浅谈高层建筑的剪力墙
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高层建筑工程的框支剪力墙结构浅析前言现如今,随着社会经济的快速发展以及城市化建设的不断加快,使得我国建筑工程取得不断发展。
在城市中,高层建筑工程越来越多,并且结构形式复杂、功能多样化。
在建筑结构中,框支剪力墙结构是当前应用较为广泛的结构形式。
基于此,下文对其要点进行探析一、框支剪力墙的类型框支剪力墙类型有很多种,下面就其分类进行简析:1)整截面墙。
整截面墙是不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。
其受力特点为整体悬臂墙,弯矩图既不突变也无反弯点。
其变形特点为弯曲型变形。
2)整体小开口墙。
整体小开口墙为开洞面积大于15%但仍较小的墙。
其受力特点为弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。
其变形特点为以弯曲型为主3)双肢墙及多肢墙。
双肢墙及多肢墙为开洞较大、洞口成列布置的墙。
其受力特点为与整体小开口墙相似。
其变形特点为以弯曲型为主。
4)壁式框支。
壁式框支为开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙。
其受力特点为弯矩图在楼层处有突变,在大多数楼层中都出现反弯点。
其变形特点为以剪切型为主。
二、转换层在建筑工程中的应用目前,建筑为了满足多方面的需要,一般具有多种功能,对其综合用途也提出了更高的要求。
从建筑的使用功能来看,通常在中上层设计小开间,而在下层部位设置大开间。
但从结构的布置角度来看,二者的情况却恰好相反,为了使建筑实现相应的功能,在布置方面就必须采用与常规相反的形式。
因此,强度较弱的框架柱往往布置在下层,上层则布置刚度较大的剪力墙。
这样一来,就必须要设置相应的转换机构来对两种不同的结构进行衔接,同时传递两者之间的内力,这就是转换层应发挥的的作用。
在上部剪力墙转换为下部建筑框架的过程中,转换层发挥了重要的作用,它可以为建筑物的底部创造出较大的内部自由空间。
在高层建筑中,转换层的位置决定着建筑的抗震能力,其位置宜低不宜高。
大量的工程实践证明,当转换层位置较高时,容易使框支剪力墙结构上下内力的传递路线发生突变,随之会产生较大的刚度变化。
高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层住宅剪力墙结构在如今城市的高楼大厦中,高层住宅剪力墙结构扮演着至关重要的角色。
对于大多数人来说,或许只是每天生活在其中,却并不真正了解其背后的原理和奥秘。
什么是剪力墙结构呢?简单来说,剪力墙就像是一道道坚固的墙壁,它们承担着抵抗水平荷载(如风荷载、地震作用等)的重要任务。
在高层住宅中,这些剪力墙纵横交错,形成了一个稳固的结构体系,为居民提供了安全可靠的居住环境。
与其他结构形式相比,剪力墙结构具有不少独特的优点。
首先,它的抗震性能非常出色。
在地震来临时,剪力墙能够有效地吸收和分散地震能量,减少建筑物的晃动和破坏,从而保障居民的生命和财产安全。
其次,剪力墙结构具有较好的整体性和刚度。
这意味着整个建筑在承受各种外力作用时,能够保持较好的稳定性,不易出现过大的变形和裂缝。
此外,剪力墙结构还能够提供较大的室内空间利用率,因为它不像框架结构那样需要大量的柱子,使得房间的布局更加灵活和自由。
那么,剪力墙是如何在高层住宅中发挥作用的呢?当风或者地震作用于建筑物时,水平力会传递到剪力墙上。
剪力墙通过自身的抗弯和抗剪能力,将这些水平力转化为内力,并传递到基础。
在这个过程中,剪力墙的厚度、长度、混凝土强度等因素都会影响其承载能力和抗震性能。
为了确保剪力墙结构的安全性和可靠性,在设计和施工过程中需要进行严格的计算和控制。
在设计阶段,工程师们需要根据建筑物的高度、使用功能、所在地区的抗震设防要求等因素,确定剪力墙的布置、数量、尺寸等参数。
他们会运用复杂的力学理论和计算机模拟技术,对结构进行分析和优化,以确保其满足各项规范和标准的要求。
同时,还需要考虑到建筑物的经济性和美观性,在保证结构安全的前提下,尽量减少材料的使用和施工的难度。
施工过程也是至关重要的。
首先,要保证剪力墙所用的混凝土和钢筋的质量符合设计要求。
混凝土的配合比、浇筑工艺、养护条件等都会影响其强度和耐久性;钢筋的规格、数量、连接方式等也必须严格按照设计图纸进行施工。
剪力墙在高层建筑中的应用与设计优化方法探讨引言剪力墙是高层建筑中常用的结构形式之一,它通过提供垂直于地面方向的强大刚度和抗剪能力,为建筑物提供了稳定性和抗震能力。
本文将探讨剪力墙在高层建筑中的应用,以及设计优化的方法。
剪力墙的应用剪力墙是一种垂直于地面方向的连续墙体结构,通常由混凝土或钢筋混凝土构成。
它承载着水平荷载,并将其传递到地基,以保证建筑物的稳定性。
在高层建筑中,剪力墙起到了抗震的关键作用。
剪力墙主要应用于高层建筑的以下方面:1.抗震设计:剪力墙能够承受水平地震荷载,大大提高了建筑物的抗震性能。
通过合理布置剪力墙的位置和数量,可以有效地减少地震对建筑物的破坏。
2.刚度控制:剪力墙具有较高的刚度,可以控制建筑物的变形,提高了建筑物的整体刚度和稳定性。
在高层建筑中,剪力墙可以有效减小建筑物的侧向位移和震动,提供了舒适和安全的使用环境。
3.空间利用:剪力墙的布置可以合理利用建筑物的内部空间,使得建筑物的结构更加紧凑。
相比其他结构形式,剪力墙所占用的空间相对较小,为建筑物内部功能的布置提供了更大的灵活性。
剪力墙的设计优化方法为了最大限度地发挥剪力墙的作用并提高建筑物的抗震性能,设计师需要进行设计优化。
以下是一些常用的剪力墙设计优化方法:1.剪力墙布局:剪力墙的布局对建筑物的结构性能有着重要的影响。
设计师应根据建筑物的结构需求和地震作用,合理选择剪力墙的位置和数量。
对于多个剪力墙的建筑结构,还需要考虑剪力墙之间的相互作用。
2.剪力墙厚度:剪力墙的厚度会影响其受力性能和抗震性能。
过于薄的剪力墙可能导致墙体的开裂和破坏,而过于厚的剪力墙则会浪费材料和造成结构过度僵硬。
设计师应根据建筑物的需求和结构设计准则,确定合适的剪力墙厚度。
3.剪力墙加筋:通过在剪力墙中添加钢筋,可以提高其抗剪能力和承载能力。
设计师应根据设计要求和抗震性能要求,合理确定剪力墙的加筋方式和数量。
此外,剪力墙的加筋布置也需要考虑到结构的整体协调性。
剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用分析随着城市化进程的加快和人口的不断增加,高层建筑的需求也越来越大。
在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构被广泛应用,以确保建筑的稳定性和安全性。
本文将对剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用进行分析。
1. 剪力墙结构的作用和原理剪力墙是由一系列的墙体构成的结构系统,用来吸收建筑在水平方向上的作用力,从而提高建筑的稳定性和抗震性。
剪力墙结构的主要作用是承担建筑在水平方向上的荷载,并将这些力传递到地基上,以减小建筑物的变形和振动。
剪力墙通常设置在建筑的外围或内部,以形成一个整体的结构系统,能够有效地抵抗风荷载和地震力,保证建筑物的安全性和稳定性。
在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构的设计原则有以下几点:(1)合理布局:剪力墙的布局应考虑建筑的功能需求和结构的整体性,保证在建筑内部能够充分利用空间,同时又能够满足结构的抗震性能。
(2)强度和刚度:剪力墙结构应具有足够的强度和刚度,以承担水平荷载的作用,防止建筑物的侧向位移和倾覆。
(3)与其他结构的协调:剪力墙结构应与其他结构系统(如框架结构、核心筒结构等)协调配合,确保整个建筑结构的完整性和稳定性。
剪力墙结构在高层建筑中得到了广泛的应用,其主要优点包括:(1)提高建筑的稳定性:剪力墙结构能够有效地提高建筑的稳定性,减少建筑的侧向位移和倾覆的可能性,保证居民的安全。
(2)增强抗震性能:剪力墙结构能够有效地吸收地震力,降低建筑受到地震影响时的变形和损坏,提高建筑的抗震性能。
(3)节约材料和成本:剪力墙结构能够减少建筑的侧向位移,降低对建筑外立面和墙体的需求,从而节约了材料和成本。
4. 剪力墙结构在设计中的应用案例剪力墙结构在高层建筑的设计中有许多成功的案例,例如中国国际贸易中心、上海环球金融中心、香港国际金融中心等。
这些建筑在设计中充分发挥了剪力墙结构的作用,确保了建筑的稳定性和安全性。
中国国际贸易中心采用了“扭转框架-剪力墙结构”,在结构设计中加入了剪力墙,大大提高了建筑的整体抗震性能。
高层住宅剪力墙结构分析内容提要: 剪力墙结构是高层住宅建筑中常用且比较经济的结构形式,在整个住宅结构的设计中,剪力墙布置成为整个结构设计的关键。
本文综合考虑结构的安全适用和经济合理,对剪力墙的布置方案进行探讨。
关键词:高层住宅;剪力墙;抗侧力;竖向荷载。
近年来,随着城市中用地日趋紧张,出现了大量的高层住宅。
剪力墙结构是高层住宅建筑中常用且比较经济的结构形式,剪力墙在其自身平面内的刚度都很大,整体性能好,有较强的抗震及抗风性能又承受竖向荷载;剪力墙可以利用住宅建筑中已有的隔墙进行设置,避免了框架结构中存在的房间内露梁、露柱的问题,适应现在住宅对空间的要求。
在整个住宅结构的设计中,剪力墙布置成为整个结构设计的关键。
综合考虑结构的安全适用和经济合理,对剪力墙的布置方案进行以下下探讨。
一、剪力墙一般设置原则:高层住宅结构首先要考虑楼、电梯间的剪力墙设置,楼电梯间为中间开洞的楼板不连续部位,不利于传递地震荷载或风荷载的水平作用力。
因此楼、电梯间四周通常设置比较多的剪力墙,形成比较完整的筒体结构,以抵抗水平力。
且对楼、电梯间墙体周边的板适当加强,提高整体抗侧力的能力。
剪力墙宜均匀布置在房屋的周边附近。
由于抗扭承载力的特性,此位置的剪力墙可以比较有效的提高整体结构的抗扭转效应的能力。
结构的平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
剪力墙的布置尽量均匀对称。
不宜设置单片过长的剪力墙,较长的剪力墙宜开设洞口,将其分为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱梁连接,每个墙段的高度与其墙段长度之比不宜小于3,墙长较小时,受弯产生的裂缝宽度较小,墙体配筋能够充分的发挥作用,因此墙段长度不宜大于8 m。
剪力墙宜贯通建筑物的全高,避免刚度突变。
门窗洞口上下各层对齐,形成明确的墙肢和连梁,使受力明确,计算简单。
在抗震结构中,应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合错洞墙。
叠合错洞墙的特点是洞口错开距离很小,甚至叠合,不仅墙肢不规则,而且还在洞口之间形成薄弱部位,对抗震尤为不利。
高层建筑结构的剪力墙要点高层建筑结构中主要受力的构件包括框架梁、柱、楼板和剪力墙。
其中作为垂直构件的混凝土剪力墙是其提供结构刚度的第一构件,它在高层建筑当中承受结构的绝大部分横向荷载和垂直荷载。
而当高层建筑的受力结构主体全部由剪力墙构件来构成时,就形成了通常所说的剪力墙结构。
在剪力墙结构中单肢的剪力墙承担了所有的横向荷载和垂直荷载。
混凝土剪力墙结构是一种较为优良的结构体系,属于刚性结构,其刚度和强度都比较高并且具备一定的展延性,传力也均匀直接,有不错的抗倒塌能力和较高的整体性。
高层建筑混凝土剪力墙的结构设计应从下述几个方面来考虑。
1 合理的结构布置所有民用建筑的结构布置都应尽可能遵循简洁、规则的原则,保证结构的质心与刚心相一致,而对于剪力墙结构来说,剪力墙的方案布置、墙肢的长短等均应合理。
因为底部框架——剪力墙结构中的剪力墙属于低矮墙,且其抗剪刚度相对较大,所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长,就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象,甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。
所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则,且墙片不宜过长,墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式,而应尽可能采用“一”字平面形式。
同时还应控制好剪力墙的最大间距,以满足规范的要求。
纵向剪力墙还应在外纵轴布置好开窗洞的剪力墙,这样就能大大增强其横向抗倾覆的能力,以避免边柱产生过大的拉力和压力。
2 建筑高度和层数要求根据资料和研究证明,随着楼层数的增加,剪力墙结构的震害将会加剧,所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度和层数有着严格的限值要求。
其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度,对于半地下室结构则从室内地面算起,而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。
对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。
3 抗震要求根据历史上地震的记录及其分析研究,之所以底层框架——剪力墙结构会产生严重的破坏,究其原因就在于其上部刚度和底层刚度之比太过于悬殊。
高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略随着城市化进程的加快和人口的不断增长,高层民用建筑的建设已经成为了城市发展的重要组成部分。
而在高层建筑的结构设计中,剪力墙结构因其较好的抗震性能和结构稳定性而备受青睐。
本文将从剪力墙结构的设计特点以及优化策略两个方面进行探讨,以期为高层民用建筑的结构设计提供一些参考和指导。
一、剪力墙结构的设计特点1. 抗震性能好剪力墙结构的一个显著特点就是其较好的抗震性能。
剪力墙结构可以有效地抵抗地震引起的水平荷载,从而保障建筑在地震发生时的整体稳定性。
这是因为在地震发生时,建筑结构会受到水平方向的作用力,而剪力墙结构的设置可以在一定程度上减小结构的位移,从而减轻地震对结构的影响,提高建筑的抗震性能。
2. 结构稳定性高剪力墙结构还具有较高的结构稳定性。
在高层建筑中,结构的稳定性是非常重要的,剪力墙结构通过在建筑不同部位设置剪力墙,可以有效地提高建筑的整体结构稳定性,减小结构的变形和振动,保障建筑在使用过程中的安全性和稳定性。
3. 建筑空间利用率高剪力墙结构的设计可以有效地提高建筑的空间利用率。
在建筑结构设计中,通常会考虑到建筑的空间利用率,尤其是在高层建筑中。
而剪力墙结构可以通过在建筑的外围或内部设置剪力墙来实现结构的稳定,而不需要增加大量的柱子或梁,从而提高了建筑的空间利用率。
4. 施工便利剪力墙结构的施工也相对便利。
剪力墙结构相对于其他结构形式来说,其施工过程更加简单,施工难度也较低,从而可以有效地节约施工时间和成本,提高施工效率。
二、剪力墙结构的优化策略1. 合理确定剪力墙布置位置在设计剪力墙结构时,需要合理确定剪力墙的布置位置。
通常剪力墙应该布置在建筑结构的承重墙或外围墙等位置,以确保结构的整体稳定性。
还需要考虑剪力墙的数量和间距,以及结构的布置方式,从而在保证结构稳定性的前提下提高建筑的空间利用率。
2. 采用新型材料和技术在剪力墙结构的设计中,可以考虑采用一些新型材料和技术来进一步优化结构设计。
磊塑姐。
浅析高层建筑剪力墙结构设计周勇(北京中华建规划设计研究院有限公司珠海分公司,广东珠海519015)隋要】随着我国经济的飞速发展,人民生活质量的不断提高,城市中的高层建筑如雨后春笋搬|姑-她而起,在设计中如何保证高层建筑结构的经济、安全、合理极为重要。
文章对高层建筑结构的剪力墙设计进行了几方面的分析研究,以供结构设计人员参考。
凸徽]剪力墙结构;高厚比;边缘构件1剪力墙的定义及概念设计1.1剪力墙的定义建筑结构中的墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担水平风荷载或地震作用,此墙称之为剪力墙,又叫抗震墙。
高层建筑结构剪力墙墙体材料大部分采用钢筋混凝土,多层建筑抗震墙亦可采用砌体砖墙。
根据剪力墙墙肢高厚比(墙肢截面高度与厚度之比)可分为:短肢剪力墙(高厚比5喝)、—般剪力墙(高厚比>8)。
根据剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式,将剪力墙可分为:整体墙、小开口整体墙、连肢墙、框支剪力墙、壁式框架、开有不规则洞口的剪力墙等o12剪力墙结构的概念设计剪力墙结构是利用建筑物剪力墙作为竖向承载构件,并用它抵抗水平力的一种结构体系。
因其侧向刚度大,整体性、抗震性能好,故适用的建筑物高度较大(最高可达300m)。
由于高层建筑剪力墙间距一般较小,其缺点为平面布置不灵活。
高层建筑剪力墙结构应遵循以下原则:1)剪力墙结构中全部竖向力和水平力都由剪力墙承受,所以—般应沿建筑物的主要轴线双向布置。
特别是在抗震结构中,应避免仅单向有墙的结构布置形式,并宜使两个方向抗侧刚度接近,且建筑物应具有较好的抗扭刚度,使得A级高度建筑物的T丌,≤Q9,B级高度建筑物的Ⅵ1≤0.8502)剪力墙的门窗洞口宜上下各层对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁,使受力明确,计算简单。
在抗震结构中,应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合管同墙。
叠合箭同墙的特点是洞口错开距离很小,甚至叠合,不仅墙肢不规则,而目还在洞口之间形成薄弱部位,对抗震尤为不利。
浅谈高层建筑剪力墙结构设计摘要:由于应用普通的剪力墙结构限定建筑的空间以及分隔,所以也满足不了人们对空间设计的具体要求,对此,在经过不断的改良与实践提高,通过应用剪力墙作为基础,同时也吸取了框架的一些优势,并且也逐渐的发展成为可以适应高层住宅的结构设计,也就是短肢剪力墙结构。
关键词:剪力墙结构;位移;转角窗;细部的构造措施一、前言多年来剪力墙结构在住宅、公寓和旅馆应用非常广泛,其优点是刚度大,整体性好,在水平力作用下位移小,这种结构的竖向承重构件主要由钢筋混凝土墙体来承担,这种墙体有较强的抵抗风和地震作用传来的水平力(剪力)的能力,因而有更好的抗侧力能力,可建造层数较多的建筑。
随着市场竞争的日益激烈,原材料的上涨,经济性的要求也在不断的加强,其剪力墙的缺点也暴露出来:(一)由于剪力墙结构抗侧力刚度较大,使得其结构自振周期变小,引起较大地震反应;从而上部结构配筋相应增加,这增加了造价;(二)由于钢筋混凝土墙体较多,使得建筑物自重增加,增加了基础的费用。
上部墙体均为双层双向配筋,增加了钢筋用量;(三)墙体间距的限制,空间灵活性较差;(四)由于墙肢较长,墙肢轴压力很小,无法充分发挥墙肢的承载能力;(五)剪力墙墙体多为构造配筋,使得钢筋材料利用率很低。
二、结构设计分析(一)剪力墙结构刚度大,整体性好。
在高层住宅中,开间均较小,分隔墙较多,采用现浇剪力墙。
可将承重墙减少,比较经济。
另外,剪力墙外观整齐,没有露梁、露柱现象,便于室内布置,因此在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。
(二)剪力墙结构设计中应注意的问题,剪力墙结构的抗侧刚度大,结构周期小,地震响应大:剪力墙结构墙体越多,建筑物的重量越大,地震反应也大,会造成浪费:另外,剪力墙结构墙体多为构造配筋,如果配筋率太低,则结构延性差。
(三)结构位移的控制最大层间位移角(应≤l/1000)、最大水平位移与层平均位移的比值(不宜大于1.2,不应大于1.5)及最大层间位移与平均层间位移的比值(不宜大于1.2,不应大于1.5)。
浅谈高层建筑的剪力墙
摘要:现目前由于经济迅速的发展以及建筑施工技术的提高,城市中的高层建筑犹如春笋一般拔地而起。
本文中结合了高层建筑的结构设计,详细概述与分析了高层建筑结构的设计特点,并且指出在高层建筑的结构设计中应该特别注意的细节问题,希望能够为建筑设计的结构安全性与经济性以及可靠性提供保障。
由于剪力墙这一结构整体性好、刚度大等优点在高层建筑当中被广泛地应用,本文通过实践经验,总结高层建筑中剪力墙这一结构设计施工的要点,对建筑水平和建筑质量的提高有着非常重要的意义。
关键词:高层建筑;设计结构;特点;剪力墙
引言:进入了经济的高速发展时期,我国城镇化脚步加快,高层建筑的规模和数量随之不断增加。
作为一名高层建筑的设计者,有必要充分掌握其结构设计及剪力墙设计的特点。
高层建筑中的剪力墙结构同低层的建筑物相比较而言,受力情况更加复杂。
因此在设计施工过程当中,设计者与施工者都需要认真对待。
如果要想建成一栋好的建筑,那么建筑工作人员必须以建筑结构特点和剪力墙的具体情况为依据
进行建设施工,做到真正提升建筑施工水平。
本文结合某高层建筑的结构设计为例,分析了高层建筑在结构中的设计特点,并且总结了剪力墙的设计要点。
1、工程实例:某个住宅小区建筑工程2#,住宅楼有23层,建筑物高68.78m,其主要采用的是剪力墙结构来承受建筑物本身的水平、
垂直荷载力,并且采取刚性的结构体系用以承受水平侧力。
设计使用的期限是50年,抗震水平按照Ⅶ度来防震。
2、高层建筑的结构设计特征
2.1高层建筑结构设计的决定性因素———水平荷载
水平荷载指的是物体受到的水平方向的作用力,作用于建筑的工程结构中,会使得工程结构发生内力变形。
建筑的自重以及露面如果使用荷载则在竖构件当中会引起轴力和弯矩,而它的数值仅仅与建筑的高度成一次方正比。
对于一栋特定的高层建筑来说,虽说竖向的荷载基本是定值,并且会对整体的结构设计产生重大影响,但是水平荷载对高层建筑结构所有的倾覆力矩以及对竖构件所产生的轴力,与建筑的高度成二次方正比。
因而,水平荷载是高层建筑的结构设计的决定性因素之一。
2.2更高的抗震要求
当前,我国许多建筑基本的抗震基准为“小震不坏”、“大震不倒”。
在结构设计过程中,除了要合理设计风荷载和竖向荷载的正常使用指标外,还应该充分考虑设计概念、构造措施及抗震验算这三个方面,通过各种措施来达到减震的效果。
当前,尽管理论上的计算分析手段及原则得到不断地完善,但是由于地震本身所具有的未知性及复杂性常常会使得理论分析计算的结果同实际出现偏差。
当高层建筑结构进行到弹塑性阶段,会产生局部结构出现开裂的现象,对建筑的整体结构产生严重的破坏,使用常规的计算原理及方法不足以准确计算分析
出符合实际情况的数值。
因而,高层建筑在设计结构时对于抗震的要求也越来越高。
3、建筑结构中设计重点的控制指标———侧移与轴向变形
在建筑设计过程当中所不能忽视的便是结构侧移问题。
建筑物层数的不断增加,建筑物的高度也随之不断增加,建筑物在水平方向上的侧移也会越来越大。
所以,在近处高层建筑设计时,必须充分考虑建筑侧移的因素,并且将其控制在合理范围以内,保证建筑的稳定和安全。
高层建筑属相经常处在很大的一个数值,如此大的负载很可能会导致建筑柱体发生很大的变形,从而使得梁支座负弯矩的数值会变得更小,而端支座负弯矩及跨中正弯矩的数值则随其渐渐变大,这一系列的变化将会对构件长度及连续性的梁弯矩产生一定影响。
如果高层建筑采用剪力墙结构这一框架,框架边柱的轴压应力一般会比中柱小,变形的程度也会小于中柱。
当建筑到达一定高度的时候,轴向变形的数值会变大,若不控制好会对建筑的未来带来不良影响。
所以,建筑在施工时,进行施工的工作人员必须依据建筑轴向变形的数值相应调整建筑的下料。
此外,施工的工作人员也须注意构件及侧移的影响,还要充分考虑建筑的竖向变形影响以确保建筑的质量安全。
4、剪力墙结构的布置要点与设计分析
4.1剪力墙的布置要点
(1)剪力墙的布置。
在高层建筑中需要沿着主轴方向双向进行布置,使之形成一种空间结构。
在设计抗震性能是应避免剪力墙呈单向布置,并且使双向的刚度尽量接近。
通常来说,剪力墙的平面布置需要遵循几点原则,即对称、均匀及周边,且数量适中。
如果剪力墙的配置比较少,会使建筑结构抗侧向的刚度不够;但是如果剪力墙配置过多,则不能充分有效地利用墙体,使得抗侧向的刚度变大,从而制约了建筑的整体结构与性能,也是对制造成本的浪费。
(2)墙肢截面的布置。
在布置墙肢截面时,尽量以匀称规则、简单适用为标准。
其竖向刚度做到适中,门窗需成列布置,保证其上下对齐,形成比较清晰的墙肢。
在洞口布置时,要避免墙肢刚度的偏差所产生洞口不规则的问题,甚至出现错洞。
如若出现上述情况,可以根据弹性面的有限元方法对应力进行分析,按照分析结构进行设计与校对。
4.2剪力墙的设计分析
在高层建筑中剪力墙是最为常见的设计结构之一,其拥有抵抗力大、承载能力强及用钢量少等这些特点,被广泛应用在高层住宅楼或旅馆当中。
在具体设计过程中,居室及客房的空间都比较小,所以施工工作人员要用墙面分割空间。
这些用于分割空间的墙面多是采用现浇剪力墙技术,能够实现较的经济性与实用性。
(1)配筋设计。
剪力墙水平布筋可以有效预防墙体出现裂缝造成剪切的破坏,还可以阻挡温度对于混凝土产生的影响。
在进行配筋设计时,对建筑连梁和比较敏感的墙面一定要适当地增加配筋的数量。
对于长度较短且高度较低的建筑,则可以适当减少配筋数量。
剪力墙垂直布筋的主要作用是抗弯曲,在多层剪力墙结构中的配筋通常为除去墙面边缘的钢筋。
在钢筋配置中,竖直方向墙体配筋的保障间距不能大于300mm。
竖直方向上钢筋如果太多会使得墙体抗弯曲能力大于抗剪能力,如此对建筑物的抗震是极其不利的
(3)墙面设计。
由于剪力墙的结构刚度较大,且其受温度的影响也较多,因此对建筑的楼面和屋面的影响也较大。
有时比较长的剪力墙会发生变形甚至出现裂缝等现象。
这主要是因为剪力墙的结构相对复杂,混凝土产生变形,且由于建筑施工条件难以掌控,容易发生墙体所受的拉应力不足,最终导致发生建筑问题。
由于剪力墙结构比较复杂,当墙体产生裂缝时比较难处理,因此产生的不良影响也相对比较大。
目前,由于市场需求,大部分建筑工程为了赶工而加班加点,如此的速度导致建筑质量的下降是必然的。
在施工过程中,使用混凝土的量较大,加之强度的提高会使拉应力变大,导致了裂缝的出现。
此外,在建筑施工过程中要采取泵送施工时,必须增加水泥使用量,以求减少粗等骨料及骨料粒径的含量。
混凝土配比及送料过程如果处理不好,会大大增加结
构的收缩,这样建筑很容易产生裂缝。
所以,在设计剪力墙时,一定要重视建设施工过程,避免建筑问题的发生。
5、结束语
高层建筑的施工过程中,相关工作人员必须深刻地了解建筑结构设计的特点,科学设计剪力墙,确保设计的合理性和建筑质量。