摘要:随着社会经济的不断发展,高层建筑工程在建筑领域中越来越多。在高层建筑设计过程中,依旧存在着诸多问题影响着后期施工各个环节的质量与安全。由于高层建筑剪力墙结构体系的刚度较大,对荷载要求较高,就必须对高层房屋建筑结构加强设计。基于此,文章首先分析了高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题,然后就高层建筑框架剪力墙结构设计的原则和应用进行系统阐述,希望对相关人员提供帮助与借鉴。
关键词:高层建筑 框架剪力墙 结构设计
引言:当前,高层建筑越来越多,与普通楼房建筑相比较,高层房屋建筑更为复杂,难度系数大。框架剪力墙结构设计是高层房屋建筑过程中的重要内容,对房屋质量安全有着至关重要的影响。而且高层建筑框架剪力墙结构设计是一个复杂、系统的任务。所以,我们必须对其进行探究,对高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题进行分析,进一步提高结构设计的稳定性与安全性。
一、剪力墙结构的定义与作用
剪力墙结构当前主要被应用到高层建筑中,是指建筑物墙肢截面高度与厚度都比值大于8的墙体结构。
剪力墙结构是现代建筑结构当中被广泛应用的类型,主要在建筑结构中承受风荷载、地震荷载以及其他外界作用所引起的水平移动,剪力墙结构自身建筑构造科学合理,稳定性强,质量良好,增加建筑的刚度与强度,防止因外界因素影响导致房屋受到破坏或者倒塌,在施工的过程中大大减少了工人的时间,因此剪力墙的结构受到了建筑行业的认同。
二、剪力墙结构的特点
不用种类的剪力墙的特征不同,剪力墙本身具有很强的耐久性与抗震效果,在面对生活中的意外事件或者自然灾害的时候可以抵御风险,减少人们的财产损失与人身安全。例如在发生地震的情况下,剪力墙通过科学的力的传导来减少地震带来的破坏力,保护人们的财产安全。但是剪力墙结构也并不全是优点,毕竟设计与实际操作还是有很大差别的,剪力墙结构比较繁琐,并不是像传统的结构那么简单,首先应该要让施工人员了解与掌握剪力墙的受力模式,而且在剪力墙的实际运用过程中还要花费较大的人力、财力与精力,这样剪力墙照传统的纯框架结构设计成本就比较高一些。所以在实际运用中设计人员要对施工人员进行有效沟通,将自己的设计理念还有剪力墙的特性都要讲解清楚,这样才能提高剪力墙的应用效果,增强建筑物的安全度,减少不必要的风险发生。而且通过分析与考察每一种剪力墙的自身特征,提高纵向空间的利用率【1】。
三、剪力墙结构设计的原则
(一) 剪力墙结构设计的原则
在剪力墙的结构设计过程之中,剪力墙先要完成主轴体系的布置,然后再根据主轴在完成横向与纵向的部署,在剪力墙的构造过程中要充分考虑在发生意外的情况下还要保持着其强大的承受能力与抗震性,在实际的应用要测量好房屋的长度与宽度,在设计中重要考虑到两方面的刚度,将测量的数据与设计的理念还有剪力墙的自身构架相融合,从而减少发生突然的事故,保证剪力墙支撑墙体的承受力。对于较长的单肢剪力墙而言,比如单方向大于8m,应该开设洞口进行分割,分割成几段小于8m的剪力墙,分割后的各个墙段可采用弱连梁连接,已保证整栋建筑的横轴和纵轴的抗震抗风均匀性。
(二)剪力墙结构计算的原则
在剪力墙的结构计算中,首先我们需要对以往发生地震的房屋进行考察与分析。
楼层在发生位移时,将楼间的弯曲变形作为主要计算目标,楼房在受到地震影响下一般都会发生弯曲的现象,因为受到强大的压力冲击,所在设计人员要对这类楼房充分考察基础上,将楼层的剪重比控制在规范要求之内,若不满足,查看软件是否已调整,若未调整,需要人为核算与放大,否则会导致整栋楼的不安全。对于一般的高层建筑,有些设计人员并没有合理分析扭转现象,一旦建筑结构内部尤其是中部,而不是边角部竖向构件过多,就会使建筑整体的扭转变形过大,地震时扭转是要严格控制的,扭转严重会导致整栋楼的倒塌。因此应尽量控制竖向构件的数量,尽量布置在建筑边角部,且应在建筑角部尽量均布置竖向构件,避免设置抗震不利的转角窗,尽量减少震感,增强剪力墙的抗震性【2】。
四、高层建筑框架剪力墙结构设计的问题探究
在剪力墙的设计过程之中,首先是要考虑到剪力墙的自身结构与原理,在设计过程之中更要坚持负责、严谨的设计态度,剪力墙结构主要是由墙肢、连梁组成,具有很好的抗震效果与抗侧力刚度,在现代的建筑之中一直被广泛应用。
第一,剪力墙的具有几何性质的空间构架,在实际操作过程中要充分考虑剪力墙的长度与厚度,这么说是比较抽象的,我们可以通过一个列子来具体了解一下剪力墙的结构,我们可以把剪力墙看成一个圆柱子,这是在模拟的剪力墙的构架,在设计上与实际操作中不能完全等同,要注意两者的区别。但是在剪力墙的运用操作中,它的肢体长度和厚度的误差比值不能超过 3 厘米,我们尽量将误差比值最小化,其实看似很小的误差在实际运用中会造成很大的影响,正所谓“失之毫厘差之千里”。必须保证同时有两个方向可以受力,这样不仅增加结构的稳定性与安全性,重要的是在地震中减少倾斜等情况的发生,尽量减少建筑自身重力引起的偏心弯矩。
第二,在剪力墙的设计中我们是在图纸上进行的,不可能是在实体上进行设计,所以在设计的时候要充分考虑剪力墙的水平方向与承受力,横向与纵向的刚度都要考虑到。比如设计门窗时,要注意依照上下排列顺序进行,避免错误建洞以及重复建立错误洞口的情况发生,同时还需要注意刚度的分配,如果在实际施工中发生意外的情况还要保持剪力墙的承受能力与延展性能,总之在整个设计中应该遵循稳定安全的原则。
第三,为了使剪力墙的结构更好地应对地震等突发事件的情况,在实际操作过程中要保证竖向的结构与横向的结构,沿着一个方向设计,剪力墙应该尽量拉通对直,在建筑设计中,门窗等上下各层要对齐或尽量对齐,对实际情况进行考量之后再进行精准计算,避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现,然后还需要将数据应用到实际情况中看是否符合。
结束语:综上所述,高层建筑在现代城市中占据主要地位,剪力墙结构在现代中高层建筑结构中的应用越来越广泛。在结构设计中会有很多关于剪力墙的规范条文,不同规范规定还经常有差异,我们做设计时应该根据建筑结构的不同要求,采用适当的设计方案与技术参数,对剪力墙结构进行合理设计,提高建筑的稳定性和抗震性,保证人们的生命财产安全。
参考文献:
[1]宋树伟;刘淑芬;刘志伟;谢凯;;浅谈高层框架剪力墙结构工程的施工[A];土木工程建造管理:2017年辽宁省土木建筑学会建筑施工专业委员会论文集[C];2017年
[2]焦志强;;浅谈框架剪力墙结构工程施工技术与建筑工程[A];第二届“科协文化——中关村论坛”论文集[C];2017年
[3]李明;刘勇;孙哲哲;袁赫;;不同类型近断层脉冲型地震动对框架剪力墙结构的影响[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2018年
[4]袁良奎;吴洪;王履塽;;框架剪力墙结构侧移协调计算影响因数的分析——关于刚度特征值对侧移计算的影响[A];山东建筑学会成立50周年优秀论文集[C];2017年
[5]李莉;;浅谈建筑工程框架剪力墙结构工程施工技术[A];第二届“科协文化——中关村论坛”论文集[C];2017年