论混凝土剪力墙结构设计问题

2019-07-09 版权声明 举报文章

论混凝土剪力墙结构设计问题

摘要:剪力墙是现代高层建筑中一项重要建筑内容,剪力墙结构是高层建筑常用的结构形式,也是结构设计人员最常用的结构形式之一。本文作者对混凝土剪力墙结构的优缺点进行了分析,以供参考。

关键词:混凝土剪力墙; 结构设计

Abstract: shear wall is an important content of building modern high-rise buildings, the shear wall structure is commonly used in the high-rise buildings, one of the most commonly used form of the structure and structure design. In this paper, the advantages and disadvantages of the concrete shear wall structure is discussed, for reference.

Keywords: concrete shear wall structure design;

中图分类号:文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012

TU398+.2

前言

剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及梁、板所组成的空间结构, 承受竖向荷载和水平荷载, 是高层建筑中常用的结构形式。剪力墙由于其较好的抗震性能,近年来在高层、超高层中得到愈来愈广泛的应用。

剪力墙是现代高层建筑中的一个重要建筑内容,对于建筑的稳定性和安全性都起到了重要的内容,在混凝土剪力墙结构设计的过程中需要遵循一定的环节,并且要细致分析混凝土剪力墙结构的优缺点,根据建筑的实际情况进行设计。

一、混凝土剪力墙结构优缺点分析

在高层建筑剪力墙结构的设计中,需要认真的分析剪力墙的优缺点,这样能够最大限度的发挥其功效。剪力墙结构具有刚度大、整体性好的优势,用钢量较省,能够节约建筑成本,因此广泛的应用在高层住宅等居住性的建筑中。居住型建筑的举止和客房一般为小房间,分隔墙较多,因此说采用剪力墙结构能够将承重墙和分隔墙合二为一,这样来说能够最大限度的节约成本,较为经济实惠。与此同时,居住性建筑的室内框架结构简洁,没有露梁和露柱的现象,外形更为美观,功能更齐全,同时增加了室内的使用面积。

虽然说剪力墙结构具有优势,但是其缺陷也是不能够避免的。因为剪力墙结构的最大间距的限制,建筑平面和使用空间就会受到一定的局限和限制。一般情况下,结构的延性不如剪力墙结构体系,结构的自重较大,总高度不大的时候结构的材料消耗比较多。所以说,混凝土剪力墙结构在设计的过程中一定要在坚持自身优势的前提下尽量的避免缺陷,保证优势的充分发挥,以确保高层建筑的稳定性和安全性。

二、混凝土结构设计中结构布置需要注意的问题

混凝土剪力墙结构中的竖向荷载和水平地震作用都是由钢筋混凝土剪力墙来承受的,所以说剪力墙的布置需要在满足建筑使用需求的前提下进行,在布置时需要注意以下几个问题:首先,要尽量的避免出现独立的小墙肢。设计规范中规定“矩形截面独立墙肢的截面高度不适宜小于界面宽度的五倍”,如果出现了规范中说的情况,就需要对墙肢的轴压比和配筋进行严格的限制,这种情况在设计和施工中都比较困难,所以说在实际的设计中要尽量的通过合并洞口的方法消除独立的小墙肢;其次在选用短肢剪力墙结构时要小心谨慎。短肢剪力墙结构具备自身的优势,既有利于建筑的灵活布置,又能够减轻结构自重,但是其抗震性能欠缺,所以说在使用的时候需要谨慎。在设计中可以适当的加长墙肢的尺寸,最好能够满足普通的剪力墙高厚比大于8的要求,这样能够使构件的受力更为合理,且具有较好的经济效果;再次,需要保证单片剪力墙的刚度不要过大。混凝土剪力墙结构需要具备延性,以便能够避免脆性的剪切破坏,同时,单片剪力墙的刚度过大,一旦发生破坏现象将会造成严重的后果;最后要注意剪力墙结构的整体刚度不要太大。剪力墙刚度过大,不仅会造成材料的损耗过多,而且在地震力过大的情况下会使得部分的墙肢和连梁超筋不符合抗震的要求,给截面的设计带来困难。所以说在设计的过程中需要注意剪力墙结构的整体刚度,力求合理和恰当。

三、混凝土剪力墙结构设计中的关键环节

在现代高层建筑设计中,剪力墙结构以其独具的优势得到了广泛的应用,在设计的过程中需要重点把握关键环节,本文作者对剪力墙墙肢和连梁设计两个方面进行详细的论述。

(一)剪力墙墙肢长度和厚度的选取

建筑结构设计中的剪力墙结构需要具有一定的延性,细高的剪力墙容易设计成为弯曲破坏的延性剪力墙,这样能够有效的避免脆性的剪切破坏。一般情况下,剪力墙的墙肢长度不能够超过8米,细高的剪力墙宽高比要大于2,当墙的长度足够长时,为了满足每个墙段的高宽比都大于2,可以通过开设洞口的方法将长墙分成较为均匀的连肢墙,洞口连梁最好要采用约束弯矩较小的弱连梁,使其能够被认为是分成了独立的墙段。

对于墙肢厚度的选择上也要重点把握,保证好剪力墙出平面的刚度以及稳定性能。对于短肢剪力墙结构厚度的设计,一般的住宅建筑,墙的厚度通常为200 毫米,相应的剪力墙的厚度也需要200毫米。对于没有地下室要求的高层住宅建筑,因为其基础埋深在2.5米以上,那么底层墙体的高度就会达到5米以上,如果说按照层高的十六分之一确定墙的厚度,这样将会超过200毫米,大于填充墙的厚度。为了防止这种现象的发生,在设计剪力墙的时候需要结合建筑平面,尽量避免使用一字型剪力墙。

(二) 剪力墙结构中连梁的设计

在剪力墙结构中, 连接墙肢和墙肢的梁被称为连梁,在水平荷载的作用之下, 墙肢可能会发生弯曲变形的现象,使得连梁端部产生转角,连梁产生内力,与此同时连梁端部的内力又会减小与之相连的墙肢的内力,这样就会对墙肢产生一定的约束力,改善墙肢的受力状况。所以说连梁的设计对于剪力墙结构十分关键。

连梁的设计要讲求处理方法,在带连梁的剪力墙结构设计中,连梁的跨高比和截面的尺寸会受到诸多因素的制约,为此可以从以下几个方面考虑。

首先要对连梁的刚度进行折减。由于连梁的跨高比较小,和其相连的墙肢刚度较大,在水平力的作用下内力加大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,内力重新分布,所以说在设计的过程中要对结构进行整体的计算,对连梁的刚度进行折减,即可以在不影响承受竖向荷载能力的前提下允许适当的降低刚度,把内力转移到墙体上面。

其次可以增加增加剪力墙的厚度,也就是增加连梁的截面宽度,这样由于结构的整体刚度加大, 地震作用产生的内力就会增加, 同时连梁的抗剪承载力和连梁宽度的增加成正比。剪力墙的厚度增加了之后,地震作用产生的内力不会因为墙厚增加的比例分配给剪力墙, 而是小于该比例,所以增加剪力墙的厚度有可能不会使连梁的抗剪承载力超过承受的限度。

再次,可以适当的增加剪力墙洞口的宽度,并且减小连梁高度增加剪力墙洞口宽度,这样就会增加连梁的跨度,减小连梁的刚度,同时还能够减小结构整体的刚度,地震的影响作用降低,这样连梁的承受能力也不会超过规定的限度。

最后,可以适当的提高混凝土的等级。提高剪力墙混凝土的等级,能够使连梁的抗剪承载力不超过规定的限度。

四、结束语

总之,高层建筑混凝土剪力墙结构设计对于建筑的整体质量和结构的稳定性具有重要的作用,在进行混凝土剪力墙结构设计的过程中,需要根据高层建筑工程的具体特点,对剪力墙结构的受力状态等各方面因素进行准确和分析之后在进行设计,只有这样才能够设计出质量可靠的高层建筑。

参考文献:

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