淺談高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3800字

1、淺談高層建筑剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)3800字 摘要：眾所周知，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程步伐地加快，城市住宅用地日趨緊張，高層建筑也越來越普遍。本文筆者結(jié)合多年建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)經(jīng)歷，首先闡述了高層建筑剪力墻構(gòu)造分類和分析模型，并對(duì)其構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)分析研究，提出自己在設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)心得體會(huì)，僅供參考。 畢業(yè)關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻；構(gòu)造設(shè)計(jì)1 剪力墻構(gòu)造分類和分析模型 按照剪力墻構(gòu)造的開洞與否和開洞大小，大致可分為：整體小開口剪力墻、多肢或者雙肢剪力墻、實(shí)體墻或、整截面剪力墻以及壁式框架四類。 剪力墻作為高層建筑中的主要抗側(cè)力構(gòu)件，承受程度荷載作用及豎向荷載作用。以幾何理論來講，剪力墻可分為開洞剪力墻與不開洞剪力墻兩種

2、類型。通用的墻垣主要用于模擬高層構(gòu)造中的剪力墻，對(duì)于尺寸較大或者帶洞口的剪力墻，按照子構(gòu)造的根本思想，通過程序加強(qiáng)對(duì)其的細(xì)分，以此形成小殼元，再通過對(duì)小殼元的剛度矩陣及疊加，通過靜力的凝聚原理消去內(nèi)部自由度，將其剛度凝聚到邊界點(diǎn)中，進(jìn)而保障墻垣的精度及有限的出口自由。2 剪力墻構(gòu)造的優(yōu)缺點(diǎn)分析2.1 剪力墻構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn) 剪力墻構(gòu)造就是通過鋼筋混凝土板代替框架構(gòu)造中梁柱的作用，進(jìn)而承當(dāng)各種負(fù)荷，并能有效進(jìn)步構(gòu)造的程度力，這種以鋼筋混凝土墻板來承受豎向及程度力的構(gòu)造就是剪力墻構(gòu)造，一般都是鋼筋混凝土墻，其高度與寬度能與整個(gè)建筑持平。這種剪力墻構(gòu)造的特點(diǎn)就是其構(gòu)造的整體性好、剛度大、用鋼量少、抵抗側(cè)向

3、變形的才能強(qiáng)、抗震才能強(qiáng)，而合理的剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)可以塑造出良好的變形才能。因此，剪力墻構(gòu)造的建造高度高于框架構(gòu)造，在現(xiàn)代高層建筑中，很多房間的分隔墻多，而現(xiàn)澆的剪力墻構(gòu)造，可以很好的將隔墻與承重墻合二為一，相對(duì)來說更加經(jīng)濟(jì)。另外，采取先澆剪力墻構(gòu)造，可以使室內(nèi)的構(gòu)造更簡(jiǎn)潔，外型美觀、便于室內(nèi)布置2.2 剪力墻構(gòu)造的缺點(diǎn) 充分認(rèn)識(shí)剪力墻構(gòu)造的缺點(diǎn)，在構(gòu)造設(shè)計(jì)中能有效躲避。 1由于剪力墻構(gòu)造的抗側(cè)剛度大，可以帶來較大的地震反映，無形中增加了上部構(gòu)造與根底費(fèi)。 2由于剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)中的砼墻體較多，增加了建筑的重量，同樣會(huì)引發(fā)較大的地震反響，造成浪費(fèi)。 3剪力墻構(gòu)造中的墻體多是構(gòu)造配筋，其配筋率相對(duì)較

4、低，構(gòu)造的延展性能差。 4剪力墻構(gòu)造中各墻肢軸壓比擬低，因此，各墻肢的承載才能無法充分發(fā)揮。 5由于受到樓板跨度的限制，剪力墻的間距不能過大，因此，建筑平面的設(shè)計(jì)不夠靈敏，在公共建筑中的應(yīng)用仍存在一定難度。2.3 剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)中的合理性 在高層建筑的剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)中，既要注意發(fā)揮這種構(gòu)造抗側(cè)才能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又要防止其工程預(yù)算較高的缺點(diǎn)。對(duì)于建筑物中的鋼筋砼構(gòu)造，顯然剛度大的構(gòu)造在震害中的破壞性較小，但是鋼構(gòu)造必須合理配置而不能隨意增大，因?yàn)榻ㄖ镏械膭偠仍酱?，需要支出的費(fèi)用就越多，應(yīng)掌握一個(gè)合理的“度。在高層建筑中，合理的設(shè)計(jì)方式主要表達(dá)在兩個(gè)方面：一方面是控制剪力墻構(gòu)造的程度位移，使其滿足相

5、關(guān)規(guī)定的限值；另一方面那么是對(duì)地震力的控制，因?yàn)榧词沟卣鹆τ?jì)算值處于偏小的程度，也可能出現(xiàn)構(gòu)造頂點(diǎn)位移滿足要求的情況。因此，只有在底部剪力控制合理范圍內(nèi)的前提下，檢查建筑物的內(nèi)力、位移以及配筋情況才真正有意義。3 剪力墻構(gòu)造設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)心得體會(huì)3.1 布置剪力墻應(yīng)注意問題 由建筑專業(yè)提供的高層建筑平面圖，需要仔細(xì)的看圖、分析數(shù)據(jù)，以搭模的形式確定哪些墻體是需要鋼筋混凝土的剪力墻，哪些墻能做成加氣混凝土砌塊等輕質(zhì)墻，哪些墻的開洞大小及位置需要調(diào)整。而這些都需要遵循一定的原那么而判斷。在剪力墻構(gòu)造中，剪力墻應(yīng)該沿著主軸的方向或者其它方向進(jìn)展雙向布置；而抗震設(shè)計(jì)中的剪力墻構(gòu)造，應(yīng)該盡量防止單向有墻的布

6、置構(gòu)造形式。對(duì)于一般L型、T型或一般矩形等的平面，應(yīng)該沿著兩個(gè)軸線的方向布置，而Y形平面或者三角形那么應(yīng)該沿著三個(gè)軸線的方向布置，對(duì)于圓形、弧形以及正多邊形的平面可以沿著徑向或者環(huán)向布置。在剪力墻的平面布置中，應(yīng)盡可能的對(duì)稱、均勻，盡量保障構(gòu)造的剛度中心與質(zhì)量中心結(jié)合，以防止扭矩現(xiàn)象，而內(nèi)外剪力墻那么盡量對(duì)直、拉通。 剪力墻的墻肢截面應(yīng)該有規(guī)那么、簡(jiǎn)單布置。剪力墻的抗側(cè)力剛度不能過大，為了充分發(fā)揮剪力墻構(gòu)造中的承載才能及抗側(cè)力剛度，以進(jìn)步剪力墻構(gòu)造的可利用空間，那么剪力墻的間距就不能過密，而保證構(gòu)造具備較好的側(cè)向剛度。例如在設(shè)計(jì)住宅時(shí)，高層住宅樓的適應(yīng)周期應(yīng)遵循一定的數(shù)據(jù)選擇，而不能小于搭模計(jì)

7、算出的周期數(shù)字，否那么就說明剪力墻過多，就需要在適宜的位置盡量開大洞或者直接減少剪力墻的數(shù)量，以此適量減小墻的剛度；假如小于搭膜計(jì)算出來的周期大于數(shù)據(jù)，就說明剪力墻過少，應(yīng)適當(dāng)增加數(shù)量。3.2 剪力墻墻體的長(zhǎng)度與厚度選擇 1墻體長(zhǎng)度的選擇。一般剪力墻構(gòu)造中的墻肢長(zhǎng)度小于8m，并且墻體構(gòu)造應(yīng)具備一定的延展性，對(duì)于高寬比例大于2的墻體，一般應(yīng)設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻，以此防止脆性剪力墻的破壞；當(dāng)剪力墻的長(zhǎng)度值較大時(shí)，應(yīng)通過開洞的方法來滿足剪力墻每個(gè)墻段的高寬比大于2，并將洞口的連梁設(shè)計(jì)成約束矩較小的與假設(shè)連梁方式類似的，將墻體分成假設(shè)干個(gè)獨(dú)立的墻段。 2剪力墻厚度的選擇。在高層建筑構(gòu)造中，對(duì)墻體

8、的厚度有一定的要求，這主要是為了保障剪力墻的穩(wěn)定性與剛度。對(duì)于高層建筑除了6級(jí)地震區(qū)外剪力墻的抗震等級(jí)至少是一級(jí)，而住宅構(gòu)造剪力墻一般厚度為200 cm，而底層加強(qiáng)區(qū)內(nèi)，“一字形的剪力墻應(yīng)適當(dāng)增加厚度。 在剪力墻構(gòu)造的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制墻肢軸壓比、在構(gòu)造內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加強(qiáng)柱或者配筋等方法來減少墻體的厚度，對(duì)于沒有地下室的高層建筑來說，由于它的底層墻體根底埋深較大，因此其高度也較高，墻體的厚度假如按照層高的1/16將遠(yuǎn)超過200 mm，因此在剪力墻構(gòu)造的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量防止“一字形的剪力墻而以“L、Z、T等形狀來代替，這樣既能進(jìn)步建筑的抗震性，也能保障墻體厚度。3.3 剪力墻構(gòu)造超長(zhǎng)的問題 當(dāng)前很

9、多工程中的伸縮縫間距并不符合規(guī)定，這也給設(shè)計(jì)人員造成設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)超長(zhǎng)構(gòu)造的問題。而對(duì)于剪力墻構(gòu)造超長(zhǎng)的問題，應(yīng)慎重處理，盡量設(shè)置溫度伸縮縫，嚴(yán)格遵守規(guī)定。首先，剪力墻的構(gòu)造剛度大，受溫度的影響較大，混凝土的收縮與徐變會(huì)產(chǎn)生較大的變形，而墻體對(duì)屋面、樓面也有較大的約束力，當(dāng)構(gòu)造發(fā)生收縮變形時(shí)，就會(huì)更容易出現(xiàn)裂縫。有些沒有超長(zhǎng)的剪力墻構(gòu)造也產(chǎn)生了樓面或者墻體的裂縫，就是這個(gè)原因。其次，混凝土構(gòu)造受到徐變或者溫度的影響，與很多因素相關(guān)。面積較大的剪力墻房屋形狀趨于復(fù)雜，混凝土的收縮力大，相應(yīng)的約束力也有所增加，施工工藝與管理就難以控制，這就造成混凝土收縮變形的問題難以從根本上解決，更無法保證在受約束

10、條件下引發(fā)的應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生裂縫。再次，當(dāng)前的市場(chǎng)形勢(shì)日趨變化，大多工程都要趕工，難以保障質(zhì)量，而趕工過程中在混凝土中混入水泥用量的問題普遍存在，這就造成混凝土的收縮量增加，再加上混凝土強(qiáng)度的進(jìn)步，也會(huì)造成彈性模量的增多，而引發(fā)更多的約束應(yīng)力，這也給構(gòu)造出現(xiàn)裂縫形成了鋪墊。另外，當(dāng)前施工中多采用商品混凝土泵送施工的方式，為了泵送，必然增加水泥量，而減少中粗骨科的含量及骨科粒徑，加上泵送混凝土配合比與施工送料的不良因素都會(huì)造成構(gòu)造的收縮增加，也會(huì)帶來裂縫風(fēng)險(xiǎn)。 由此可見，在處理剪力墻的超長(zhǎng)構(gòu)造時(shí)，假設(shè)由于建筑的使用功能要求不允許超長(zhǎng)建筑設(shè)永久封，應(yīng)采取對(duì)構(gòu)造施加預(yù)應(yīng)力的方式并采用合理的設(shè)計(jì)構(gòu)造給予科

11、學(xué)處理。3.4 剪力墻的連梁設(shè)計(jì) 一般連梁具有截面大、跨度小的特點(diǎn)。高層建筑在程度力的作用下，連梁的內(nèi)力通常較大。高層建筑的連肢墻在程度力的作用下，其破壞主要分為脆性破壞及延性破壞。其中連肢墻的脆性破壞也可分為兩種情況。一是脆性破壞發(fā)生在墻肢部位，由于墻肢的抗剪才能較小而產(chǎn)生剪切破壞現(xiàn)象，這就會(huì)造成剪力墻的承載才能日益下降，而構(gòu)造發(fā)生突然坍塌，這也是在設(shè)計(jì)中應(yīng)竭力防止的問題。在建筑的抗震規(guī)定中，要求抗震墻的截面截壓比限制及抗震等級(jí)，是一、二級(jí)時(shí)抗震墻底部加強(qiáng)部位的建立設(shè)計(jì)值的放大系數(shù)，這也是為了預(yù)防剪力墻在彎曲破壞前而產(chǎn)生的剪切破壞。脆性破壞的第二種情況就是當(dāng)連梁產(chǎn)生剪切破壞時(shí)，造成連肢墻各個(gè)墻肢喪失了連梁對(duì)墻肢的約束作用。在沿墻全高所有連梁都產(chǎn)生了剪切破壞時(shí)，連肢墻的各墻肢就成了單片的獨(dú)立墻，這就會(huì)大大降低構(gòu)造的側(cè)向剛度，加大墻肢彎矩。但是，第2種情況與第1種墻肢發(fā)生剪切破壞的情況相比，當(dāng)連梁產(chǎn)生剪切破壞時(shí)，構(gòu)造并沒有失去承載的才能；而在墻肢破壞之前，只要所考慮的連梁并不承當(dāng)很大的豎向荷載力，也不會(huì)造成構(gòu)造的倒塌現(xiàn)象。參考文