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        議建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        2018-05-14 16:40:38梁小龍
        裝飾裝修天地 2018年1期
        關(guān)鍵詞:剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑

        梁小龍

        摘 要::我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城鄉(xiāng)居民生活水平不斷提高,住房需求急驟增大,建設(shè)用地日益緊張,全國(guó)各個(gè)大中城市相繼出現(xiàn)高層住宅大發(fā)展的局面,對(duì)高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步深入探討和研究,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的主要結(jié)構(gòu)形式,被廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代高層建筑領(lǐng)域。它是一種有效的抗側(cè)向力結(jié)構(gòu)單元,可以組成完全由剪力墻抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu),也可以和框架共同組成抵抗側(cè)向力的框一剪結(jié)構(gòu)。

        關(guān)鍵詞:建筑;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);分析

        1 前言

        剪力墻是一種有效的抗側(cè)向力結(jié)構(gòu)單元,可以組成完全由剪力墻抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu),也可以和框架共同組成抵抗側(cè)向力的框一剪結(jié)構(gòu),通常按其墻肢截面高度與厚度的比值分為一般剪力墻、綴肢剪力墻和異型柱,剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的主要結(jié)構(gòu)形式,被廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代高層建筑領(lǐng)域。本文主要對(duì)建筑樓剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些分析。

        2 剪力墻設(shè)計(jì)中的基本概念

        剪力墻高和寬尺寸較大但厚度較小,幾何特征像板.受力形態(tài)接近于柱,而與柱的區(qū)別主要是其長(zhǎng)度與厚度的比值,當(dāng)比值≤4時(shí),可按柱設(shè)計(jì),當(dāng)墻肢長(zhǎng)與肢寬之比略>4或略<4時(shí)可視為異形柱,按雙向受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻是一平面構(gòu)件,它承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外,還承擔(dān)豎向壓力:在軸力、彎矩、剪力的復(fù)合狀態(tài)下工作。在地震作用或風(fēng)載下剪力墻除需滿足剛度強(qiáng)度要求外,還必須滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性、能量耗散和控制結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求,墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞,因此注意盡量將剪力墻設(shè)計(jì)成延性彎曲型。墻的設(shè)計(jì)計(jì)算是考慮水平和豎向作用下進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析.求得內(nèi)力后按偏壓或偏拉進(jìn)行正截面承載力和斜截面受剪承載力驗(yàn)算。當(dāng)受較大集中荷載作用時(shí)再增加對(duì)局部受壓承載力驗(yàn)算。

        3 剪力墻的分類

        剪力墻根據(jù)墻肢的高厚比分為一般剪力墻和短肢剪力墻?!慵袅κ侵笁χ孛娓叨群秃穸戎却笥?的剪力墻;短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻。當(dāng)剪力墻的墻肢截面高度hw與厚度bw之比不大于3時(shí),應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),底部加強(qiáng)部位縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于1.2%,其他部位不應(yīng)小于1.0%,箍筋應(yīng)沿全高加密。剪力墻墻肢長(zhǎng)度(即墻肢截面高度)—般不宜大于8m。

        4 剪力墻布置應(yīng)注意的問題

        4.1 選擇有利的建筑形式

        住宅剪力墻結(jié)構(gòu)布置時(shí),墻片不宜過長(zhǎng),一般以墻片高寬比為1.5左右為宜,墻片平面形式不宜采用提高抗側(cè)剛度的“L”“T”等平面形式,而是應(yīng)盡可能采用“一”字形,以弱化每一單片剪力墻的剛度,實(shí)現(xiàn)剪力墻均勻分散、多道設(shè)防的目的。另外,還應(yīng)控制剪力墻的最大間距,而縱向抗震墻應(yīng)在外縱軸布置開窗洞的抗震墻或剪力墻,以增強(qiáng)橫向抗傾覆的能力,避免邊柱產(chǎn)生過大的壓力和拉力。

        4.2 結(jié)構(gòu)豎向布置

        結(jié)構(gòu)豎向布置方面,該項(xiàng)目高寬比H/B=5,符合抗震規(guī)范剪力墻結(jié)構(gòu)6度設(shè)防小于6的要求。在抗震設(shè)計(jì)中要求結(jié)構(gòu)承載力和剛度宜自下而上逐漸減小,變化均勻、連續(xù),不要突變。該工程平面在豎向上沒有大的內(nèi)收外挑情況,平面從底至頂一致。豎向剛度的變化主要表現(xiàn)在分段改變構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí),從施工方便來說,改變次數(shù)不宜太多;但從結(jié)構(gòu)受力角度來看改變次數(shù)太少,每次變化太大又容易產(chǎn)生剛度的突變。

        4.3 剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)置

        根據(jù)(JGJ3—2002)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定,當(dāng)一、二級(jí)抗震等級(jí)底部加強(qiáng)部位軸壓比小于限值時(shí),需要設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,其長(zhǎng)度及箍筋配置量都需要進(jìn)行計(jì)算,并從加強(qiáng)部位頂部向上延伸一層。對(duì)于普通剪力墻,其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率,建議加強(qiáng)區(qū)配筋率取0.7%,一般部位配筋率取0.5%;而根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,對(duì)于短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于取1.0%。對(duì)于小墻肢的受力性能較差,應(yīng)嚴(yán)格按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》控制其軸壓比,宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì),并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率,加強(qiáng)區(qū)取1.2%,一般部位取1.0%。

        5 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

        5.1 剪力墻中大墻肢處理

        剪力墻的結(jié)構(gòu)必須具備延展性,對(duì)于呈細(xì)高狀的剪力墻(高寬比大于2)很容易被設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻,這樣一來可以避免受到脆性的剪切破壞。在墻長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下,為滿足每墻段的高寬比均大于2,可以通過開洞的方式分割長(zhǎng)墻為小而均勻的獨(dú)立墻段。除此以外,在墻段長(zhǎng)度較小時(shí)其受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小,可以充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。而對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)中,存在較少的長(zhǎng)度大于8m的大墻肢,在理論計(jì)算中樓層的剪力大部分由這些大墻肢來承受。在發(fā)生地震特別是超烈度等強(qiáng)烈震動(dòng)時(shí),最容易受到破壞的便是這些大墻肢。小墻肢因沒有足夠的配筋,使整個(gè)墻面結(jié)構(gòu)會(huì)受到全面破壞。

        5.2 剪力墻連梁超筋的處理

        剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中連梁超筋是一種常見現(xiàn)象。連梁的超筋。實(shí)質(zhì)是剪力不滿足剪壓比要求。連粱易超筋的部位,一般剪力墻結(jié)構(gòu)中,在總高度的l/3左右的樓層;平面中當(dāng)墻段較長(zhǎng)時(shí),多在其中部的連梁;某墻段中墻肢截面高度大小懸殊不均勻時(shí),在墻肢處連粱易超筋。剪力墻連梁對(duì)剪切變形十分敏感,當(dāng)剪力墻連梁不滿足連梁的尺寸要求時(shí),《高規(guī)》7225條給出了如下處理方法:①減小連梁的截面高度。②抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性調(diào)幅。③當(dāng)連梁破壞對(duì)承受豎向荷載無明顯影響時(shí),可考慮在大震作用下該連梁不參與工作。

        5.3 配筋設(shè)計(jì)

        墻體的配筋率,目前規(guī)定在一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻中,豎向和水平分布筋的最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%;部分框支剪力墻底部加強(qiáng)部位的配筋率不應(yīng)小于0.3%;這配筋率比其在80年代前的配筋率:0.07~0.1%要大多了,和國(guó)外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接軌,這在高層或者較長(zhǎng)的剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)該是合理的,但對(duì)于低矮、短小的剪力墻值得探討。墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞,同時(shí)起抵抗溫度應(yīng)力防止砼出現(xiàn)裂縫,設(shè)計(jì)中當(dāng)建筑物較高較長(zhǎng)或框剪結(jié)構(gòu)時(shí)配筋宜適當(dāng)增加,特別在連梁部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當(dāng)增加。

        6 結(jié)束語

        總之,剪力墻結(jié)構(gòu)因其抗側(cè)剛度大,能有效地減少側(cè)移,且具有較好的抗震性能,因而被廣泛應(yīng)用于住宅樓中。所以要注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題,加大新技術(shù)的研究,這樣建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就會(huì)更加安全、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 姚琦.住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化控制因素探討[D].重慶大學(xué),2006.

        [2] 王法武.高層框架及剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].工業(yè)建筑,2006(6).

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