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摘 要:在高层的建筑施工中,框架剪力墙技术被广泛应用,这项技术能增强建筑结构的稳定性,提高了建筑的抗震性能,和其他的施工技术相比,有一定的优势。在框架剪力墙的结构设计中,要根据实际的建筑要求和特点去施工,并要一套合理的施工方案,这样才能保证建筑施工的质量。本文主要分析了框架剪力墙技术在建筑工程中的应用,并阐述了相关的问题和措施,以供借鉴。
关键词:高层建筑;施工;框架剪力墙结构;技术
现在的高层建筑的功能越来越多,在建设的过程中对整体框架结构的设计要就要求的越高,应用框架剪力墙结构的设计能帮助高层建筑更多功能的建设,并能将高层建筑的稳定性提升上来。但是在实际的施工中,框架剪力墙技术还有很多技术上的问题存在,这给建筑的整体质量带来了安全的隐患,在实际的设计工作中我们要格外注意问题的解决措施,以保证高层建筑的质量。
一、高层建筑框架剪力墙的设计应用
高层建筑结构受本身功能的影响,有一定的结构特性,建设的过程中不仅要发挥出其自身的实用性能,还要保证建筑的稳定性也达到相关标准,重要的是高层建筑都最容易遭受雷电和地震的打击,所以在建设结构的抗震性能上也有较高的要求。而剪力墙结构正好具有很好的稳定性,施工工序还相对简单一些,所以更适合应用到高层建筑的施工中。但是在较高的建筑项目中,要特别注意建筑结构的连梁设计和墙肢设计。
(一)连梁设计
在建筑结构的连梁设计环节中,施工人员要特别注意几个问题。
1.连梁设计对混凝土的材料有较高的要求,在框架结构的施工中,连梁的设计和连梁施工的质量都是比较重要的,要想框架结构发挥的效果达到施工的标准,就要控制好框架施工的质量,要对主要的施工材料——混凝土的质量控制好,增强混凝土的强度等级同时,还要提升混凝土发挥出来的性能,这样才能保证连梁设计的抗剪能力有所提升。如果对混凝土材料的质量没有控制好,连梁的设计工作也会受到影响,整个框架结构的施工也会存在安全隐患,使整体的建筑结构在后期维护的时候都会带来麻烦,甚至出现框架结构裂缝的现象。
2.连梁的设计过程中,还要控制好连梁的高度和剪力墙的洞口宽度。在连梁设计环节,主要的工作就是设置好洞口的宽度,其设计标准也是要根据结构的刚度进行提升,这个过程中要控制好洞口宽度和连梁高度的所有数据参数。一般的情况下,这两项参数都是成反比的,当连梁的高度有所降低的话,就要相应的增加洞口的跨度,这两种参数只有达到相互作用的情况下,建筑的整体抗震性能才能有所增强。所以,要想提高建筑抗震的性能,就要对连梁高度和剪力墙洞口宽度这两方面做好控制工作。
3.连梁的设计工作中,还要对其刚度有效的折减,这样能减少框架结构的裂缝现象发生。连梁的刚度在折减之后能对内力起到分散的作用,降低了结构出现裂缝的几率。在刚进行连梁设计的时候就要进行刚度的折减工作,计算刚度的参数,和相关技术的参数,严格依据设计的标准来进行施工。框架剪力墙的结构比较特别,在对连梁刚度控制的同时,还要通过配筋的工作将框架的效能提升上来。
4.要对剪力墙结构的厚度有所调整,这是连梁设计的需要。如果对剪力墙厚度的要求比较高的话,就要提升其厚度的同时,还要将建筑整体结构的稳定性控制好,避免留有安全隐患。总体来看,在连梁的设计工作中,很多问题都要有所注意,专业的设计范围也比较广,不光是刚度性能,还有抗震、抗剪能力,都要符合剪力墙的结构设计标准。
(二)墙肢的设计
墙肢的设计工作需要从以下几个方面来进行分析和探讨:第一,要控制好墙肢的厚度。主要是由于墙肢的厚度对于整个剪力墙结构的稳定性和可靠性之间存在着较强的影响。因此,需要对其进行科学合理地控制。具体来说,需要根据国家的相关规定在设计的过程中按照科学的流程和规定来进行。在实际的设计工作中,可能会遇到多种情况的问题,高层建筑属于住宅建筑的重要組成部分,因此,墙肢的厚度和剪力墙的实际厚度需要保持一致。通常情况下,其厚度的标准是在200的范围内。如果高层建筑工作没有地下室结构,就需要对平面的基础结构加强重视。最好在设计方案的选择中,将所有可能影响的因素进行控制和分析,一般来说,一字型的方案比较明显。第二,剪力墙的结构布置,随着建筑越来越高,建筑的综合性能也日渐提升,因此,建筑设计中,应该使得建筑具有很好的空间工作性能。因此,在进行剪力墙结构设计时候,应该采用双向布置,科学合理的构成建筑结构的空间性能。同时,由于对建筑的抗震性能有了更高的要求,因此,在剪力墙设计时候,严禁在需要抗震设防区域使用单向剪力墙设计。在进行剪力墙设计时,要保证平面均匀分布,刚度中心要和建筑的整体质心相重合或者是尽量靠近,如此可以很大程度上减小扭转效应。
二、剪力墙结构计算和设计的优化的措施
(一)剪力墙结构计算方面的优化
1.楼层最小剪力系数的调整原则。在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40%的前提下,尽可能减少剪力墙的布置,以大开间剪力墙布置方案为目标,使结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数接近规范限值,这样能够减轻结构自重,有效减小地震作用的输入同时降低工程造价。
2.楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时,以楼间弯曲变形为主,计入扭转变形,可不扣除结构整体弯曲变形,因此,对于高层建筑应尽可能扭转变形最小,但又不能仅根据这些层间位移不够,不加分析地增加竖向构件的刚度。在实际工程设计中,有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求,就不断地增加该项的侧向刚度,此举虽然可以解决问题,但应该注意此时结构的剪重比,若与规范限制接近则可行,若剪重比已经较大,则不应一味地增加也要学会减小对应一侧的结构刚度,使其剪重比减小,地震作用减小,同样可以达到较好的效果。
(二)剪力墙结构设计方面的优化
1.剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的竖向刚度应均匀,剪力墙的门窗洞口宜上下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和连梁。应力分布比较规则,又与当前普遍应用的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置,当剪力墙的洞口布置出现错洞,叠合错洞时,墙内配筋应构成框架形式。
2.剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大,而平面外刚度及承载力都相对很小,应控制剪力墙平面外的弯矩,保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。
三、结束语
在高层建筑的项目中,应用框架剪力墙结构的设计进行施工是比较常见的,也是应用比较广的。这种结构设计能对高层建筑的整体结构质量起到直接的影响作用,所以,在结构设计的过程中,要注意重点部位的设计,严格按照设计的要求去施工,这样才能保证建筑结构的抗震性能和抗剪性能都有很好的稳定性。本文主要分析了剪力墙的连梁设计和墙肢设计,当然其他部位的设计也是很重要的,在具体的结构设计中,要特别注意,以保证高层建筑能发挥本身的功能特性。
参考文献:
[1]郭仲宁.高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨.中国建筑发展论坛,2015(9)
[2]赵蒙.高层框架剪力墙结构的剪力墙合理布置研究. 成都理工大学,2014(5)
[3]闫红玉.对高层建筑框架剪力墙解雇设计中一些问题的思索.价值工程,2015(8)
[4]陈俊俊. 框架剪力墙结构的优化设计研究. 广西大学,2013(12)
关键词:高层建筑;施工;框架剪力墙结构;技术
现在的高层建筑的功能越来越多,在建设的过程中对整体框架结构的设计要就要求的越高,应用框架剪力墙结构的设计能帮助高层建筑更多功能的建设,并能将高层建筑的稳定性提升上来。但是在实际的施工中,框架剪力墙技术还有很多技术上的问题存在,这给建筑的整体质量带来了安全的隐患,在实际的设计工作中我们要格外注意问题的解决措施,以保证高层建筑的质量。
一、高层建筑框架剪力墙的设计应用
高层建筑结构受本身功能的影响,有一定的结构特性,建设的过程中不仅要发挥出其自身的实用性能,还要保证建筑的稳定性也达到相关标准,重要的是高层建筑都最容易遭受雷电和地震的打击,所以在建设结构的抗震性能上也有较高的要求。而剪力墙结构正好具有很好的稳定性,施工工序还相对简单一些,所以更适合应用到高层建筑的施工中。但是在较高的建筑项目中,要特别注意建筑结构的连梁设计和墙肢设计。
(一)连梁设计
在建筑结构的连梁设计环节中,施工人员要特别注意几个问题。
1.连梁设计对混凝土的材料有较高的要求,在框架结构的施工中,连梁的设计和连梁施工的质量都是比较重要的,要想框架结构发挥的效果达到施工的标准,就要控制好框架施工的质量,要对主要的施工材料——混凝土的质量控制好,增强混凝土的强度等级同时,还要提升混凝土发挥出来的性能,这样才能保证连梁设计的抗剪能力有所提升。如果对混凝土材料的质量没有控制好,连梁的设计工作也会受到影响,整个框架结构的施工也会存在安全隐患,使整体的建筑结构在后期维护的时候都会带来麻烦,甚至出现框架结构裂缝的现象。
2.连梁的设计过程中,还要控制好连梁的高度和剪力墙的洞口宽度。在连梁设计环节,主要的工作就是设置好洞口的宽度,其设计标准也是要根据结构的刚度进行提升,这个过程中要控制好洞口宽度和连梁高度的所有数据参数。一般的情况下,这两项参数都是成反比的,当连梁的高度有所降低的话,就要相应的增加洞口的跨度,这两种参数只有达到相互作用的情况下,建筑的整体抗震性能才能有所增强。所以,要想提高建筑抗震的性能,就要对连梁高度和剪力墙洞口宽度这两方面做好控制工作。
3.连梁的设计工作中,还要对其刚度有效的折减,这样能减少框架结构的裂缝现象发生。连梁的刚度在折减之后能对内力起到分散的作用,降低了结构出现裂缝的几率。在刚进行连梁设计的时候就要进行刚度的折减工作,计算刚度的参数,和相关技术的参数,严格依据设计的标准来进行施工。框架剪力墙的结构比较特别,在对连梁刚度控制的同时,还要通过配筋的工作将框架的效能提升上来。
4.要对剪力墙结构的厚度有所调整,这是连梁设计的需要。如果对剪力墙厚度的要求比较高的话,就要提升其厚度的同时,还要将建筑整体结构的稳定性控制好,避免留有安全隐患。总体来看,在连梁的设计工作中,很多问题都要有所注意,专业的设计范围也比较广,不光是刚度性能,还有抗震、抗剪能力,都要符合剪力墙的结构设计标准。
(二)墙肢的设计
墙肢的设计工作需要从以下几个方面来进行分析和探讨:第一,要控制好墙肢的厚度。主要是由于墙肢的厚度对于整个剪力墙结构的稳定性和可靠性之间存在着较强的影响。因此,需要对其进行科学合理地控制。具体来说,需要根据国家的相关规定在设计的过程中按照科学的流程和规定来进行。在实际的设计工作中,可能会遇到多种情况的问题,高层建筑属于住宅建筑的重要組成部分,因此,墙肢的厚度和剪力墙的实际厚度需要保持一致。通常情况下,其厚度的标准是在200的范围内。如果高层建筑工作没有地下室结构,就需要对平面的基础结构加强重视。最好在设计方案的选择中,将所有可能影响的因素进行控制和分析,一般来说,一字型的方案比较明显。第二,剪力墙的结构布置,随着建筑越来越高,建筑的综合性能也日渐提升,因此,建筑设计中,应该使得建筑具有很好的空间工作性能。因此,在进行剪力墙结构设计时候,应该采用双向布置,科学合理的构成建筑结构的空间性能。同时,由于对建筑的抗震性能有了更高的要求,因此,在剪力墙设计时候,严禁在需要抗震设防区域使用单向剪力墙设计。在进行剪力墙设计时,要保证平面均匀分布,刚度中心要和建筑的整体质心相重合或者是尽量靠近,如此可以很大程度上减小扭转效应。
二、剪力墙结构计算和设计的优化的措施
(一)剪力墙结构计算方面的优化
1.楼层最小剪力系数的调整原则。在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40%的前提下,尽可能减少剪力墙的布置,以大开间剪力墙布置方案为目标,使结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数接近规范限值,这样能够减轻结构自重,有效减小地震作用的输入同时降低工程造价。
2.楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时,以楼间弯曲变形为主,计入扭转变形,可不扣除结构整体弯曲变形,因此,对于高层建筑应尽可能扭转变形最小,但又不能仅根据这些层间位移不够,不加分析地增加竖向构件的刚度。在实际工程设计中,有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求,就不断地增加该项的侧向刚度,此举虽然可以解决问题,但应该注意此时结构的剪重比,若与规范限制接近则可行,若剪重比已经较大,则不应一味地增加也要学会减小对应一侧的结构刚度,使其剪重比减小,地震作用减小,同样可以达到较好的效果。
(二)剪力墙结构设计方面的优化
1.剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的竖向刚度应均匀,剪力墙的门窗洞口宜上下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和连梁。应力分布比较规则,又与当前普遍应用的计算简图较为符合,设计结果安全可靠。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置,当剪力墙的洞口布置出现错洞,叠合错洞时,墙内配筋应构成框架形式。
2.剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大,而平面外刚度及承载力都相对很小,应控制剪力墙平面外的弯矩,保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。
三、结束语
在高层建筑的项目中,应用框架剪力墙结构的设计进行施工是比较常见的,也是应用比较广的。这种结构设计能对高层建筑的整体结构质量起到直接的影响作用,所以,在结构设计的过程中,要注意重点部位的设计,严格按照设计的要求去施工,这样才能保证建筑结构的抗震性能和抗剪性能都有很好的稳定性。本文主要分析了剪力墙的连梁设计和墙肢设计,当然其他部位的设计也是很重要的,在具体的结构设计中,要特别注意,以保证高层建筑能发挥本身的功能特性。
参考文献:
[1]郭仲宁.高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨.中国建筑发展论坛,2015(9)
[2]赵蒙.高层框架剪力墙结构的剪力墙合理布置研究. 成都理工大学,2014(5)
[3]闫红玉.对高层建筑框架剪力墙解雇设计中一些问题的思索.价值工程,2015(8)
[4]陈俊俊. 框架剪力墙结构的优化设计研究. 广西大学,2013(12)