淺淡建筑剪力墻的設(shè)計(jì)作用
2019-09-25
在展開建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)師需考慮,在建筑物內(nèi)不同區(qū)域不同作用的基礎(chǔ)上,借助規(guī)則、簡單的剪力墻劃分建筑不同區(qū)域?yàn)椴煌δ軈^(qū),確保建筑結(jié)構(gòu)的布局不僅可對現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)的多樣化需求予以滿足,同時(shí)還能夠緊密結(jié)合時(shí)代的發(fā)展,便于后期加以拓展或維護(hù)。因此在設(shè)計(jì)剪力墻期間首先應(yīng)遵守規(guī)則性。如高層建筑的剪力墻平面應(yīng)布置為順建筑兩主軸方向進(jìn)行雙向布置,且兩主輔方簡上的剪力墻側(cè)向剛度彼此應(yīng)不可有過大差異,有效防止建筑發(fā)生側(cè)向位移。如在設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)建筑時(shí),特別應(yīng)注意剪力墻設(shè)計(jì)的簡單化、規(guī)則化,設(shè)計(jì)人員應(yīng)避免出現(xiàn)單向有墻情況,確保有地震時(shí)建筑物不會(huì)在剪力墻倒塌時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。若建筑平面是多邊形、圓形或三角形,為防止出現(xiàn)單向有墻,應(yīng)根據(jù)環(huán)向、徑向進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的布置,當(dāng)有轉(zhuǎn)折時(shí)可按照一道剪力墻模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.1延性
良好延性對剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有重要意義,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,細(xì)高剪力墻可能會(huì)由于連梁應(yīng)力集中所致嚴(yán)重拉伸或彎曲導(dǎo)致其出現(xiàn)脆性、不可恢復(fù)的剪切破壞。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,整個(gè)墻體的長度不宜大于8米,墻段高度與長度之比不宜小于3;若由于建筑結(jié)構(gòu)需要用較長墻肢時(shí),需設(shè)置翼緣墻,且應(yīng)避免剪力墻為一字型,同時(shí)還應(yīng)考慮,在部分截面設(shè)置洞口,確保長度較長的墻體可分割成長度不超過8米的均勻若干段墻,采用連梁連接的聯(lián)肢墻。需注意,當(dāng)短肢剪力墻比較多的時(shí)候可能會(huì)與高層建筑剪力墻設(shè)計(jì)的部分設(shè)計(jì)原則不符,因此需布置短肢剪力墻為一般的剪力墻,或可布置為筒體,使之成為共同抵抗水平應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。
1.2連續(xù)性
剪力墻結(jié)構(gòu)的主要作用是建筑結(jié)構(gòu)維護(hù)和分隔構(gòu)件,可發(fā)揮豎向承重、水平抗側(cè)作用,因此為防止在剛度影響下剪力墻突變而致使建筑側(cè)移,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)從上而下對剪力墻進(jìn)行布置,從而對剛度突變最大限度預(yù)防。結(jié)構(gòu)人員應(yīng)在墻體高度或部分墻肢方向上以等級更高的混凝土施工,或?qū)w厚度進(jìn)一步加大,對剪力墻結(jié)構(gòu)承擔(dān)的抗側(cè)剛度予以分擔(dān);對于開間較小、房間面積小、有較多墻體、有較高的抗震性能要求的建筑結(jié)構(gòu)如賓館客房、住宅)等,若難以確保剪力墻連續(xù)性,則應(yīng)加強(qiáng)剪力墻的延伸,并確保上洞口與下洞口對齊,在洞口設(shè)置重疊墻肢、連梁,以促使其抗震性加強(qiáng)。2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析
2.1剪力墻數(shù)量要適當(dāng)
剪力墻的正常使用狀態(tài)主要是承受豎向荷載或者風(fēng)荷載。從豎向荷載方面入手,剪力墻的數(shù)量主要參考軸壓比,與墻所負(fù)荷的層數(shù)、開間大小和房間面積有關(guān)。然后是地震力計(jì)算,根據(jù)側(cè)向位移、底部剪力及合理的平面布置剛度分配,還有豎向剛度的連續(xù)性。
2.2平面布置時(shí)的注意事項(xiàng)
在設(shè)計(jì)中要注意剪力墻平面布置情況,因?yàn)榧袅C(jī)構(gòu)主要對于豎向荷載的承受力較強(qiáng),而在橫向荷載承受方面只依靠大樓板來傳遞,導(dǎo)致墻體平面外的承受能力較弱。在具體的墻體布置工作中,要確保墻體的質(zhì)量中心和剛度中心盡量重疊,在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),要盡量確保剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置的對稱性,從而有效減少結(jié)構(gòu)扭矩。同時(shí),不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置,宜沿兩個(gè)主軸方向或其他方向雙向布置,兩個(gè)方向的側(cè)向剛度不宜相差過大。
2.3墻面合理規(guī)劃
建筑墻體除了需要保持均勻與對稱,結(jié)構(gòu)重量與剛強(qiáng)度重合,墻體直通外,還需要注意墻體的主軸路線,應(yīng)當(dāng)考慮到主軸雙向與多向性。從抗震功能的角度思考時(shí),如果剪力墻抗震動(dòng)力度大時(shí),就墻體的剛韌性有所降低,兩者應(yīng)當(dāng)控制在合理的數(shù)值范圍,避免相互制約的現(xiàn)象。在施工過程中,還需要考慮到的就是剪力墻的施工工期、材料耗費(fèi)等投入的成本問題以及施工過程中存在的安全隱患問題等,規(guī)劃好各個(gè)方面,從而對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)構(gòu)建。
2.4控制墻體配筋中的應(yīng)用
剪力墻結(jié)構(gòu)有耗鋼量大的特性,而且在我國,這種建筑結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中應(yīng)用較廣,合理控制配筋量可以在資源和經(jīng)濟(jì)上都有很好的節(jié)約作用。在具體控制方法上,比較常見的是滿足規(guī)范配筋最小值的前提下,將水平鋼筋外側(cè)、豎向鋼筋內(nèi)側(cè)布置。迎水面保護(hù)層在采用雙向鋼筋網(wǎng)片時(shí),可以很大程度上減少配筋量,其厚度可降為30mm。
2.5短肢剪力墻的應(yīng)用
短肢剪力墻在《高規(guī)》中有明確規(guī)定:指截面厚度不大于300mm,各肢橫截面的高度與厚度之比應(yīng)在4~8之間的剪力墻。短肢剪力墻的應(yīng)用越來越廣泛,與長肢剪力墻相比,它的肢厚比更小,這種改進(jìn)對于住宅建筑來說,更有利于空間的排布,室內(nèi)的布局及二次設(shè)計(jì)中受到的結(jié)構(gòu)限制也大大減小。雖然短肢剪力墻在靈活性和自由度上較長肢剪力墻更具優(yōu)越性,但是與長肢剪力墻相比,短肢剪力墻仍存在許多待解決和待提高的問題,比如它會(huì)使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的受力能力和承載力降低。雖然有過關(guān)于短肢剪力墻對結(jié)構(gòu)受力性能影響大小的測試,其結(jié)果表明短肢剪力墻對結(jié)構(gòu)受力的影響性較小,但在高層建筑的結(jié)構(gòu)中仍不應(yīng)選用全部為短肢剪力墻的布置形式。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)布置中,短肢剪力墻的數(shù)量較多時(shí),應(yīng)布置成筒體或者是一般剪力墻,通過這種方法使短肢剪力墻與筒體或一般剪力墻形成整體,共同抵抗水平力作用的剪力墻結(jié)構(gòu)。