【摘要】近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展,越來(lái)越多剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中。尤其是在一些高層建筑之中,剪力墻結(jié)構(gòu)以其高抗側(cè)剛度、較強(qiáng)的抗震性能受到眾多建筑企業(yè)的青睞。
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);剪力墻結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、剪力墻設(shè)計(jì)原則分析
(1)對(duì)墻體的受力情況進(jìn)行深入分析。墻體屬于平面構(gòu)件,其承受的壓力,不僅有水平方向的剪力與彎矩力,還有豎向壓力。因此,在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要依據(jù)建筑物自身受力狀況予以充分考慮,以保證墻體質(zhì)量;(2)避免平面外的搭接。一般來(lái)說(shuō),剪力墻在同一平面中的剛度、承載力較大,而在平面之外的剛度、承載力則較小。若是平面外梁體跟剪力墻結(jié)構(gòu)連接,就會(huì)導(dǎo)致墻肢平面外的彎矩力產(chǎn)生。在此時(shí),如果沒(méi)有對(duì)墻體的受力狀況進(jìn)行計(jì)算,就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到威脅,并留下安全隱患。所以,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要避免發(fā)生平面外連接。若確實(shí)需要該種結(jié)構(gòu),也要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行加固處理,以保證剪力墻平面外結(jié)構(gòu)安全;(3)注意超限的調(diào)整。超限調(diào)整主要針對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁,其連梁跨高比應(yīng)超過(guò)2.5,以防出現(xiàn)剪力超標(biāo)或彎矩現(xiàn)象; 而針對(duì)于跨高比大于等于5的結(jié)構(gòu),應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)框架梁標(biāo)準(zhǔn)予以設(shè)計(jì),不可任意對(duì)剛度予以折減; 對(duì)于跨高比在5-6內(nèi)的連梁,要適度對(duì)其剛度予以折減,避免出現(xiàn)彎矩、剪力超限現(xiàn)象。這種超限調(diào)整,不僅能夠節(jié)約施工成本,而且能夠保證施工質(zhì)量,讓施工企業(yè)獲得更好利潤(rùn)。
2、設(shè)計(jì)所需注意事項(xiàng)分析
在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,首先要明確該結(jié)構(gòu)的運(yùn)用目的,以便為整體建筑結(jié)構(gòu)提供可靠的支撐,以發(fā)揮其穩(wěn)固性特征。特別在抗震方面,更是要注意發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的作用,以增加其牢固程度。同時(shí),在運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),還需要注意減少人為對(duì)于墻體造成的破壞,以延長(zhǎng)建筑物使用年限,提高其整體穩(wěn)固性。由于剪力墻的高度和寬度較大,而厚度通常較小,因此其受力形態(tài)更像柱子結(jié)構(gòu)。而與柱子結(jié)構(gòu)最大差別在于厚度、肢長(zhǎng)。因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還需要控制好剪力墻的高度比與寬度比。若是比值較小,可以依據(jù)柱體結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì),而若是比值較大,則需要對(duì)其受力狀況進(jìn)行分析。同時(shí),需要注意的是,墻體為平面構(gòu)件,其平面作用不僅承擔(dān)著水平應(yīng)力與彎矩力,而且承擔(dān)著豎向壓力,所以,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還需要對(duì)其彈性、非彈性、延展性進(jìn)行分析。
3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
(1) 結(jié)構(gòu)的合理定位。在運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),其平面布置要嚴(yán)格遵循均勻與對(duì)稱的原則,盡可能的使墻體結(jié)構(gòu)剛度,與建筑物質(zhì)量要求相符合,進(jìn)而大大減少扭矩。針對(duì)內(nèi)外剪力墻,要盡量對(duì)直并拉通,讓墻肢截面更加的簡(jiǎn)約、規(guī)范; (2) 平面的合理布置。在進(jìn)行剪力墻的平面布置過(guò)程中,要嚴(yán)格依據(jù)均勻、對(duì)稱原則進(jìn)行,讓墻面結(jié)構(gòu)質(zhì)量,與剛度中心完全重合。此外,剪力墻還要盡可能沿著主軸走向,予以雙向或是多項(xiàng)布置。尤其在抗震設(shè)計(jì)中,更是要盡量避免出現(xiàn)單向墻結(jié)構(gòu),以確保剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震功能得到充分的發(fā)揮。而為了提升建筑物的施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,節(jié)約施工成本,在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),更是要注意對(duì)其抗側(cè)力剛度進(jìn)行分析。避免剛度過(guò)大而造成震力增大,使得墻體自身重力增加。對(duì)于剪力墻的側(cè)向剛度數(shù)值,可以通過(guò)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算,以確保結(jié)構(gòu)剛度合理性; (3) 墻肢的截面厚度控制。建筑行業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,針對(duì)剪力墻厚度進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定,要求其厚度最小值要符合規(guī)范。尤其是短肢剪力墻,其底部加強(qiáng)的部位,還要大于0.2m,而其他的部位則不可小于0.18m,進(jìn)而確保剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)剛度,確保整體建筑物質(zhì)量。因此,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要對(duì)墻肢截面厚度予以控制;
式中:V為剪力墻截面剪力設(shè)計(jì)值; 為混凝土強(qiáng)度影響系數(shù); 、 分別為剪力墻截面厚度和有效高度。(4) 連梁鋼筋的科學(xué)配置。配置連梁鋼筋還需要考慮施工條件符合設(shè)計(jì)意圖,例如現(xiàn)在住宅型的剪力墻為了滿足建筑要求多以200mm為準(zhǔn),而這就對(duì)連梁的鋼筋排布做了很大限制,通常按公式計(jì)算d≤(b-30x2)/(2.5nd-1.5d), 式中:d為鋼筋直徑,b為連梁寬度,n為鋼筋只數(shù)。一排三只鋼筋理論上是可行的,而實(shí)際上一排三只鋼筋擺放在施工中很容易形成并筋或者不利于混凝土振動(dòng)棒的插入,最后導(dǎo)致連梁達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,所以與剪力墻相接連梁在設(shè)計(jì)鋼筋的時(shí)候需要盡量考慮施工條件。(5) 墻身鋼筋的設(shè)計(jì)分析。通常來(lái)講,剪力墻的水平、豎直配筋率不可低于0.2%。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,要嚴(yán)格按照這一四級(jí)抗震指標(biāo)進(jìn)行。而對(duì)于前三級(jí)抗震狀況,可以適度增加剪力墻配筋率,確保配筋率不低于0.25%,進(jìn)而提高剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、抗震性;
結(jié)語(yǔ):
當(dāng)前,在高層建筑物的不斷增多下,建筑結(jié)構(gòu)的樣式、結(jié)構(gòu)安全性、功能性被提出了更高的要求。在這種環(huán)境下,剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)便得到了充分的彰顯。為了滿足人們對(duì)于建筑物的功能要求,提高建筑物的整體質(zhì)量,就需要對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)原則、注意事項(xiàng)進(jìn)行分析,并提高剪力墻結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平,為高層建筑物創(chuàng)新發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。
參考文獻(xiàn):
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[2]張賀.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2016,14(08).