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.doc_第1頁(yè)
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.doc_第2頁(yè)
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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 摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平也在飛速前進(jìn),人們對(duì)物質(zhì)生活水平的要求越來(lái)越高,建筑行業(yè)隨之崛起并得以快速發(fā)展。為了增強(qiáng)建筑物的抗側(cè)剛度和抗震性,目前很多建筑企業(yè)都采用剪力墻結(jié)構(gòu),為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展提供了基本的保障。本文詳細(xì)分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震性;彎矩圖 隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,對(duì)居住環(huán)境及工作環(huán)境提出了更高的要求,這樣,建筑企業(yè)能否保證建筑物的安全性和可靠性就成為競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)所在。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性,而且抗側(cè)剛度很大,因此剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),特別是在一些高層建筑物中,剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用的更為廣泛。 一、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所遵循的基本原則 (1)調(diào)整連梁超限相關(guān)原則。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一般來(lái)說(shuō),連梁的跨高比應(yīng)該高于或等于2.5,而采用跨高比低于2.5的連梁,在設(shè)計(jì)過(guò)程中就容易造成剪力墻的彎矩現(xiàn)象,嚴(yán)重超出限值。在高規(guī)中對(duì)剪力墻的跨高比就有明確規(guī)定,對(duì)于跨高比高于或等于5的連梁,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),要以框架梁為依據(jù),不能隨意折減其連梁的剛度。當(dāng)跨高比處于56之間時(shí),必須對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減,從而避免出現(xiàn)剪力超出限制或者連梁出現(xiàn)彎矩等現(xiàn)象。因此,在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,建筑企業(yè)必須合理利用該明文規(guī)定,不僅能夠有效增強(qiáng)建筑物的安全性和可靠性,還能節(jié)約建筑成本,為建筑企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 (2)剪力墻結(jié)構(gòu)有一個(gè)突出的特點(diǎn)就是其平面內(nèi)剛度和承載力比較大,而平面外剛度和承載力相對(duì)較小。這樣,如果剪力墻和平面外的梁相互連接,墻肢平面外就容易出現(xiàn)彎矩現(xiàn)象,而且,在平常的設(shè)計(jì)中,并不會(huì)對(duì)平面外承載力和剛度進(jìn)行驗(yàn)算,因此,為了避免彎矩現(xiàn)象的發(fā)生,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避免剪力墻與平面外的梁進(jìn)行搭接,在無(wú)法避免的情況下也要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)的防范措施,保證剪力墻與平面外能夠搭接安全。 (3)在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要以主軸方向作為中心,雙向甚至多向的向四周延伸,盡可能的將各個(gè)方向的剪力墻相互連接在一起,在連接過(guò)程中還要避免這些剪力墻出現(xiàn)拉通對(duì)直現(xiàn)象;在對(duì)剪力墻的抗震性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該使兩個(gè)方向的側(cè)向剛度盡可能接近,而對(duì)墻肢進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),在符合規(guī)定的基礎(chǔ)上,操作要盡可能簡(jiǎn)單易行。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō),在進(jìn)行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要以主軸方向作為中心,雙向甚至多向的向四周延伸,尤其是在對(duì)墻肢的抗震性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要盡量避免設(shè)計(jì)單方向有墻的模式,從而保證設(shè)計(jì)出的剪力墻能夠具有安全、可靠的工作性能。當(dāng)然,剪力墻的分布不是隨意的,應(yīng)保證數(shù)量相當(dāng)、均勻。如果配置的剪力墻過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致墻體得不到充分合理的利用,增大其抗側(cè)力剛度,進(jìn)而增大震力及自身的重力,影響剪力墻的正常工作;如果配置的剪力墻過(guò)少,由于數(shù)量不足會(huì)導(dǎo)致墻體的抗側(cè)力剛度過(guò)小,同樣會(huì)增加剪力墻的正常性能。 二、剪力墻結(jié)構(gòu)的種類(lèi)及分類(lèi)依據(jù) 目前,剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,種類(lèi)主要有四類(lèi): (1)有壁式框架的剪力墻。這種剪力墻的特點(diǎn)是洞口的尺寸比較大,墻肢線(xiàn)剛度與連梁線(xiàn)剛度非常接近,受力墻在受力后呈現(xiàn)剪切型,這種受力特點(diǎn)和框架結(jié)構(gòu)非常相似。在高層建筑中采用這種剪力墻容易出現(xiàn)反彎點(diǎn),在樓層處反彎圖也有可能發(fā)生突變。 (2)截面剪力墻或者實(shí)體墻。這里所說(shuō)的截面剪力墻是指墻體不開(kāi)洞或者所開(kāi)洞的面積不超過(guò)15%。這種類(lèi)型的剪力墻在受力后變形主要呈現(xiàn)為曲型,整體上看這種剪力墻像是一個(gè)懸壁墻,彎矩圖上不存在彎點(diǎn),在樓層處的反彎圖中也不可能發(fā)生突變。 (3)雙肢或者多肢剪力墻。這一類(lèi)型的剪力墻的特點(diǎn)是開(kāi)口比較大,而且洞口一般成列分布。 (4)整體小開(kāi)口剪力墻。這一類(lèi)型的剪力墻開(kāi)口普遍較小,但是開(kāi)洞的面積比較大,一般不低于15%。整個(gè)剪力墻在受力后主要的變形方式是彎曲型,在整個(gè)墻肢上幾乎沒(méi)有反彎點(diǎn),但在彎矩圖的中心位置容易發(fā)生突變。 三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用 1、對(duì)大墻肢的處理 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,剪力墻的結(jié)構(gòu)首先要具有延展性,一些寬高比小于2的剪力墻在設(shè)計(jì)過(guò)程中就會(huì)變成具有延性、易于彎曲破壞的剪力墻,從而避免剪力墻受到脆性剪切毀壞。當(dāng)剪力墻的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),為了保證每個(gè)墻段的寬高比都能不小于2,可以對(duì)長(zhǎng)墻進(jìn)行開(kāi)洞分割,使長(zhǎng)墻被均勻的分為符合條件的獨(dú)立墻段,這樣形成的墻段比較小,受彎所能產(chǎn)生的裂縫的寬度也會(huì)比較小,這樣就能保證墻體配筋發(fā)揮其良好的支撐作用。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,當(dāng)出現(xiàn)一些長(zhǎng)度超過(guò)8米的大墻肢時(shí),在計(jì)算整個(gè)樓層的剪力時(shí)一般都是由這些大墻肢來(lái)承載這些力量,這樣當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)例如地震時(shí),這些大墻肢最先受到破壞,那些較小的墻肢由于沒(méi)有充足的配筋來(lái)支撐墻面,從而導(dǎo)致墻面受到全面的破壞。針對(duì)這種問(wèn)題,在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)哪些長(zhǎng)度大于8米的墻肢,根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)施工洞(即在具體的施工過(guò)程中,在剪力墻上留下洞,當(dāng)施工結(jié)束后再將這些洞填充好,這樣就能將大墻肢分成比較小的墻肢)和開(kāi)計(jì)算洞(即在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)設(shè)置計(jì)算洞,施工時(shí)仍然設(shè)置為混凝土墻,這樣就能強(qiáng)化那些較小墻肢的配筋性能)。 2、合理的平面布置 在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量使沿著主軸方向或者其他方向展開(kāi)雙向或多向布置;在對(duì)剪力墻的平面進(jìn)行布置時(shí),應(yīng)該嚴(yán)格按照均勻、對(duì)稱(chēng)的原則,盡可能的將墻面結(jié)構(gòu)中的剛度中心和質(zhì)量中心重合在一起,不管是內(nèi)剪力墻還是外剪力墻都應(yīng)該盡量的對(duì)直拉通,從而有效減少剪力墻的扭矩現(xiàn)象;在設(shè)計(jì)過(guò)程中抗側(cè)力剛度不應(yīng)該設(shè)計(jì)的太大。在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),為了使剪力墻的抗側(cè)力剛度和承載能力得到充分發(fā)揮,增強(qiáng)剪力墻的空間利用率,剪力墻之間的距離不應(yīng)太密,要保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度合適,在設(shè)計(jì)時(shí)可以以經(jīng)驗(yàn)公式(T=(0.05-0.06)n)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 結(jié)語(yǔ) 綜上所述,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,對(duì)建筑行業(yè)的建筑安全性和可靠性提出了更高的要求,剪力墻結(jié)構(gòu)因其自身的優(yōu)越性被廣泛的應(yīng)用于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,由于缺少相應(yīng)的明文規(guī)定,對(duì)剪力墻的應(yīng)用還不是很規(guī)范,為了更好的在建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的工作性能,在應(yīng)用過(guò)程中,必須掌握剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中所要遵循的原則,并在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中,合理的布置剪力墻的平面,堅(jiān)持均勻、對(duì)稱(chēng)的原則,對(duì)內(nèi)外剪力墻之間不同的抗震性和抗側(cè)力剛度考慮全面,同時(shí),還要正確處理大墻肢,盡量增強(qiáng)較小墻肢的配筋,使剪力墻的受力均勻,減小大墻肢的承載壓力,全面提高剪力墻的承載能力和抗震性能,通過(guò)采取這些合理的措施,有效的將剪力墻合理的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,增強(qiáng)建筑物的安全性和可靠性,不僅能夠?yàn)槿嗣竦纳?cái)產(chǎn)安全提供基本保障,還能為建筑企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展。 參考文獻(xiàn): 1 鐘玉云.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用探討

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