摘    要:近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,房屋建設(shè)技術(shù)的不斷提高,高層、超高層建筑已是鱗次櫛比,在一定程度上緩解了有限土地資源和人口發(fā)展之間的矛盾?蛑--剪力墻結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)剪力墻結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),滿足了小空間和大空間的功能結(jié)合,在一定程度上受到建設(shè)者的喜愛。 

  關(guān)鍵詞:剪力墻結(jié)構(gòu);高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用分析 

  1  引言 

  隨著生活水平的提高,人們對高層建筑的要求越來越高,因此,建筑設(shè)計(jì)要在適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),滿足人們對居住環(huán)境的需求。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,給建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了機(jī)遇,但是對于建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也有了更高的要求。在高層建筑中,將鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用其中,能提高高層建筑的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。為了取得高質(zhì)量和高效益的建筑物,應(yīng)該采取科學(xué)的設(shè)計(jì)方法,在保證高層建筑物的質(zhì)量的同時(shí),減少投資成本。 

  2  框架剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢 

  框剪結(jié)構(gòu)布局的基礎(chǔ)條件是框架結(jié)構(gòu)體系,在平面框架體系中布置一定數(shù)量的剪力墻。在平面中設(shè)計(jì),來達(dá)到靈活應(yīng)用空間的目的,空間使用的自由度較大。在結(jié)構(gòu)性能上,框剪體系吸取了兩者的優(yōu)勢,同時(shí)抗震性能較好?蚣艚Y(jié)構(gòu)能夠?qū)煞N不同結(jié)構(gòu)體系重新組合起來,它與單純使用剪力墻設(shè)計(jì)或者是整體性的框架設(shè)計(jì)有著明顯的區(qū)別。在這種新的受力結(jié)構(gòu)內(nèi),兩者一起承擔(dān)豎向的荷載,水平方向抗側(cè)向位移能力較強(qiáng),因此具有較大的剛度,并且抗剪能力也較強(qiáng)。在實(shí)際設(shè)計(jì)與運(yùn)用過程中,能夠揚(yáng)長避短,使得建筑的結(jié)構(gòu)與功能能夠得到較好的協(xié)調(diào)?辜趔w系同時(shí)具備布局較為靈活,使用較為簡單的性能,同時(shí)也有抗剪能力較強(qiáng),抗震能力強(qiáng)的優(yōu)勢,因此在設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。 

  3  剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析 

  3.1  墻肢連梁設(shè)計(jì) 

  在高層建筑的剪力墻設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員需要關(guān)注墻肢連梁設(shè)計(jì),確保連梁構(gòu)件穩(wěn)固,避免因遭到損壞而對建筑物的防震、抗震以及結(jié)構(gòu)延性等方面產(chǎn)生不利影響。在上述要求下,結(jié)合具體的工程情況可知,設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理調(diào)整連梁的設(shè)計(jì)剛度,要避免人為加大連梁縱筋,確保連梁具備承受強(qiáng)剪弱彎值的能力。此外,在施工過程中,箍筋量可能會(huì)受到人為活動(dòng)的影響而增加,設(shè)計(jì)人員應(yīng)從降低箍筋出現(xiàn)遭到剪切破壞的力的角度,對連梁結(jié)構(gòu)具體控制值進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。最后,在對連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員還要注重對連梁截面抗剪切性進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,當(dāng)連梁比值大于2.5時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用設(shè)計(jì)比值乘增大系數(shù)范圍的方式,獲取精準(zhǔn)的追蹤應(yīng)用數(shù)值。 

  3.2  結(jié)構(gòu)主控參數(shù) 

  該建筑工程的結(jié)構(gòu)形式中自振周期計(jì)算數(shù)據(jù)處于合理范圍內(nèi),x,y方向的自振周期相差不大,轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)的等效側(cè)剛度與轉(zhuǎn)換層和上部相鄰剛度比值達(dá)到相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的要求,并且轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)部分的等效側(cè)剛度參數(shù)相差不大,可以有效地消除結(jié)構(gòu)部件內(nèi)部應(yīng)力與變形的突變,就表示結(jié)構(gòu)平面與豎向結(jié)構(gòu)的設(shè)置符合實(shí)際需要,具備較高的抗震性能。同時(shí),在地震、風(fēng)荷載的影響之下,其位移與轉(zhuǎn)角相對比較小,基本上可以達(dá)到技術(shù)規(guī)范的要求?蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)布局的角度出發(fā),其屬于三維受力結(jié)構(gòu)體系,豎向剛度參數(shù)變化相對較大,受力復(fù)雜性高,很多個(gè)部分都屬于薄弱的環(huán)節(jié),按照技術(shù)規(guī)范的要求選擇符合實(shí)際需要的三維分析軟件來進(jìn)行整體性能的分析,對于框支榀部分的分析需要應(yīng)用有限元軟件來進(jìn)行,可以明確其應(yīng)力分布情況,然后檢查框支梁、柱、附近墻體結(jié)構(gòu)的配筋達(dá)到使用的需要,平面有限元分析的范圍應(yīng)為底層框架和框支層以上3~4層墻體等結(jié)構(gòu)部分。 

  3.3  框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì) 

  ①在框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,可以采用機(jī)構(gòu)控制來達(dá)到總體屈服的效果,可以在較為特定的位置設(shè)定塑性鉸,發(fā)生的次序形變位置進(jìn)行控制,使得結(jié)構(gòu)在地震結(jié)構(gòu)作用下也能夠形成較好的耗能機(jī)構(gòu),如果在水平方向構(gòu)件首先進(jìn)行屈服,然后才是豎向結(jié)構(gòu)的屈服。②需要對結(jié)構(gòu)的高度以及抗剪能力進(jìn)行平衡,在框剪整體結(jié)構(gòu)中,如果增加剪力墻數(shù)量,那么結(jié)構(gòu)體積會(huì)增大,結(jié)構(gòu)的高度也就會(huì)增加,就會(huì)造成結(jié)構(gòu)自身自震周期減小,組織地震作用會(huì)加大,但是反之結(jié)構(gòu)就會(huì)減少自身的高度,地震作用就會(huì)減小。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,需要根據(jù)情況來綜合進(jìn)行考慮,將高層建筑的抗震設(shè)防烈度高度以及內(nèi)部裝修等考慮在內(nèi),確定較為適宜的位移最大移動(dòng)性質(zhì),從而能夠合理確定框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量以及整體的體積,保證高層建筑具有較高的經(jīng)濟(jì)性以及安全性。③需要實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)剛度和延展性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一?蚣芗袅Y(jié)構(gòu)在高度以及粘性系數(shù)都存在一定的差異性,這就給框架結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)提高其抗震能力帶來了難題,在理論狀態(tài)下,框架剪力上結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件之間可能會(huì)出現(xiàn)協(xié)調(diào)不一致的情形,或者會(huì)出現(xiàn)先后遭到破壞,以至于各個(gè)擊破,這種情況降低了框架剪力墻結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的抗震可靠程度,因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要連接各個(gè)構(gòu)件,使其充分協(xié)調(diào),達(dá)到高度以及延展性的統(tǒng)一,從而能夠有效提升框架剪力墻墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。 

  3.4  施工工藝方案設(shè)計(jì) 

  鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)涉及較為復(fù)雜和專業(yè)的施工工藝,因而在設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合施工的具體要求進(jìn)行施工方案的合理設(shè)計(jì)。尤其針對混凝土的澆筑這一施工工藝而言,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)從不同角度對該工藝的具體實(shí)施進(jìn)行設(shè)計(jì)方向的控制。在實(shí)施混凝土澆筑工作時(shí),澆筑人員首先要確保一次性澆筑完畢,因此設(shè)計(jì)人員需要對混凝土的澆筑流程、澆筑機(jī)具以及澆筑材料進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì);炷恋臐仓俣确矫,設(shè)計(jì)人員則要根據(jù)澆筑質(zhì)量的具體要求設(shè)置相關(guān)參數(shù)。而在整個(gè)施工設(shè)計(jì)方案中,還需要關(guān)注的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有澆筑溫度、濕度控制與混凝土的后期養(yǎng)護(hù)。在設(shè)計(jì)方案中,針對上述要求,都要進(jìn)行明示,具體包括混凝土入模溫度、混凝土降溫處理措施、混凝土內(nèi)外溫差的具體控制措施以及混凝土的濕度養(yǎng)護(hù)措施等,由此可保證鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的主要部位保持穩(wěn)固,并進(jìn)一步體現(xiàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。 

  3.5  避免出現(xiàn)軸向變形 

  根據(jù)筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)可以判斷出,建筑物豎向的自重就會(huì)產(chǎn)生載荷,必須采取科學(xué)的措施及時(shí)處理,避免出現(xiàn)軸向發(fā)生變形,嚴(yán)重的甚至?xí)绊懥簭澗氐氖褂。除此之外,有可能對其他?gòu)件的側(cè)移起到制約的作用,影響高層建筑的質(zhì)量,最終會(huì)使高層建筑出現(xiàn)安全隱患,人們的生命安全受到影響。 

  3.6  結(jié)構(gòu)平面布局 

  在具體的框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程,其結(jié)構(gòu)體系是存在復(fù)雜性和不規(guī)則性的,同時(shí)一些建筑的布置結(jié)構(gòu)也不對稱,所以在結(jié)構(gòu)平面布局設(shè)計(jì)上,需要通過多次驗(yàn)算后才能對剪力墻進(jìn)行布置。另外,在具體的布局設(shè)計(jì)過程上,除開核心筒外,在進(jìn)行相關(guān)的剪力墻布置上,一定按照設(shè)計(jì)規(guī)范的原則,將其在周邊位置布置,同時(shí)在布置的階段中,需要對均勻性,分散性和扭矩分析,同時(shí)保證結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移比值不大于1.4,這對提高抗扭能力有重要作用。 

  4  結(jié)語 

  在當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)中,人們較為關(guān)注對鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員在意識(shí)到其應(yīng)用優(yōu)勢的同時(shí),也要關(guān)注通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來降低其應(yīng)用弊端出現(xiàn)的可能性;谶@一要求,設(shè)計(jì)人員應(yīng)在遵循三個(gè)基本設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì),確保結(jié)構(gòu)荷載合理、結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)固以及結(jié)構(gòu)施工方案的科學(xué)性,由此保證高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)揮出應(yīng)有的效益。 

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