高层建筑框剪结构设计优化 刘华成

发表时间:2021/8/6   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:刘华成
[导读] 摘要:随着城市的发展进程,城市中高层建筑物越来越多,框架剪力墙结构被广泛应用在建筑施工中。
        乐山新宇建筑设计有限公司  四川乐山  614000
        摘要:随着城市的发展进程,城市中高层建筑物越来越多,框架剪力墙结构被广泛应用在建筑施工中。长期以来,建筑质量问题备受人民关注,尤其是在城市化进程不断加快的背景下,建筑数量呈现出了急剧增长势态。如果建筑质量和性能不能够得到有效控制,将会对人民生命安全、财产安全、建筑行业的健康发展等都产生重大影响。剪力墙结构设计作为现阶段工作中一项重要内容,对建筑结构稳定性有较大影响。为此,本篇文章在综合了多次调查和研究之后,分析了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。
        关键词:高层建筑;框剪结构;设计优化
        引言
        随着社会经济水平的不断提高,高层建筑数量的增加已经成为城市化建设的重要特征,对建筑稳定性和安全性方面也赋予了更高的要求。由此可见,为了能够更好地实现该目的,运用框架剪力墙结构建筑施工技术显得尤为重要,如何针对框架剪力墙结构建筑施工技术予以有效地研究,已经成为当前急需予以重视和开展的内容。
        1建筑工程框架剪力墙结构概述
        当高层建筑物中的竖向载荷作用主要由承重构件承担时,墙体外表面同样也会感受到来自水平构件及相邻构件的横向载荷作用。在此情况下,若地震、风力等外界作用力的干扰强度达到既定数值水平后,会导致整面建筑墙体的快速坍塌。而由于剪力墙结构的存在,竖向载荷作用、横向载荷作用可在高层建筑环境中得到有效缓解,不仅实现了对建筑结构体应用能力的巩固,也能够满足超高层建筑的实际施工需求。
        常见的建筑工程框架剪力墙结构包含筒体剪力墙、平面剪力墙两种形式。其中,筒体剪力墙主要应用于高层建筑或高耸结构之间的悬吊结构连接,其筒壁均为钢筋混凝土墙体,在力学强度与刚度方面的实际承载能力也相对较强。平面剪力墙则主要应用于无梁盖、无升板结构的钢筋混凝土框架建筑体系中,为增强结构体自身的抗倒塌能力,需要在特殊部位施工时将主墙体与周边梁柱浇筑起来,实现对建筑工程框架剪力墙结构整体性的不断完善。
        2建设要求
        (1)整体结构。建筑工程施工人员在进行剪力墙结构建设期间,要保证建筑物的原有结构完整,在维持建筑主体结构的基础上采用框架剪力墙结构,优化相应工程施工技术工艺,提高建筑工程施工质量,保证建筑物的稳定性和安全性。(2)钢筋结构。建筑工程施工过程中,相关施工人员要加强对钢筋混凝土结构的施工,根据框架剪力墙体积大、移动不方便等特点,在建设期间保证剪力墙结构建设参数符合标准,科学设计钢筋混凝土比例,减少剪力墙设置量,保证钢筋混凝土结构的稳定。(3)结构分析。建筑施工人员要对剪力墙结构性能及承重效果进行综合分析,形成剪力墙协作模式,发挥框架剪力墙结构的支撑作用,保证建筑物建设质量。
        3高层建筑框剪结构设计优化
        3.1关于楼盖结构的布置
        在框架—剪力墙结构中,要使框架与剪力墙很好地协同工作,离不开一个重要的结构--楼盖结构。所以我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中规定,横向剪力墙沿长方向的间距要求为:(1)对于现浇楼盖,非抗震设计时,取5.0B(剪力墙之间的楼盖宽度(m)),60m两者的较小值;抗震设防烈度6度、7度时,取4.0B,50m两者的较小值;抗震设防烈度8度时取3.0B,40m两者的较小值;抗震设防烈度9度时取2.0B,30两者的较小值。(2)对于装配整体式楼盖(楼盖的现浇层应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.6.2条的有关规定),非抗震设计时,取3.5B,50m两者的较小值;抗震设防烈度6度、7度时,取3.0B,40m两者的较小值;抗震设防烈度8度时取2.5B,30m两者的较小值。

而根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版),框架-剪力墙结构,剪力墙之间楼盖的长宽比的规定为:现浇楼、屋盖或叠合楼、屋盖,抗震设防烈度6、7度时为4,抗震设防烈度8度时为3,抗震设防烈度9度时为2;装配整体式楼、屋盖,抗震设防烈度6、7度时为3,抗震设防烈度8度时为2,抗震设防烈度9度时不宜采用。
        3.2着重加强对大墙肢的处理
        建筑结构设计时,要充分考虑到其各方面性能对建筑质量产生的影响。剪力墙结构设计时,需要着重考虑到延性的作用。一般来讲,如果建筑结构的结构的高度、宽度比在3以上时会达到最高的延性,弯曲能力较强,提升建筑的荷载能力。如果高宽比在3以上就需要在墙体上开洞形成上文中提到的不同类型剪力墙结构,减少裂缝的出现。当大墙肢的比例在8以上时,要把承载力计算在大墙肢上,但会造成小墙肢承载力增加产生较大的损害出现裂缝。
        3.3模板优化技术
        建筑外部剪力墙施工期间,要求施工人员对模板工程施工进行全面控制,采用模板优化技术。首先,技术人员要严格控制模板质量,选择强度和刚度较好的模板,施工前期对模板表面和侧面进行处理,保证建筑框架剪力墙结构表面的光滑、平整。同时,要将施工模板与预制备好的砂浆放置于剪力墙水平筋上,保证支撑位置距离模板5cm且与模板保持垂直;还要精准控制剪力墙结构截面尺寸,解决模板与墙面支撑期间出现的漏浆问题。其次,要对内外模板进行明确区分,掌握不同模板之间长度和作用的区别。通常外侧模板长度大于内侧,要在模板和建筑墙体之间填充海绵胶带,保证模板与墙体紧密贴合,提高框架剪力墙结构的稳定支撑效果。再次,施工人员在设置拉螺杆时要利用上宽下密的方式,保证最下排拉螺杆与地面距离≤25cm,最上排距模板距离≤35cm,期间利用龙骨进行加固,提高墙板的刚度。最后,施工人员要控制模板的安装位置,对模板之间进行空间预留,防止出现模板相互摩擦的现象。
        3.4完善钢筋工程,保证施工基础
        首先,应当严把材料关。钢筋工程中离不开钢筋材料的运用,只有投入使用的钢筋质量合格,才能保障施工质量。因此,在开展钢筋工程施工前必须在材料选择、存放等予以重视,即选取的钢筋材料规格必须与工程设计相同,不能随意进行更改,否则会降低施工质量。材料质量不仅要符合行业规范和国家标准,还应当能够在强度、抗震性方面满足设计要求,便于在框架剪力墙结构产生刚度变化时也能对建筑结构予以有效地支撑,避免产生安全问题。材料的存放要依照具体情况采取相应的保护措施,防止在存放期间产生质量变化,例如,对于比较潮湿的环境,入场后的钢筋材料在存储区域中应提前布置好垫块,便于与地面直接接触,而且还要利用篷布等覆盖表面,避免与空气中的水分直接接触产生氧化问题。其次,对于框架剪力墙结构中的重点梁柱,可以借助计算机模拟的方式绘制出相应的位置,并对具体施工方案予以确定,避免产生不必要的问题,提高施工效率。最后,重视施工工艺。由于钢筋工程中能够运用大量的钢筋材料,必须采取必要防范措施提升整体稳定性,比如对不同钢筋要执行箍筋环节,运用钢丝、定型模具等对各个节点及时进行绑扎,保持良好的稳固状态,避免后续施工中出现位移、变形等问题。同时,钢筋连接工艺时也要依照具体情况予以选择,比如,对于未处在受拉区域且直径小于22mm的钢筋,可以利用绑扎予以实现,但是要在绑扎距离上提出严格要求。若钢筋直径较大,可以采用焊接、螺栓等方式进行连接。采用焊接时,施工人员要重视焊接工艺、工序和质量,必须达到设计标准,保证结构质量能够达标,否则不能予以运用。
        结语
        结合上述,框架—剪力墙结构有着很好的互补性,具有很多性能上的优势,在项目工程之中具有广阔的使用空间。以上便是我对框架—剪力墙结构的简要总结,由于篇幅有限,加上个人对规范理解不够及个人水平有限,文中不足和疏漏之处,恳请各位读者多多批评指正。
        参考文献:
        [1]路民军.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].居舍,2020(28):111-112.
        [2]韦一松.建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].住宅与房地产,2020(24):84+93.
        [3]刘建辉.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用综述[J].居舍,2020(24):126-127.
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