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摘要:随着我国经济的发展,为了提高土地的利用效率,高层建筑收到人们越来越多的青睐,为确保高层建筑的质量,避免安全事故的发生,相关工作人员需要不断提高自身设计水平,保证建筑结构科学、合理。高层建筑的设计包含许多先进的技术,其中部分框支剪力墙可以很好的满足人们的需求。商用高层建筑底部需要比较大的空间,以供人们的日常活动,而顶部的各个房间不仅需要较强的实用性,而且还要满足人们的审美需求,外观需要具有一定的美感。本文针对部分框支剪力墙结构设计的要点与难点,首先说明了该建筑结构一般用于哪些位置;然后从几个方面介绍了该建筑结构需要注意的地方;最后为了提高该建筑结构的安全性与稳定性,需要采取怎样的措施。
关键词:框支剪力墙;使用范围;要点;抗震性;难点
引言:从当期高层建筑的实际情况看,由于框支剪力墙具有许多独特的优势,所以得到了大面积的运用,不仅确保了高层建筑的安全性,而且使高层建筑功能得到最大程度的体现。框支剪力墙其中包含了许多比较复杂的技术,因此,想要使框支剪力墙的优势得到发挥,在进行结构设计时,相关工作人员需要付出更多的精力,确保设计的合理,保证高层建筑的质量。
一、框支剪力墙结构的使用范围
“基于该结构的特点,一般给结构被运用于商用高层建筑,因为商用建筑底部几层需要较大的空间,以便于开展相应的商业活动”。[1]如果一项高层建筑需要地上四层,最为商业活动开展场所,那么,我们就需要把这四层作为转换层,从而使这四层可以拥有比较大的活动空间。
“当前,比较常用的墙体转换结构,包括箱式转换结构、梁式转换结构和厚板转换结构等”。[2]由于转换结构类型比较多,所以设计人员需要根据实际需要,进行有效地取舍,确保墙体受力均匀。
“该墙体结构很容易产生扭转的现象,所以,为了有效避免以上情况的产生,工作人员在进行平面设计时,需要做到刚心与质心相近”。[4]在设计时,可以对该高层建筑底部四层的剪力墙进行合理变化,使框支柱、转换梁的位置得以改变,经过调整,使结构更加优化。另外基于高层建筑的基本形态,其中墙体结构的竖向设计尤为的重要,在设计之前,首先需要经过大量的测试与计算,得出最科学的计算结果,我们对高层建筑有着行业内的相关标准与要求,为了更好的满足要求,转换层上半部分与转换层下半部分的刚度需要加以合理控制,否则很容易出现上半部分与下半部分强度不一样的情况,如果出现上半部分强度较大,而下半部分强度较弱的现象,工作人员则需要加强下半部分强度,而削弱下半部分的强度,以达到平衡状态,这样才符合高层建筑的相关要求与标准。
二、该建筑结构需要注意的关键点
(一)结构的扭转与墙体平面不规整控制方法
“设计人员需要采取有效的措施,使结构的扭转与墙体平面不规整得到有效的控制,在设计时,最需要关注的就是位移比,我们可以从以下两个方面改进工作”。[5]第一,高层建筑的墙体是由许多构件组成的,而这些竖向的构件与水平方向的位移会产生一定的比值,这个比值的最大值需要控制在平均值的合理范围内;第二,如果发生地震,会有百分之五的几率发生刚心偏离的现象,因此,设计人员需要注意到高层建筑的竖向构件的层间位移的最大值需要在平均值范围内,最大不能超过一点五,最小不能低于一点二,并且还要注意双向地震的影响。
(二)结构扭转效应的改进
想要有效改进高层建筑的结构扭转,周期比需要格外注意。周期比是指该建筑结构第一次自己振动周期与平均的振动周期之间的比例。工作人员在设计时,这是一个重要的参照數据,这个数据可以准确反应出高层建筑结构扭转的硬度,另外,在结构扭转的过程中,会产生惯量值,借助周期比,也可以准确测出惯量值。因此,我们需要采用有效的方法,进行周期比的计算,借助刚性楼板假定来算出周期比,若计算出的周期比比零点九大,就说明了结构产生了扭转,进而我们可以判断出该结构具有很多安全隐患,抗地震的效果比较差,这时就需要采取有效的措施,把周期比调整到最合理的范围内,工作人员需要使用抗侧力构件,不要限制在均衡布局的要求内,并且抗侧力构件在使用时,也有一定的要求,例如使用要对称,确保结构的稳定性。同时抗侧力构件的使用,要促使结构中部位置的硬度有所削弱,这时可以采用削减墙肢、减小结构横截面等方法。与此相对应,结构周围的部位硬度需要加强,这时可以采用增加外围、加梁等方法。
(三)竖向结构不规整性和薄弱层的控制措施
“由于高层建筑高度比较高,所以各层结构的刚度一定要把握好,使之符合相关要求,每一层的设计都不能掉以轻心,尤其是转换层与上层的衔接部分结构的等效侧向刚度之间的比值,一定要符合相应的标准”。[6]因为转换层的特殊性,转换层是整个高层建筑最脆弱的部分,所以,无论是与转换层相连的上半部分还是下半部分,都需要特别注意,有效判断出上下部分墙体的剪切与剪弯刚度之间的比值。
(四)增强建筑的安全性
安全系数越高的建筑,意味着它的抗震性能越好,所以,建筑的抗震性也是我们格外需要注意的地方,而建筑物的抗震能力,取决于墙体结构的剪重比,如果剪重比没有达到一定的数值,进而说明了该墙体结构的稳定性不够,这时就需要工作人员进行调整。一般情况下,墙体结构的下半部分出现问题,容易导致剪重比出现异常现象,因此,需要采取增强竖向构件、增强抗侧力构件以及增加结构的横截面等措施,加以调节,通过以上行为,使剪重比符合相关规定。除此之外,在计算剪重比时,为确保剪重比数值的准确性,计算量要充足,也就是说振型数量要充分,使计算系数要超过零点九。
(五)从整体上对墙体结构加以控制
结构的整体稳定性控制,主要的参照标准是刚重比,刚重比是指该结构刚度与地球重力之间的比重,如果该比重不符合相关标准,高层建筑的使用寿命就会大大缩短。这项技术相对来说,操作起来比较简单,所以,比较容易满足。但有时会受到各种因素的影响,该项数值不能很好的满足,这时就需要考虑重力的二阶效应,以此来确保结构的稳定性。 结构的稳定性出了受到刚重比的影响之外,还会受到转换梁与框支柱的影响,因此,二者的竖向结构也有抗震的效果,这二者作为特殊构件,也可以进行调整,另外,在调整前,首先要计算出结构,根据这个结果进行调整,以此来确保调整的科学性。
(六)结构计算方法简介
想要确保结构的稳定性与合理性,离不开科学的计算。当前,我们采用的结构计算方法比较多,另外还会采用弹性时程分析法、弹塑性静力与弹塑性动力等分析方法进行辅助计算。
三、提升框支剪力墙结构的抗震性能措施
高层建筑使用框支剪力墙的一个目的就是因为该结构具有较好的抗震性能,所以,工作人员需要采取有效的措施,保证该结构的万无一失,确保该结构具有良好的抗震效果。如果有一高层建筑,它的转换层在四层,这属于高层转换,它的框支剪力墙的结构在设计时就会比较复杂,它的抗震等级 就需要根据实际情况进行逐层变化。
转换层与上半部分楼板与下半部分楼板在使用框支剪力墙时,要求是不同的。对下层楼板来说,落地剪力墙的刚度和框支柱刚度之间有着明显的不同,如果剪力都集中于剪力墙上,超过一定的范围,会对转换层造成很大的影响,因此转换层结构的刚度一定要充分,这样不管是上半部分楼板或者下半部分楼板的剪力怎样分配,才不会造成比较严重的后果,因此转换层楼板的厚度是一百八十毫米,上下楼板的厚度也要达到一百五十毫米。
综上所述,随着高层建筑的逐渐增加,框支剪力墙的使用也会越来越广泛,框支剪力墙对上下结构的衔接起着非常重要的作用,不仅能够给楼层底部提供比较大的活动空间,而且楼层的各个房间也具有很高的实用性,最大程度的展现出该建筑的功能,并且对各个资源的有效利用,实现了经济效益的最大化。但是,該建筑结构也存在着许多问题,例如想要取得较好的抗震性,就需要使用更多复杂的技术,对建筑的转换层、上下楼层结构的设计,都需要特别关注,设计人员需要不断完善设计方法,以便于达到最好的效果。
参考文献:
[1]熊国红.部分框支剪力墙结构设计要点与难点[J].低碳世界,2015(22):204-205.
[2]杜喜增,李晓敏.部分框支剪力墙结构设计要点[J/OL].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术[2016-03-07].
[3]潘燕舞.部分框支剪力墙结构设计要点简述[J].建筑工程技术与设计,2018,000(010):1069.
[4]李文中.实例探讨高层商业广场部分框支剪力墙结构设计中相关要点[J].建筑工程技术与设计,2016,000(016):871,866.
[5]朱龙汉.住宅建筑框支剪力墙结构设计要点及建议[J].建筑工程技术与设计,2016,000(020):930-930.
[6]樊素.建筑高位转换层框支剪力墙结构的设计要点分析[J].四川水泥,2017(7):88-88.
关键词:框支剪力墙;使用范围;要点;抗震性;难点
引言:从当期高层建筑的实际情况看,由于框支剪力墙具有许多独特的优势,所以得到了大面积的运用,不仅确保了高层建筑的安全性,而且使高层建筑功能得到最大程度的体现。框支剪力墙其中包含了许多比较复杂的技术,因此,想要使框支剪力墙的优势得到发挥,在进行结构设计时,相关工作人员需要付出更多的精力,确保设计的合理,保证高层建筑的质量。
一、框支剪力墙结构的使用范围
“基于该结构的特点,一般给结构被运用于商用高层建筑,因为商用建筑底部几层需要较大的空间,以便于开展相应的商业活动”。[1]如果一项高层建筑需要地上四层,最为商业活动开展场所,那么,我们就需要把这四层作为转换层,从而使这四层可以拥有比较大的活动空间。
“当前,比较常用的墙体转换结构,包括箱式转换结构、梁式转换结构和厚板转换结构等”。[2]由于转换结构类型比较多,所以设计人员需要根据实际需要,进行有效地取舍,确保墙体受力均匀。
“该墙体结构很容易产生扭转的现象,所以,为了有效避免以上情况的产生,工作人员在进行平面设计时,需要做到刚心与质心相近”。[4]在设计时,可以对该高层建筑底部四层的剪力墙进行合理变化,使框支柱、转换梁的位置得以改变,经过调整,使结构更加优化。另外基于高层建筑的基本形态,其中墙体结构的竖向设计尤为的重要,在设计之前,首先需要经过大量的测试与计算,得出最科学的计算结果,我们对高层建筑有着行业内的相关标准与要求,为了更好的满足要求,转换层上半部分与转换层下半部分的刚度需要加以合理控制,否则很容易出现上半部分与下半部分强度不一样的情况,如果出现上半部分强度较大,而下半部分强度较弱的现象,工作人员则需要加强下半部分强度,而削弱下半部分的强度,以达到平衡状态,这样才符合高层建筑的相关要求与标准。
二、该建筑结构需要注意的关键点
(一)结构的扭转与墙体平面不规整控制方法
“设计人员需要采取有效的措施,使结构的扭转与墙体平面不规整得到有效的控制,在设计时,最需要关注的就是位移比,我们可以从以下两个方面改进工作”。[5]第一,高层建筑的墙体是由许多构件组成的,而这些竖向的构件与水平方向的位移会产生一定的比值,这个比值的最大值需要控制在平均值的合理范围内;第二,如果发生地震,会有百分之五的几率发生刚心偏离的现象,因此,设计人员需要注意到高层建筑的竖向构件的层间位移的最大值需要在平均值范围内,最大不能超过一点五,最小不能低于一点二,并且还要注意双向地震的影响。
(二)结构扭转效应的改进
想要有效改进高层建筑的结构扭转,周期比需要格外注意。周期比是指该建筑结构第一次自己振动周期与平均的振动周期之间的比例。工作人员在设计时,这是一个重要的参照數据,这个数据可以准确反应出高层建筑结构扭转的硬度,另外,在结构扭转的过程中,会产生惯量值,借助周期比,也可以准确测出惯量值。因此,我们需要采用有效的方法,进行周期比的计算,借助刚性楼板假定来算出周期比,若计算出的周期比比零点九大,就说明了结构产生了扭转,进而我们可以判断出该结构具有很多安全隐患,抗地震的效果比较差,这时就需要采取有效的措施,把周期比调整到最合理的范围内,工作人员需要使用抗侧力构件,不要限制在均衡布局的要求内,并且抗侧力构件在使用时,也有一定的要求,例如使用要对称,确保结构的稳定性。同时抗侧力构件的使用,要促使结构中部位置的硬度有所削弱,这时可以采用削减墙肢、减小结构横截面等方法。与此相对应,结构周围的部位硬度需要加强,这时可以采用增加外围、加梁等方法。
(三)竖向结构不规整性和薄弱层的控制措施
“由于高层建筑高度比较高,所以各层结构的刚度一定要把握好,使之符合相关要求,每一层的设计都不能掉以轻心,尤其是转换层与上层的衔接部分结构的等效侧向刚度之间的比值,一定要符合相应的标准”。[6]因为转换层的特殊性,转换层是整个高层建筑最脆弱的部分,所以,无论是与转换层相连的上半部分还是下半部分,都需要特别注意,有效判断出上下部分墙体的剪切与剪弯刚度之间的比值。
(四)增强建筑的安全性
安全系数越高的建筑,意味着它的抗震性能越好,所以,建筑的抗震性也是我们格外需要注意的地方,而建筑物的抗震能力,取决于墙体结构的剪重比,如果剪重比没有达到一定的数值,进而说明了该墙体结构的稳定性不够,这时就需要工作人员进行调整。一般情况下,墙体结构的下半部分出现问题,容易导致剪重比出现异常现象,因此,需要采取增强竖向构件、增强抗侧力构件以及增加结构的横截面等措施,加以调节,通过以上行为,使剪重比符合相关规定。除此之外,在计算剪重比时,为确保剪重比数值的准确性,计算量要充足,也就是说振型数量要充分,使计算系数要超过零点九。
(五)从整体上对墙体结构加以控制
结构的整体稳定性控制,主要的参照标准是刚重比,刚重比是指该结构刚度与地球重力之间的比重,如果该比重不符合相关标准,高层建筑的使用寿命就会大大缩短。这项技术相对来说,操作起来比较简单,所以,比较容易满足。但有时会受到各种因素的影响,该项数值不能很好的满足,这时就需要考虑重力的二阶效应,以此来确保结构的稳定性。 结构的稳定性出了受到刚重比的影响之外,还会受到转换梁与框支柱的影响,因此,二者的竖向结构也有抗震的效果,这二者作为特殊构件,也可以进行调整,另外,在调整前,首先要计算出结构,根据这个结果进行调整,以此来确保调整的科学性。
(六)结构计算方法简介
想要确保结构的稳定性与合理性,离不开科学的计算。当前,我们采用的结构计算方法比较多,另外还会采用弹性时程分析法、弹塑性静力与弹塑性动力等分析方法进行辅助计算。
三、提升框支剪力墙结构的抗震性能措施
高层建筑使用框支剪力墙的一个目的就是因为该结构具有较好的抗震性能,所以,工作人员需要采取有效的措施,保证该结构的万无一失,确保该结构具有良好的抗震效果。如果有一高层建筑,它的转换层在四层,这属于高层转换,它的框支剪力墙的结构在设计时就会比较复杂,它的抗震等级 就需要根据实际情况进行逐层变化。
转换层与上半部分楼板与下半部分楼板在使用框支剪力墙时,要求是不同的。对下层楼板来说,落地剪力墙的刚度和框支柱刚度之间有着明显的不同,如果剪力都集中于剪力墙上,超过一定的范围,会对转换层造成很大的影响,因此转换层结构的刚度一定要充分,这样不管是上半部分楼板或者下半部分楼板的剪力怎样分配,才不会造成比较严重的后果,因此转换层楼板的厚度是一百八十毫米,上下楼板的厚度也要达到一百五十毫米。
综上所述,随着高层建筑的逐渐增加,框支剪力墙的使用也会越来越广泛,框支剪力墙对上下结构的衔接起着非常重要的作用,不仅能够给楼层底部提供比较大的活动空间,而且楼层的各个房间也具有很高的实用性,最大程度的展现出该建筑的功能,并且对各个资源的有效利用,实现了经济效益的最大化。但是,該建筑结构也存在着许多问题,例如想要取得较好的抗震性,就需要使用更多复杂的技术,对建筑的转换层、上下楼层结构的设计,都需要特别关注,设计人员需要不断完善设计方法,以便于达到最好的效果。
参考文献:
[1]熊国红.部分框支剪力墙结构设计要点与难点[J].低碳世界,2015(22):204-205.
[2]杜喜增,李晓敏.部分框支剪力墙结构设计要点[J/OL].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术[2016-03-07].
[3]潘燕舞.部分框支剪力墙结构设计要点简述[J].建筑工程技术与设计,2018,000(010):1069.
[4]李文中.实例探讨高层商业广场部分框支剪力墙结构设计中相关要点[J].建筑工程技术与设计,2016,000(016):871,866.
[5]朱龙汉.住宅建筑框支剪力墙结构设计要点及建议[J].建筑工程技术与设计,2016,000(020):930-930.
[6]樊素.建筑高位转换层框支剪力墙结构的设计要点分析[J].四川水泥,2017(7):88-88.