对高层建筑建筑结构设计中剪力墙设计的探索
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关于建筑结构设计中的剪力墙结构设计探讨摘要:在当前时期,我国城市建设中高层建筑和超高层建筑的数量不断增多,而剪力墙作为高层建筑中的重要组成部分,在房屋建筑中具有非常广泛的应用。
一般建筑内部墙体主要包括两种类型:一是承重墙,主要对建筑物纵向垂直重力进行支撑,一般的承重墙是采用钢筋混凝土浇筑而成;另一种是建筑剪力墙,剪力墙在建筑结构中的作用主要是用来承受风荷载、地震作用力的平衡支撑情况。
在现代高层建筑中,房屋结构的设计需要从剪力墙的抗震性能角度出发,保证建筑剪力墙具有稳定的抗震、耐压性能,并且有针对性地使用高强度钢筋混凝土结构对剪力墙结构进行加固,从而确保建筑结构设计的合理性。
关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙结构;设计中图分类号: tu761 文献标识码: a 文章编号:0前言随着城市化进程的不断加快,城市建筑中的中高层、特高层住宅建筑的数量正不断增多,对于建筑结构的稳定性设计需求也更为严格。
为满足建筑的安全结构性能与标准抗震新能,建筑结构设计中都采用了剪力墙作为建筑支撑。
在对剪力墙结构进行设计时,需要结合建筑内的空间布局以及功用情况,对分户墙、山墙、电梯墙等进行合理地分割,一方面既要满足建筑内墙体分割的基本要求,同时,在墙体的走向和墙体结构设计中需要考虑其抗震性能,在建筑平衡性的论证下对墙体位置进行适度调整,既满足现代建筑的美观实用性能,又能够为建筑企业提高经济效益,并且符合国家对高层住宅所规定的抗震要求。
1剪力墙结构优点分析建筑物剪力墙的种类较多,其主要分类可以依据以下三个条件:首先是根据剪力墙所使用的材料不同进行类,可以分为配筋剪力墙和钢筋砼现浇剪力墙。
另外可以按照剪力墙洞口进行分类,主要有整体式剪力墙、框架式剪力墙和不规则洞口式剪力墙三种类型。
根据剪力墙在建筑物内承受压力状况进行分类,可以有壁式框架结构剪力墙、独立式结构剪力墙和连枝剪力墙等。
随着建筑行业的科技含量不断提高,在剪力墙的制作方面也加入了更多新的材料和工艺,这是随着人们对于建筑空间的稳定性以及舒适性的要求越来越高而不断与之相适应的。
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。
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。
框架-剪力墙结构中剪力墙的设计框架剪力墙结构中剪力墙的设计在现代建筑结构设计中,框架剪力墙结构因其良好的抗震性能、较大的空间灵活性以及相对经济的成本,被广泛应用于各类高层建筑中。
剪力墙作为这种结构体系中的重要抗侧力构件,其设计的合理性直接影响着整个结构的安全性和经济性。
接下来,让我们深入探讨一下框架剪力墙结构中剪力墙的设计要点。
一、剪力墙的作用与工作原理剪力墙,顾名思义,是一种能够承受水平和竖向荷载的墙体结构。
在框架剪力墙结构中,剪力墙主要承担水平荷载,如风荷载和地震作用,将其传递到基础。
当水平荷载作用于结构时,剪力墙通过自身的抗弯、抗剪能力来抵抗水平力。
其工作原理类似于一个竖向放置的悬臂梁,墙肢的弯曲变形和剪切变形共同消耗了水平荷载产生的能量。
二、剪力墙的布置原则1、均匀对称原则剪力墙的布置应尽量均匀、对称,使结构在各个方向上的抗侧刚度相近,避免因刚度分布不均匀而导致结构在地震作用下发生扭转破坏。
2、周边布置原则在建筑物的周边布置剪力墙,可以有效地增加结构的抗扭刚度,减小结构的扭转效应。
3、纵横墙相连原则纵横墙相互连接,可以形成有效的抗侧力体系,增强结构的整体性和稳定性。
4、避免短肢剪力墙短肢剪力墙的抗震性能相对较差,应尽量减少其使用。
三、剪力墙的类型1、整体墙当剪力墙的洞口面积小于墙体面积的 15%,且洞口之间的净距及洞口至墙边的净距大于洞口长边尺寸时,可视为整体墙。
整体墙的受力性能较好,具有较大的抗侧刚度。
2、小开口整体墙洞口面积稍大,但仍能符合一定的条件时,可视为小开口整体墙。
其受力性能介于整体墙和联肢墙之间。
3、联肢墙当洞口面积较大,墙肢之间通过连梁连接时,形成联肢墙。
联肢墙的墙肢和连梁协同工作,共同抵抗水平荷载。
4、壁式框架当连梁的刚度较大,墙肢的线刚度与连梁的线刚度接近时,剪力墙的受力性能类似于框架,称为壁式框架。
四、剪力墙的尺寸设计1、墙厚剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体的受力情况确定。
高层建筑剪力墙结构设计分析摘要:在高层建筑结构设计中,建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。
因此,在结构设计中剪力墙的平面布置和结构的选取直接关系到了建筑物的安全性,是做好高层建筑结构设计的必要环节。
本文主要对高层建筑结构剪力墙设计进行了探讨。
关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计abstract: in the structural design of high-rise building, the main buildings in the vertical bearing component by wall bear, the wall for horizontal member of both from the vertical load, and undertake wind or from the earthquake action horizontal earthquake effect. therefore, in the structural design of shear wall structure layout and the selection of the safety of the direct relationship between the buildings, is to do a good job in designing high-rise essential. this paper mainly of high-rise building the shear wall structure design is discussed.keywords: high building; shear wall; structure design 中图分类号:tu398+.2文献标识码:a 文章编号:一、高层建筑结构设计特点高层建筑在其结构设计阶段十分重要,需要考虑水平荷载、轴向变形、建筑物的侧移、结构的延性等方面的因素。
探究建筑结构设计中的剪力墙结构设计发布时间:2022-09-25T05:46:11.984Z 来源:《工程建设标准化》2022年37卷5月10期作者:王高路[导读] 在建筑行业发展过程中,为了创造良好的生活环境王高路新疆靖祥建设工程有限公司摘要:在建筑行业发展过程中,为了创造良好的生活环境,建筑机构需要深入研究建筑结构设计,提高建筑结构质量,维护建筑结构的整体稳定性。
在城市化的发展中,由于缺乏土地,建筑层的数量逐渐增加。
因此,在现有建筑结构的设计中,应重点关注剪力墙结构的优化设计。
剪力墙结构承载能力强,既能承受结构的水平力和垂直力,又能加强建筑结构的稳定性和安全性,在建筑结构中表现出保护作用。
基于此,本篇文章对建筑结构设计中的剪力墙结构设计进行研究,以供参考。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构;设计方法引言在众多建筑工程项目中,剪力墙结构能够被广泛应用在设计和施工阶段之中,呈现更加稳定以及可持续的工程设计理念,保障建筑物内部和外部空间资源的科学规划层次基本不变。
在对建筑物外层剪力墙结构进行平面以及立体设计的过程中,需要对建筑物水平荷载与竖向荷载之间存在的功能差异以及数值偏差情况进行定量测算和统计分析,及时制定科学的设计方案。
1剪力墙的概念分析在建筑工程项目设计阶段,尤其是针对建筑的基础结构进行设计的过程中,一方面要求建筑基础结构的质量,另一方面要求其符合施工工艺。
当前,很多高层建筑结构中都会应用到剪力墙结构。
和其他的基础结构对比,剪力墙结构无论是自身的支撑力还是稳定性都较高。
同时,考虑到高层建筑对抗震性和抗风性有着较高要求,应用剪力墙设计可以最大限度削弱强风和地震对建筑主体结构产生的影响。
结合大量的工程项目施工案例进行分析后发现,框架剪力墙结可以显著提升建筑物的整体质量。
所谓的剪力墙结构即用砼墙板来替代原来框架结构中的梁柱,即用砼墙板来承担各个方向产生的荷载力,以此来提升建筑的稳定性。
在针对剪力墙结构进行设计的过程中,需要根据工程项目的实际情况以及设计需求进行设计。
建筑结构设计中剪力墙结构设计难点分析一、材料的选择剪力墙结构设计中材料的选择是一个重要的难点。
剪力墙的主要材料包括混凝土和钢筋。
在选择混凝土的材料时,需要考虑混凝土的强度、韧性、抗压性和耐久性等因素。
还需考虑混凝土的配合比、施工工艺等因素对混凝土性能的影响。
对于钢筋材料的选择,需要考虑钢筋的材质、强度、韧性和焊接质量等因素。
还需要根据剪力墙结构所承载的水平荷载大小和荷载分布情况来选择合适的材料,以确保剪力墙结构可以承载所需的水平荷载。
二、结构稳定性分析剪力墙结构设计中的另一个难点是结构稳定性分析。
剪力墙结构的稳定性分析需要考虑剪力墙的整体稳定性、抗倾覆和抗侧移能力等因素。
在进行稳定性分析时,需要考虑结构的整体形状、尺寸、材料和荷载等因素对结构稳定性的影响。
还需要考虑剪力墙与建筑其他部分的连接形式、连接强度等因素对结构稳定性的影响。
还需要根据实际情况考虑结构的抗倾覆和抗侧移能力,确保剪力墙结构在遇到外部水平荷载作用时能够保持稳定。
三、水平荷载的承载和分布在剪力墙结构设计中,水平荷载的承载和分布是一个重要的难点。
剪力墙结构在承载水平荷载时需要考虑荷载大小、荷载分布、结构连续性和变形性等多方面因素。
需要根据建筑结构所处的地理环境和设计要求确定剪力墙结构所需要承载的水平荷载大小和分布情况。
需要考虑剪力墙结构的连续性和变形性,确保结构在承载水平荷载时能够保持稳定且不会产生过大的变形和位移。
还需要考虑水平荷载对结构的局部影响和不同部位的荷载承载情况,确保结构能够均匀承载水平荷载。
结论剪力墙结构设计是一项复杂的工作,设计师需要充分考虑材料的选择、结构的稳定性、水平荷载的承载和分布等多方面因素,才能确保设计出符合要求且安全可靠的剪力墙结构。
本文从材料的选择、结构稳定性分析、水平荷载的承载和分布等方面对剪力墙结构设计中的难点进行了分析,旨在帮助设计师更好地理解剪力墙结构设计中的难点,并为相关工作提供参考。
希望本文对相关工程技术人员有所帮助,促进剪力墙结构设计工作的进一步发展和完善。
浅谈结构设计中剪力墙的设计与分析摘要:高层的增多让剪力墙的应用更加繁复,当前社会发展中,越来越多的剪力墙施工结构被应用在建筑工程施工中,成为当前建筑工程施工结构中的主要组成形式,更是施工中的核心。
随着剪力墙结构设计和应用的日益增加,其在设计中的各种问题也逐步的涌现而出。
因此在设计的过程中要对当前建筑施工结构进行综合的分析与处理,提高剪力墙设计质量是保证建筑结构整体性和安全的关键。
本文就当前结构设计中剪力墙的设计进行分析,提出其设计中的各个容易出现的问题,并阐述其处理措施,使得剪力墙在设计和使用的过程中能够达到建筑设计的需求,安全性和实用性都能够得到人们的认可,达到来保护人民的生命财产安全,在灾难面前不受损失。
关键词:剪力墙;结构设计;连肢墙随着当前建筑结构的不断发展,剪力墙在建筑设计中应用不断的增加,成为当前建筑结构设计的重要形式。
随着当前人们对建筑要求的不断提高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构在当前建筑结构设计中由于其空间的限制已经无法满足当前人们对建筑设计的要求。
于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步的形成了当前剪力墙结构体系,成为当前人们对建筑结构设计要求的新形式。
一.剪力墙的尺寸1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。
2.剪力墙结构中,墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力,弯矩,剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。
在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
76摘 要:高层住宅的广泛应用可以有效缓解用地矛盾,最大程度利用空间,因此,高层建筑是当前主流的居住建筑形式。
在高层住宅建筑工程 中,短肢剪力墙是非常普遍的结构形式,因为在实际工程中具有较好的经济性以及结构稳定性的特点,是高层住宅安全性的重要措施和保障。
高层住宅工程短肢剪力墙的施工,具有较大的作业难度,对施工人员的综合素质要求较高,因此施工技术人员必须严格按照标准规范流程实施作业,保证施工过程的流畅性与完整性,这也能充分保障高层住宅工程短肢剪力墙的施工质量。
本文重点讨论高层住宅短肢剪力墙的施工工艺,分析短肢剪力墙主要的结构特点以及施工特点,阐述施工技术要点,为施工技术员提供有价值的借鉴和参考,希望对高层住宅短肢剪力墙施工工艺的质量提升有所帮助。
关键词:高层住宅;短肢剪力墙;施工工艺[中图分类号]TU974 [文献标识码] A [文章编号]1005-1783(2021)01-076-03高层住宅工程短肢剪力墙的施工工艺探索戚金红(唐山城市建筑工程集团有限公司,河北唐山 063000)为了缓解城市用地日趋紧张的压力和解决居住用地的供需矛盾,高层住宅成为当前城市主要的居住建筑形式。
传统的框架式结构难以满足人们日益增长的建筑使用需求,短肢剪力墙作为新型的高层住宅施工结构,使得传统的高层建筑框架结构有更大的发展和应用空间。
短肢剪力墙能够在保留框架结构优势的基础上,有效地弥补受力缺陷,在实际应用中有较好的稳定性;同时也能有效地节约工程材料与资源,达到减少工程经济投入的目的,因此得到土木工程行业诸多专家、学者和技术人员的广泛好评和认可。
1 高层住宅工程短肢剪力墙的主要结构特点从结构形式上看,短肢剪力墙的高度与厚度比值在4和8之间,小于4的一般称为异形柱,也归属于剪力墙的范畴。
短肢剪力墙具有较好的结构性能,刚度分布更均匀,受力更合理,是高层住宅建筑稳定性和安全性的重要保障。
与框架结构相比,因其具有更多的优异性能,所以在高层住宅建筑的实际设计和施工中得到了较为广泛的应用。
对高层建筑建筑结构设计中剪力墙设计的探索
摘要:剪力墙结构被广泛用于现代高层建筑中,尤其是高层剪力墙住宅。
剪力墙通常是由结构工程师根据经验来设计的。
因此,在构设计过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况,造成一定的浪费或结构安全性不够等。
为此,本文简略概括了现代高层建筑结构设计的体现特点,详细分析了高层建筑结构,并提出了剪力墙设计方面的几个问题,以及高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法,供参考。
关键词:高层建筑;结构设计:受力分析
Abstract: the shear wall structure has been widely used in modern high-rise building, particularly in high-rise shear wall housing. Shear wall is usually the structural engineer according to experience to design. Therefore, in the conformation design process there may be design tends to keep the phenomenon such as unreasonable or design, produce certain waste or structure security is not enough. Therefore, this paper briefly summarize the modern high-rise building structure design of the reflect characteristics, detailed analysis of the high-rise building structure, and puts forward the shear wall design some problems, and high building structure analysis and various system corresponding methods, for reference.
Keywords: high building; Structure design: stress analysis
随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快,城市规模不断增大,人口不断增加,使得城市住房建设用地高度紧张,新建高层建筑是城市发展的必然趋势。
剪力墙结构由于其抗侧刚度大、侧移小和抗震性能好等特点,剪力墙结构被广泛用于现代高层建筑中,尤其是高层剪力墙住宅。
但对剪力墙位置的具体布置、截面形状和尺寸等是否合理,相关的规范没有明确的规定,通常是由结构工程师根据经验来设计的。
因此,在结构设计过程中可能会存在设计偏于保守等现象或设计不合理等情况,造成一定的浪费或结构安全性不够等。
1.高层建筑结构分析
1.1弹性假定
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。
在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。
但是在遭受地震或强台风作用时,高层建筑结构往往会产生较大的
位移,出现裂缝,进入到弹塑性工作阶段。
此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。
1.2小变形假定
小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。
但有不少人对几何非线性问题(P—△效应)进行了一些研究。
一般认为,当顶点水平位移△与建筑物高度H 的比值P/△>I/500时,P—△效应的影响就不能忽视了。
1.3刚性楼板假定
许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。
这一假定大大减少了结构位移的自由度,简化了计算方法。
并为采用空间薄壁杆件理论计算简体结构提供了条件。
一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。
但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。
特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。
可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。
1.4计算图形的假定
高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:一维协同分析。
二维协同分析。
三维空间分析。
2.剪力墙的边缘构造
(1)结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差:计算分析表明增加墙肢截面两端的其缘能显著提高墙的延性;因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性,还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。
从1989年出版的规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、冀墙(柱)、转角墙(柱),也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。
(2)对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。
有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱,有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱,而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱(冀墙柱)的截面取值也出现了以下三种不同尺寸,因此造成配筋的差别很大,甚至相同的资料由于出版的时间不同,对规范的理解也有所不同。
(3)从2002年开始实施的建筑结构规范,根据结构类型及受力状况,对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘,按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。
3.剪力墙结构的厚度和配筋问题
(1)墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏,同时起到抵抗温度应力防止混凝土出现裂缝,设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加,特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。
但对于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。
(2)墙的竖向钢筋主要起抗弯作用,目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋;但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋,笔者认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋,墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区并保证钢筋间距≤300mm,也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度,对抗震不利。
4.剪力墙结构的超长问题
(1)剪力墙结构刚度大,受温差影响大,混凝土的收缩、徐变产生的变形大,墙体对楼面、屋面产生的约束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。
一些未超长的剪力墙结构产生墙体或楼面裂缝,其主要原因就在此。
(2)剪力墙结构多用于商品住房和公寓,使用状况复杂,一旦私人购买的房子出现裂缝,虽然没有安全问题,但处理起来问题多,难度大,社会影响大。
(3)混凝土结构受温度或收缩徐变的影响与众多因素有关;而体型庞大的剪力墙房屋往往形状复杂,混凝土收缩大,约束应力积聚也大,施工工艺及管理也难控制,环境影响使用变化难于判断,因此更难于解决混凝土收缩变形时,在受约束条件下引起拉应力而保证不出现裂缝。
(4)目前混凝土的收缩量不断增大,已由8O年代的一般收缩量3001,ze上升到4001a,e以上,因此使混凝土用量大的剪力墙产生裂缝的因素在增大。
(5)目前随着市场形势的变化,大部分工程要赶工加班,质量难保证,为赶工混凝土中水泥用量普遍增大,使混凝土收缩量增大,加上由于混凝土强度的提高,使弹性模量增加将引起更大的约束拉应力产生,增大了结构出现裂缝的因素。
(6)普遍使用商品混凝土泵送施工,为了泵送,增大水泥用量,减少了中粗骨料含量和骨料粒径,加上泵送混凝土配合比和施工送料时的不良因素影响等都加大了结构收缩量,增加产生裂缝的因素。
结束语
高层建筑结构和剪力墙结构设计,受力情况较为复杂,应根据具体情况,确定结构计算模型及方法,并充分考虑结构的各种不利因素。
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