短肢剪力墙;结构设计;分析
  目前对短肢剪力墙结构类型的研究大多集中于多层短肢剪力墙结构,中、小高层短肢剪力墙的受力性能和试验研究和短肢剪力墙抗震性能试验与动力分析方法研究,而研究高层短肢剪力墙结构弹塑性时程分析和综合造价与普通剪力墙的差别性数值分析相对较少,本文针对高层短肢剪力墙结构与普通剪力墙结构的抗震性能和综合造价两个方面进行分析探讨。
  1、工程概况
  某高层住宅小区,地处同安区中心,该工程由五栋99.5m高层住宅组成,为剪力墙结构,总建筑面积为106181.4m2,其中地下一层,建筑面积为15481.4m2:地上19层,建筑面积为90700mz,首层为4.1m高架空层,其余每划分层含标准层(层高2:8m)与夹层(层高2.5m)。如下如所示
  图1 标准层结构单元平面示意图
  2、短肢剪力墙结构的优势
  2.1、短肢剪力墙结构的外观性好
  由于采用混凝土浇筑的方式,这使得短肢剪力墙结构的外观整洁,没有显著的错台和难看的接槎,在短肢剪力墙结构中与梁柱链接的部位没有垂直度、平整性的差异。
  2.2、短肢剪力墙结构的稳定性好
  短肢剪力墙结构利用混凝土浇筑和养护的方式,这会大大提高混凝土部位的稳定性,施工企业可以通过短肢剪力墙结构混凝土的养护、模具保护等过程控制温度和湿度,在冬天可以提高混凝土的温度达到抵御冻害,在夏天可以通过养护避免温度和干缩裂缝。
  2.3、短肢剪力墙结构具有整体浇筑的优势
  当前短肢剪力墙结构一般使用混凝土作为主要材料,因此,采用整体浇筑的模式,这样的结构和设计有利于与其他项目和工序做到有效整合,不但不占用单独的施工时间,更会大大地降低模板工程、养护工程的造价,避免了窝工问题的出现,特别对于建筑的工期控制有着重要的价值。
  3、短肢剪力墙结构的定义
  目前,人们还没有对短肢剪力墙结构的定义进行明确的规范,而且在不同的国家或者地区对短肢剪力墙的理解也不尽相同。而在一般情况下,我们所说的短肢剪力墙通常是指将建筑结构墙肢截面高度与厚度之间的比值在7:1左右的墙体结构。人们在对短肢剪力墙结构设计的过程中,设计人员必须要对其抗震性能进行严格的要求,并且根据工程施工的合计情况和相关施工要求,将短肢剪力墙结构底部中产生的地震倾覆力矩控制在一定的范围内,使其建筑结构的稳定性和可靠性得到明显的增强。然而在不同的短肢剪力墙结构设计施工中,人们对短肢剪力墙施工的技术要求也就不一样,如果出现短肢剪力墙加设的情况,那么其短肢剪力墙结构只能当一般的剪力墙结构进行使用,而且其建筑物的抗震性能也会受到一定的影响。
  4、短肢剪力墙结构设计
  4.1、在高层住宅建筑设计模块中,短肢剪力墙的应用范围是比较广泛的,这些年来,随着我国建筑整体体系的健全,各种各样的短肢墙形式不断优化。这也满足了人们的住宅需要及人们的审美需要。因此诞生了一系列的高层及小高层住宅。这就加大了人们对于小高层及多层住宅平面设计的要求。通过对普通剪力墙结构的控制,更有利于实现建筑空间的严格控制。这就需要进行适应小高层住宅设计的结构体系的应用。比如进行较短的剪力墙肢的应用,进行墙肢截面高度及厚度的控制,保证当下工作的需要。这就需要进行剪力墙结构体系的优化。进行不同模块的墙肢截面高度及厚度的比例控制。更好的实现墙肢截面高度及墙厚的控制。比如进行异形柱的控制,更好的满足当下工作的需要,提升其应用效益。在剪力墙控制模块中,进行建筑平面的结合是必要的。这需要进行间隔墙位置的控制,进行竖向构件的布置,进行剪力墙数量的控制,保证剪力强制的控制。这需要进行抗测力的控制,按照其尺寸及客观需要来调整。由于减少了剪力墙数量,而代之以轻质填充墙,减轻了房屋总重量,适当降低结构刚度,使地震作用减小,这不仅对基础设计有利,而且对结构抗震较为有利,同时也可降低工程造价,还可加快施工进度。
  4.2、剪力墙的设计需要,可以得知当下高层建筑的开展,需要进行短肢剪力墙的竖向荷载面积的控制,从而满足楼层面积的优化需要。这需要进行短肢剪力墙结构的布置,保证其筒体及剪力墙的优化应用。保证短肢剪力墙数量的控制及调整设计。在当下工作模块中,短肢剪力墙的数量下限需要控制在一个有效范围内。从而更好的进行短肢剪力墙结构设计模块的优化。这需要满足剪力墙结构的应用需要进行调整。对不是短肢剪力墙结构中短肢剪力墙,不应按短肢剪力墙结构的要求进行调整,但应满足对小墙肢的要求。在当下住宅设计模块中,进行短肢抗震墙体结构的优化是必要的。这需要进行抗测力构件的布局性的优化,这是比较理想的结构体系模块。在地震区工作过程中,高层建筑中墙肢的长度及剪力墙的数量需要进行监控。进行共同抵抗力的提升。这就需要进行剪力墙的承载能力及其抗侧刚度的控制。更好的满足当下水平地震力的防震需要,提升其结构的整体稳定性。这就需要进行短肢剪力墙的整体结构的优化,保证其综合应用性能的优化。一部分墙肢处于压、弯、剪,另一部分墙肢处于拉、弯、剪的复杂应力状态,易形成脆性剪切破坏,所以延性较差。因此,不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑,一般是利用建筑电梯井或楼梯间等位置布置一般剪力墙,形成短肢剪力墙与一般剪力墙共同受力的结构体系。如果楼层大面积连续布置短肢剪力墙而一般剪力墙布置不足时,可能出现当一般剪力墙破坏后,短肢墙没有足够的延性和承载力,会很快随之破坏从而导致整个结构失效。
  4.3、约束边缘构件需要清楚的是,约束边缘构件是剪力墙墙体结构中的一部分,并不是墙体的支座。在安装和施工该构件时,并不能单纯的套用梁和柱之间的连接工艺。对于应用了短肢剪力墙结构的高层建筑来说,由于建筑剪力墙的墙肢相对较短,约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢,为将墙肢抗震性能不断增强,则就可将整段墙肢作为约束边缘构件考虑当剪力墙水平分布筋间距不符合约束边缘构件非阴影部分箍筋或拉筋最大间距时,例如,水平筋间距为200mm,而箍筋或拉筋间距为150mm,若非阴影部分只配置拉筋,则有部分拉筋将无法拉住水平筋。此时,拉筋无法对混凝土形成有效约束,不利于改善混凝土受压性能和增大延性,这种情况应考虑同时配置箍筋和拉筋。
  5、结语
  综上所述,短肢剪力墙结构是当前各类主流建筑和建筑设计的主体,发挥短肢剪力墙结构的价值,挖掘短肢剪力墙结构的功能已经成为设计和施工单位的主要目标。应该了解短肢剪力墙结构的优势和特点,以结合施工实际的方式彻底实现短肢剪力墙结构的功能,在有效控制混凝土浇筑这一过程的同时,确保短肢剪力墙结构的稳定以及对裂缝的控制,更好地体现短肢剪力墙结构的先进性和实用性。
  参考文献
  [1]黄秋瑜.某34层框支短肢剪力墙结构设计及抗震性能分析[D].广西大学,2012.
  [2]李晓蕾.高层建筑短肢剪力墙结构的力学模型与试验研究[D].西安建筑科技大学,2011.
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