摘要:隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,建筑事業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。在近幾年的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,剪力墻結(jié)構(gòu)憑借其較大的抗側(cè)剛度以及良好的抗震性,被普遍應(yīng)用在多層或高層的混凝土建筑中。本文分析了建筑墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑應(yīng)用中的原則與具體問題,以此來(lái)使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理,提高建筑的質(zhì)量與安全性。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);剪力墻結(jié)構(gòu);應(yīng)用分析
剪力墻因其結(jié)構(gòu)鋼度大、抗震能力強(qiáng)以及整體性好等特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。此外剪力墻在具體應(yīng)用的眾多有點(diǎn)也使其受到業(yè)主與開發(fā)商的廣泛歡迎。但是為了能夠更有效的提高建筑的質(zhì)量與安全性,在具體應(yīng)用中要充分認(rèn)識(shí)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),以提高剪力墻結(jié)構(gòu)的綜合利用。
1、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則
1.1剪力墻平面內(nèi)的實(shí)際承載力與剛度 要較大,換句話說(shuō)剪力墻平面外的承載力與剛度要較內(nèi)平面小,這是剪力墻本身固有的特性。建立墻的這一特性,使其同 平面外的梁連接時(shí),容易出現(xiàn)墻肢的外彎距的現(xiàn)象,而在通常驗(yàn)算時(shí)并不對(duì)平面的承載力與外剛度進(jìn)行驗(yàn)算。因此要盡可能的避免外搭接的情況,當(dāng)實(shí)在無(wú)法避免時(shí),要選取科學(xué)合理的方法,使得剪力墻的安全與質(zhì)量有保障。
1.2剪力墻的設(shè)計(jì)的計(jì)算需要考慮兩方面因素,分別是豎向作用與水平作用,在此基礎(chǔ)上再對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的分析,首先求的內(nèi)力然后根據(jù)偏拉或偏壓對(duì)斜截面與正截面的承載力進(jìn)行驗(yàn)算。如果受到較大的集中荷載作用,就再增加對(duì)局部受壓承載的驗(yàn)算。對(duì)剪力墻承載力進(jìn)行計(jì)算時(shí),當(dāng)帶翼墻是以下情況時(shí),對(duì)其寬度計(jì)算取最值。剪力墻承載力計(jì)算取最值情況;當(dāng)剪力墻厚度與兩翼墻厚度都是6倍長(zhǎng)度;門窗與洞口之間的翼緣寬度;剪力墻彼此之間的距離以及墻肢高度取其高度的1/10。
1.3剪力墻的幾何特征類似板狀,其寬與高尺寸較大而厚度較小。剪力墻在受力情況下其形態(tài)類似柱,同柱的最明顯的不同是肢體與厚度的比值。當(dāng)肢體與厚度3 2、墻肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及墻肢的種類 2.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)建筑是多層或者高層時(shí),對(duì)其設(shè)計(jì)需要良好的空間工作技能。進(jìn)行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),為了提高建筑的抗震性應(yīng)該進(jìn)行雙向的布置,以實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu),同時(shí)雙向的剛度要盡可能的接近;剪力墻平面分布應(yīng)盡可能的均勻,目的是令剪力墻剛度的中心與建筑物中心更接近,降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng);提高建筑物的整體性能。剪力墻結(jié)構(gòu)自振周期較短,這樣墻體水平地震效果就會(huì)過(guò)于明顯,這對(duì)建筑結(jié)構(gòu)是很不利的,為了解決剪力墻結(jié)構(gòu)水平震動(dòng)效果大的問題,我們的方法是利用“主次結(jié)構(gòu)”增加墻體之間的距離,減少墻體數(shù)量或者利用剪力墻承載能力與抗側(cè)高度較大的特性,盡可能的使縱墻體與橫墻體的厚度減少,通過(guò)這些方法減輕結(jié)構(gòu)的重量,減少結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度,降低墻體彎矩以及水平地震剪力。剪力墻同平面外方向進(jìn)行梁連接時(shí),容易出現(xiàn)墻肢平面彎矩的現(xiàn)象,這是因?yàn)榧袅Φ钠矫鎯?nèi)外剛度與承載力不同造成的。當(dāng)出現(xiàn)上述的彎矩時(shí),如果樓面的截面不大,可以將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成半剛接或鉸接,來(lái)一定程度的減少墻肢平面的外距變。 2.2墻肢種類的劃分 剪力墻的種類根據(jù)劃分的標(biāo)準(zhǔn)不同可以分成不同的種類。根據(jù)墻面上開洞的大小情況可以將剪力墻分成壁式框架、正截面墻、整體小開口墻、聯(lián)肢墻。根據(jù)墻肢的高度與厚度的不同可以將剪力墻分為短肢剪力墻與一般剪力墻。墻肢截面的厚度和高度的比值在5與8之間的是短肢剪力墻,而厚度和高度比值大于8的是一般剪力墻。 3、剪力墻結(jié)構(gòu)具體設(shè)置 3、1墻體鋼筋的數(shù)量 剪力墻結(jié)構(gòu)的具體設(shè)置在這里主要談到的是剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度與配筋。根據(jù)國(guó)家規(guī)定剪力墻的抗震等級(jí)在1到3級(jí)之間的,其水平與豎向的鋼筋分布最小比例(配筋率)不能小于0.25%;對(duì)于那些加強(qiáng)剪力墻的框肢部位的鋼筋分分布率不應(yīng)小于0.3%.上述規(guī)定適合剪力墻結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)或高層建筑,對(duì)于短小的剪力墻并不適用。在具體的設(shè)計(jì)時(shí),要根據(jù)具體情況增加鋼筋的配筋率。 3.2剪力墻結(jié)構(gòu)科學(xué)厚度 根據(jù)相應(yīng)的抗震規(guī)定,要使建筑的抗震能力到達(dá)一、二等級(jí),剪力墻地底部的墻厚度不應(yīng)小于200mm,其他部位的厚度不應(yīng)小于160mm,并且厚度必須達(dá)到層高的1/16。如果墻端頭沒有暗柱或無(wú)翼墻時(shí),剪力墻的厚度不可下于建筑物層高的1/12。以上的規(guī)定不包含八度地震區(qū)的剪力墻結(jié)構(gòu)。 4、加強(qiáng)剪力墻邊緣的構(gòu)造 通過(guò)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)矩形截面剪力墻的延性要比槽形或工字形截面剪力墻要差;為了解決上述問題通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),如果增大墻肢截面兩翼緣可以有效的提高墻的延性。墻邊緣根據(jù)墻肢在重力荷載代表值作用下的加強(qiáng)部分以及墻肢軸壓比的界線分為構(gòu)造邊緣構(gòu)件與約束邊緣構(gòu)件。自2002年國(guó)家大力抓建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)范,并要求建筑者要依據(jù)結(jié)構(gòu)類型與受力狀況的不同,對(duì)剪力墻洞口與兩端的邊緣進(jìn)行不同程度的加強(qiáng)。 5、連梁設(shè)計(jì)的作用與具體措施 連梁指的是剪力墻結(jié)構(gòu)中連接墻肢彼此的梁。連梁對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)有著重要的作用,他可以改善墻肢的受力狀況。具體操作是在水平符合的前提下,將墻肢彎曲,使得連梁端部產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,最終形成連梁內(nèi)力以及對(duì)墻肢的約束。連梁在剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用受到很多因素的影響,容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)不符,因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要認(rèn)真考慮,以下給出幾點(diǎn)建議:首先減少連梁的高度,增加剪力墻洞口的寬度,從而增強(qiáng)建筑的抗震能力,使得連梁的承載力在不超限的情況下增加了剪力墻的厚度;再有就是增加剪力墻的實(shí)際厚度,雖然這樣能夠提高結(jié)構(gòu)的剛度,增大地震所產(chǎn)生內(nèi)力,但因?yàn)檫B梁的承載力與剪力墻寬度成正比,這樣就就會(huì)出現(xiàn)連梁的抗剪承載力超過(guò)限制,因此在呢具體的設(shè)計(jì)中,要根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施。以其將剪力墻效果發(fā)揮到最大,確保建筑物的質(zhì)量與安全。最后對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減,以避免連梁屈服狀況的出現(xiàn)。 參考文獻(xiàn): [1].鄧霽.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J],中華民居.2012,(11). [2].秦艷;焦維.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技向?qū)?2011,(27). [3].李捍文.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2012,(17).