高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析方大伟

高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析方大伟

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摘要:在建筑行业发展的今天,各种结构开始出现在大众视野当中,其中框架剪力墙最为出众,并且也逐渐发展成为了现在工程项目建设过程中当中最受大众欢迎的结构体系。由于该结构的出现能够最大程度上提升最终建筑的品质,并确保高层建筑的稳固性,所以应用极为广泛。针对于此,本文将会重点介绍该结构具体的施工技术,以供参考。

关键词:建筑工程;框架剪力墙;施工技术

引言

建筑行业的兴起与的发展除了要满足大众对其基本功能的需求,还应该要保证基本的质量以及使用效果。在科学技术不断发展的今天,各种新型的材料以及技术逐渐都替代了传统的工艺,并且被应用到了各项工程施工过程中。根据最近几年该行业的发展情况能够发现这些新型的技术以及工艺都获得了良好的应用效果,其中框架剪力墙效果最为显著,它除了能够确保结构的稳固性之外,还能够有效减少成本的投入,因此对于整个行业来说具有极为重要的现实意义。

1、框架剪力墙结构特点

1.1受力特征

框架剪力墙结构的设计主要研究的是框架与剪力墙各自受力情况。框架剪力墙因自身的结构具有较强的水平负载能力,刚度也是一流的,在一般的剪力墙结构中,受力性能不如框架剪力墙结构好,所以很容易发生涨膜现象,承受力度不够,不利于提高抗震性能。

1.2刚度特征

框架剪力墙结构中的剪力墙是主要的抗侧力点,剪力墙的刚度大小直接影响整体结构的安全性以及造价。在遇见自然环境灾害,特别是地震时,如果结构的变形能力不足,可能会发生建筑坍塌。所以框架剪力墙的刚度是非常重要的。

1.3抗震特征

框架剪力墙兼顾了框架结构和剪力墙结构的优点,抗震性自然就强。所以在建筑行业中很好的运用这项技术,并予以发展,相信不久我国建筑工程行业会更上一层楼。

2、剪力墙设计要点

2.1水平荷载在剪力墙设计时发挥巨大作用

高层建筑不同结构和自身的自重、荷载产生的轴力和弯矩大小有直接的关系,且和楼房的高度呈正比。对于同一个高层建筑而言,自重和其他竖向等荷载基本都是呈现一定的比值,其反应出来的数值都会和本身的结构特性有很大的关系,甚至会在使用的过程中产生较大幅度的变化。

2.2产生较大的轴向变形

在广大高层建筑建设的过程中,竖向的自重将会产生较大的载荷,如果不对其进行合理控制的话,将会使得其在使用的过程中产生巨大的轴向变形,进而对连续的梁弯矩产生较大的影响。另外,在使用的过程中也会对不同构件的侧移产生很大的影响,最终使得整体结构变得更加不安全。

2.3高层剪力墙结构内部的侧移因素

在水平荷载的条件下,随着建筑高度的不断增加,不同建筑将会在使用的过程中产生不同程度的位移。所以,在水平荷载的作用下,尤其应该将侧移控制在规定的范围内。

2.4结构延性一直都在高层建筑结构的设计中发挥重大的作用

在地震的环境下,高层建筑将会在使用的过程中产生更大的变形。因此,为了能够让建筑进入到塑性阶段之后有更强的变形能力,从而使得建筑不会因此倒塌。所以,在必要时必须采用一定的构造措施,使建筑本身有足够的延性。

3、剪力墙结构设计在建筑过程中的应用优化

3.1注重把握剪力墙的尺寸和外形

要加强剪力墙结构设计在建筑过程中的应用,进行剪力墙结构设计时,首先要注重把握剪力墙的尺寸和外形,从而实现剪力墙结构比例的优化。由于剪力墙在竖直方向和水平方向的刚度和荷载不同,墙体的截面高度必须大于墙体厚度的8倍才能保证墙体的基本承载力。为了更好地保证剪力墙结构的稳定性,进行剪力墙结构设计时,应将墙体设计为T形或L形,不仅可以减轻墙体质量,还能有效提升墙体的侧向刚度,从而更好地进行建筑工程项目的成本控制。

3.2加强对剪力墙连梁设计的优化

为了更好地提高建筑工程剪力墙结构设计的质量,在设计过程中,设计人员要注重对剪力墙连梁设计的优化,连梁主要用于连接墙肢,当墙肢由于外力的影响而出现变形或超筋的问题时,会直接影响建筑工程的质量,进而威胁人们的人身安全,因此,加强对剪力墙连梁设计的优化非常重要。(1)进行连梁设计时,要结合建筑工程实际情况适当地降低连梁高度,避免由于高度超标而导致变形现象的发生;(2)要加强对结构塑性的控制,设计人员要加强对剪力墙连梁的抗震设计;(3)为了避免剪力墙出现超荷载现象,进行连梁受力计算时,要进行多次反复计算,保证连梁受力分析的准确性。一旦出现剪力墙超筋情况,施工人员要及时采取措施,严格控制剪力墙的受力,选用铰接的方法进行处理。

3.3加强对剪力墙大墙肢的优化

要提高建筑工程中剪力墙结构设计的合理性,设计人员要加强对剪力墙大墙肢的优化,保证剪力墙具有良好的延展性。一般情况下,剪力墙的宽高比要小于2。另外,要降低剪力墙的剪切破坏程度,需要保证墙体具有足够的高度,在施工过程中,可以对墙体进行分段施工,通过开洞技术将墙体分成多个独立的小墙段,从而更好地减少墙体在弯曲过程中所出现的裂缝。但是当剪力墙的高度超过8m且发生地震时,墙体就容易受到巨大的剪力作用,容易造成大墙体的损伤,对此,可以采用施工洞的方式进行处理,工程完工后,在用混凝土填补施工洞。

3.4加强对剪力墙边缘构件的优化

进行建筑工程剪力墙结构设计时,设计人员还需要加强对剪力墙边缘构件的优化,在设计过程中,可以采用2种方法进行优化,分别是约束构造边缘构件和约束边缘构造,设计方法虽然有所不同,但是最终都能有效保证墙体边缘构件的合理性。进行边缘构件优化时,设计人员需要结合相关施工规范明确剪力墙的墙肢长度,进行边缘构件优化主要是针对剪力墙中的翼墙、暗柱以及端柱进行的,因此,在施工过程中,施工人员可以适当增加端柱和暗柱的截面尺寸以及配筋数量,从而更好地保证剪力墙的质量。

4、框架剪力墙结构的质量控制措施

由于框架剪力墙结构施工的工艺较为复杂,所以建筑工程施工之中框架剪力墙的施工质量会受到多种不同因素的影响和制约,必须经过有效的质量控制措施才能减少外界因素的影响。在进行质量控制时,首先要进行材料质量的严格监控。原材料是建筑工程的根本所在,建筑工程出现质量问题有百分之65以上的原因是因为采用的工程用料不合乎建筑工程设计的要求导致的,因此原材料的质量必须进行把关。原材料在进入施工现场之前就必须经过系统的检查,从而确保施工质量能够符合实际需求。在框架剪力墙结构设计时,其弹性设计也占据了设计的很大比重,如果缺少弹性设计,则框架剪力墙将无法对于强风以及地震做出有效的抗形变反应,而随着建筑工程的不断深入,人们对于建筑工程的安全系数要求也越来越高,要求了框架剪力墙结构必须加入弹性设计机制,从而确保建筑工程的安全性能够满足相应的需求。最后,优化框剪结构构件的延性。优化相应结构构件的延性能够有效提升框架剪力墙的抗变性能,确保框剪结构在承受压力以及剪切力时能够表现出较好的性能,并且我们知道一旦建筑结构受到地震侵袭就会在墙体结构上出现扭转作用力,造成总体结构刚度下降的问题,这样就会导致框剪结构承载能力的减弱,因此强化构件延性就成为提升框剪结构抗震性能的重要措施。在施工中如果出现了转换层框剪结构,就要尽量选用连续施工的方式,这样就能够最大限度提升框架剪力墙总体的承载效果。

结束语

随着我国经济的发展,我国建筑工程的数量也越来越多,建筑高度也越来越大,剪力墙在建筑过程中的应用也越来越广泛,为了更好地保证剪力墙的质量和结构的合理性,设计人员要加强对当前剪力墙结构设计的优化。

参考文献

[1]刘福旺.高层建筑混凝土剪力墙结构设计分析[J].建材与装饰,2018(23):110-111.

[2]姜剑飞.高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计[J].建材与装饰,2017(40):75-76.

[3]逯志伟.西北某超高层建筑基于性能的抗震设计分析[D].西安建筑科技大学,2017.

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