高层框架剪力墙结构常见问题分析
高层框架剪力墙结构建筑的施工质量控制问题探讨
3 - , 』 、 高层框架 剪力墙结构施工质量控制分析
3 . 1 施工前 的技术准备工作 在施工 之前 . 首先要将 技术 的准备 工作做好 . 才能够 将施工过程 中的失误减少 . 提高施工的效率。第一 . 要会 审好每一种设计 图纸 , 图 纸是否规范 . 是否标准 , 都需要一一审定 . 接着再一 同结合 自身 的工程 建设经验 . 对施工 图纸 的结构进行详细的核对 . 找出错误的地方 . 要将 图纸 中经常存在的一些 常见 问题进行核对 . 例如轴线 、 细部标注和标 高等 这些 数字 . 这样才能 够保证设计 的构造具有一定 的可 行性 : 结构 1 . 框 架 剪 力 墙 结构 受 力及 变 形 的特 点 的配 筋是 否合理 . 节点 比较复杂 的部位 是否能够顺利地进 行 . 振捣 的 1 . 1 受力特点 要求 厚度 是否能够满足 . 是否存在漏 配钢筋的情况 . 配 筋图详细 图和 框架结构有着 比较独特 的受力特点 :首先将荷载传输 给楼板 . 接 平 面图是 否一致 . 配筋是 否存在偏小 的情况 . 水 电管理 和建筑结构是 着再一层一层地往次梁 、 柱子 、 主梁 、 基础 以及地基 等地 方传输 。这种 否存 在矛盾 . 建筑详 图的设计是否切 实可行等 . 为E t 后 的工作奠定一 结构 的受力体系 主要是 由柱子和梁子共 同组成 的. 用 它来 承受竖 向的 个 良好 的基 础 荷载是最 明智 的选择 . 但是用来承受水平荷载却无 法取 得这样好 的效 3 . 2 梁柱节点 的钢筋绑扎工作 站在梁柱节点 的角度来看 .如果有多于 4 个方 向的梁在此穿过 果。 在框架剪力墙结构中, 剪力墙和框架是一同受力的, 其中水平荷载 主要 由剪力墙承受 . 而竖 向荷载则 由框架承受。 因此 使用框架结构的 就很有可 能导致一部分 的梁面筋 的保护层厚 度出现无法负荷 的情况 。 楼层剪力 . 能够更大地提高施工效率 面对 这种情 况 . 相关工作人 员第一 时间应 该向上级负责人 反映 . 并且 重新对梁柱 的承载力进行计算 . 根据梁面筋的实际情况开对梁箍筋 的 1 . 2变形特点 在水平荷载 的影响下 . 框架结构主要使用 的侧 向变形 曲线 是剪切 高度进行确定 在具体 的施工过程中 . 通常都会把跨 中区域两面井强 型 曲线 , 而剪力墙 的侧 向变形 曲线主要是弯 曲型 的曲线 。如果 楼板的 行地 抬高起 来 , 事实上这 种做法是非 常错 误的 , 不但无法 取得预期效 还会浪费到大部分 的施工费用 因此 . 在现实施工时 , 要重点关注 水平 面刚度 比较大 的时候 . 能够将两 种结构连接 在一起 . 就能 够形成 果 . 种特有 的反 S型弯剪变形 曲线 个 问题 : 墙柱钢筋 电渣 的焊接头是会 大量存在 的, 无论 是在焊包过 程 中还是 其它施工活动 中 . 都会 出现这 种情况 . 会导致 钢筋接头 的强 2 . 框架剪力墙施主要施工技术 度 降低 2 . 1 放线测量技术 3 . 3 混凝土裂缝 的控制工作 在实 际的小高层施工过程 中. 要对施工建筑进行放 线测量 放线 在温度 比较高 的环境下进行施工工作 . 昆 凝土很容易 出现裂缝 的 测量可 以使用激光经纬仪或全站仪等测量仪器 测量过程 中要依据工 在这个 时候 , 为 了减少这种情况 的出现 , 我们可以从以下 四个措 程 的施 工设 计图纸 . 按 照施工测量 放线 的相关 实施要求 . 对建 筑工程 情况 。 第一 , 对配合 比的设计进行改造 , 选择优秀 的原材料 进行 放线测量 . 在放线 测量 中要 注意轴线控制 网的建立 . 为了保证建 施 中来进行改造 : 和高质量 的减水剂 . 将混凝土水泥单方 的用量控制在每米 2 5 0 千 克左 筑工程放线测量结果准确 , 对测量结果要多次检查 , 及时标注 。 右. 不可以添加任何 的微 膨胀剂 : 第二 . 将混凝土 的入模 温度控制好 , 2 . 2钢筋工程技术 O 摄 氏度 . 同时提升混凝 土内部温度 的增加 速度 ; 第三 , 施 钢筋是框架剪力墙 常使用 的材料 . 钢筋工程技 术主要是面 向钢筋 不 能超过 3 而 的选取和布置 钢筋 的质量关系到建筑 的质量 . 钢筋 的施 工技术高低 工需要科学和合理 .所有 的大量浇筑都需要 采用鞋面分层 的方式 . 第四. 要做好对混 关系到施工 的工期 所 以在施工过程 中要对钢筋 的施工技术及时进行 框架 柱和墙体的浇筑则采 用严格 的控 制分 层方式 : 水平构 件需要覆 盖一 层塑料布 . 竖 向构件则应该挂 改进 . 钢筋材料 的使用 必须要有钢 筋材料试验报 告 . 以保证其 质量符 凝 土的养 护工作 . 并且在最外面 的一层还需要包上一层塑料布 。浇水 的 合相关施工标准 钢筋 的搭接技术主要有绑扎搭接 . 电渣 压力焊焊接 上一些麻袋 片. 需要定 时 技术等 直径不 同的钢筋需要不 同的安装技术 . 对于直径小于 1 2 c 1 1 的 次数不宜过 多. 4 . 结 语 钢筋 . 绑 扎连接时为 了减少对钢筋 的损害 . 要在其 下面放上一 定的垫 块 。墙体用 的钢筋都 比较细 . 所 以上下层 的钢筋接 长通 常用绑扎 的方 框架剪力墙结构在我 国的小高层建筑中 比较常见 . 这样 的结构结 法。 在钢筋浇筑 时. 钢 片容易晃动 , 可 以把水平钢筋焊在钢筋搭接 的范 合 了框架结构布置灵活 的特点 , 又有剪 力墙承载能力 强的优势 , 为人 民的生活提供 了更高 的安全保 障。 在施工过程 中. 这种结构的钢筋量 , 围点上 . 保证其稳定性 2 . 3混凝土工程技术 混凝 土浇筑量都 比较 大 . 通过在实 践中探索 . 我 国的相 关施工技术 已 提 高了施工效率 . 节省了施工成本 , 更好 的保证建 混凝 土工程技 术是对混凝 土的要求和使用 技巧。混凝 土是 由砂 经有 了明显 的进步 . 石、 水 泥等组合 而成 的 , 在施工必须按照严格砂石 , 水泥 , 砂子 的顺序 , 筑的质量 根据规定 的比例投料 . 以提高混凝土 的抗拉强度 , 减少裂缝 的产生 。 在 混凝 土浇筑 的振捣过程 中 , 振 点应布 置均匀 . 振捣要做到快插慢拔 。 振 【 参考文献 】 捣 时间最好不要太 长 . 一般 到混凝土表面 出现 汽泡即可。混凝土产生 [ 1 ] 罗 毅. 对 高层住 宅建 筑框 架剪力 墙结 构 的施工 探讨 【 J ] l 技 术与 市场 , 2 0 1 0 裂缝 的原 因主要是水化 热 . 降温等 引起 的拉应力 . 所以在施工 中以选
框架--剪力墙结构体系设计中的问题分析
框架结构施工中常见的技术难题及解决方法
框架结构施工中常见的技术难题及解决方法框架结构施工在建筑工程中占据着重要的地位,然而施工过程中常常会遇到各种技术难题,影响施工进展和质量。
本文将介绍框架结构施工中常见的技术难题,并提供解决方法。
一、基础问题1. 地质条件复杂:某些施工现场地质条件较为复杂,如软土地基、岩石地基等。
这些地质条件对基础的承载力和稳定性提出了挑战。
解决方法:在施工前需进行详细的地质勘测和分析,根据地质情况选择合适的基础形式和施工方法,如采用土方加固、灌注桩等。
2. 基础沉降:由于大型框架结构的重量比较大,基础沉降是一个常见的问题。
沉降不均匀会导致结构的不平衡和不稳定。
解决方法:在设计和施工过程中应考虑基础的均匀沉降,可以采用增加地基承载面积、设置沉降观测点等方式来解决。
二、承重结构问题1. 剪力墙施工:在高层建筑中,剪力墙是承担水平荷载的主要结构元素。
然而,其施工中常遇到剪力墙裂缝、剪力墙钢筋连接等问题。
解决方法:在施工前认真检查构件的尺寸、钢筋间距等要求,加强施工过程中的监管,保证剪力墙的施工质量。
2. 预应力混凝土构件施工:预应力混凝土结构是具有较高抗震性能的一种结构形式,但其施工中常常遇到预应力钢束的迂回、局部挠度超限等问题。
解决方法:施工前进行合理的工序区分,严格控制张拉力、施工顺序等,保证钢束的正确布置和受力。
三、施工工艺问题1. 梁柱节点施工:梁柱节点结构是框架结构中重要的连接部位,节点施工质量直接影响整体结构的抗震性能和安全性。
解决方法:在梁柱节点施工前进行详细的施工方案设计,确保节点连接的精确度、钢筋的合理布置和焊接质量。
2. 框架体系砌筑:框架结构体系的砌筑需要保证墙体的垂直度、水平度和平整度,确保结构的整体稳定性。
解决方法:运用先进的测量技术和砌筑工艺,加强质量监督,及时纠正不合格的砌筑工作。
四、安全问题1. 高处作业安全:框架结构施工中常有高处作业,存在坠落、物体打击等安全隐患。
解决方法:必须优先考虑工人的安全,落实必要的安全措施,如搭设安全网、佩戴安全带等,严格遵守安全操作规范。
框架、剪力墙结构在设计中的常见问题汇总
剪力墙结构设计中遇到的纠结问题8条归纳(解答版)01问题一关于短肢剪力墙抗震等级需要提高一级采用的疑问。
问题描述:《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 )7.1.2中第3条提到“抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.0规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用”,但是我翻遍了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中没有提到关于短肢剪力墙需要提高抗震等级的条文?是不是新规范取消了这条规定?同事也说送审的短肢剪力墙计算数据中没有提高抗震等级,送审回复也没要求改。
解答:条文说明7.2.2“短肢剪力墙的抗震等级不再提高,但在第2款中降低了轴压比限值”这个跟老版的高规不同。
02问题二设计上剪力墙连梁是否与有梁板的梁表示在一起?解答:连梁的定义连梁:是指在剪力墙结构和框剪结构中,连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁。
连梁具有一般跨度较小(通常跨高比小于5)、截面大,且与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
连梁、次梁、框架梁的区分:通常情况框架梁是框架结构中柱与柱之间的梁;次梁就是指两端搭在框架梁上的梁;连梁是剪力墙结构中墙与墙之间的梁,框架梁是以弯曲变形为主的构件;连梁是以剪切变形为主的构件。
框架梁是由柱子支撑梁来承重的构件,上部荷载直接由梁承重,再由梁将荷载传达到柱子上;连梁是将荷载由连梁传递至墙体。
从外形上来说,一般框架梁的跨高比大于5;而连梁的跨高比小于5。
03问题三剪力墙钢筋是否要求抗震,能否结合相关规范说一下?解答:剪力墙结构是有抗震等级区别的,但是,建筑抗震设计规范从GB50011-2001到更新了的GB50011-2010上,从来没有条文规定剪力墙的钢筋必须满足代E字的钢筋指标(关于“屈屈比”、“屈强比”、“最大拉力下伸长率”)。
楼主若查GB50011-2010不方便,先传个混凝土结构工程施工质量验收规范5.2.2条(强条)的图片,仔细琢磨。
关于高层建筑框架剪力墙结构设计的论述
关于高层建筑框架剪力墙结构设计的论述摘要:本文从框架、剪力墙的受力特点现状进行分析,得出设计计算中的几个问题,高层框剪结构抗震设计的技术要点。
最后进行高层建筑框架剪力墙结构设计的总结。
关键词:高层建筑框架;剪力墙;结构设计中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:一、框架、剪力墙的受力特点1 框架结构的受力特点框架结构的受力也很有特点,所有的墙体都不能承重,墙体都是在用梁和柱子搭好框架之后加上去的。
柱子才是承重的关键,柱子上方架着横梁,横梁上面铺设楼板。
框架结构的建筑物往往有粗大的柱子,这样才能够能够保证柱子有足够的强度支撑建筑物的重量。
框架结构的这一受力特点导致采用框架结构的建筑物对横向受力的抵抗力不足,尤其是如果遇到地震,楼层间甚至可能出现移动。
2 剪力墙结构的受力特点剪力墙结构是利用钢筋混凝土结构的墙体作为主要承重结构,比如建筑外墙,这些墙体有着抗震,抗侧刚度大,结构的整体性好的特点。
尤其是现浇的钢筋混凝土,负载高,水平荷载大,抵抗水平力的作用明显。
3 框架一剪力墙结构的受力特点框架一剪力墙结构是由梁柱搭建框架,再在部分框架间布置剪力墙,框架间填充加气混凝土轻型墙体,让剪力墙和框架一起承重,增加建筑物的承重能力。
利用框架结构的灵活多变的特点划分建筑空间,利用水平荷载能力强的剪力墙抵抗水平方向的受力。
框架一剪力墙结构把框架和剪力墙的优点结合在一起,相互弥补了对方的弱点。
二、设计计算中的几个问题1 剪力墙的布置原则上,布置剪力墙应该尽量保证对称、均匀、分散。
剪力墙应该沿着房屋的方向,纵横布置,以外墙、电梯、楼梯、拐角剂周边等处为宜。
在分布上尽量满足对称原则,这样的分布可以尽量使建筑物的刚度中心和质量中心接近。
增加抵抗扭转的内力臂,最大化的加强建筑物的整体强度,提高抗扭转能力。
在纵向方向布置的剪力墙应该从地基一直到房顶,保证墙体刚度。
每片剪力墙的尺寸不要太长,最好不超过8m,尽量分散成多片,增加一片剪力墙就等于增加了一个抵抗水平力的结构。
高层建筑框架剪力墙结构设计分析
高层建筑框架剪力墙结构设计分析摘要:随着经济发展的不断变化,城市化进程也在不断地加强。
城市用地的紧张,导致高层建筑成为目前建筑行业的主要发展方向,因此,高层建筑的安全和稳定受到大众的广泛关注。
加强高层建筑结构设计对建筑工程的整体安全和质量有着重要的作用,也是建筑工程项目中的重要工作内容。
随着科学技术的不断发展,高层建筑框架剪刀墙结构设计成为建筑工程设计的新宠儿。
在进行高层建筑框架剪刀墙结构设计时,要有极度精密的计算和科学合理的判断,同时,对建筑工程的受力情况和抗震能力都要有所考虑,使高层建筑框架剪刀墙结构设计可以拥有最大限度的抗震能力。
本文将对高层建筑的设计特点、抗震能力等内容进行分析,探索出一些有关剪刀墙结构设计的新思路。
关键词:搞成建筑;框架;剪刀墙结构;设计分析随着高层建筑的不断涌现,它的安全性越来越受到关注。
框架剪刀墙结构的出现,就是为了高层建筑对地震灾害的规避而产生的。
框架剪刀墙结构的设计是由剪刀墙和延性框架这两个不同的设计系统构成的。
它们的之间的链接需要由具有较好延性的结构框架来完成。
这种新型的结构设计与传统的结构设计相比较,具有更强的灵活性,在建筑工程的施工中得到广泛的应用,特别是在我国高层建筑的结构设计中,框架剪刀墙的结构设计得到了更大更好的发展。
设计人员在设计框架剪刀墙结构时,要注意框架的受力特点,采取精确的计算方法,只有这样才能让框架剪刀墙的结构更加稳定、安全,从而保证高层建筑的整体质量,有助于其实现更大的经济收益。
一、对高层建筑框架剪刀墙的结构分析(一)高层建筑框架剪刀墙的受力结构分析高层建筑框架剪刀墙结构的设计不同于传统的单一结构形式,它具有一定的多样性。
这种结构设计是由框架和剪刀墙两种不同的结构设计组成。
框架结构和剪刀墙结构的受力特点存在一定的差异。
比如说水平力,框架受水平力的作用影响较大,框架受抗侧力的影响,有时会出现变形的情况,有点和剪切型相似。
而剪刀墙在受到水平力时,它受抗侧力的影响,可能会出现变形曲线,类似弯曲状态。
常见混凝土框架—剪力墙结构施工难点与技术措施
常见混凝土框架—剪力墙结构施工难点与技术措施摘要:我国当前建筑工程形式之中,混凝土框架剪力墙已经主要的结构设计形式。
这主要是由于框架剪力墙结构本身所具备的抗震性能极为良好,无论是强度还是使用范围,都能够满足各方面的不同需求。
但是,框架剪力墙在实际进行施工的过程中,必须要对各个方面的细节加以重视,才能够使得建筑结构能够有较为良好的保障。
本文分析了常见混凝土框架—剪力墙结构施工难点与技术措施关键词:混凝土框架;剪力墙结构施工;技术措施;前在我国经济体系飞速发展的情况下,部分建筑结构体系由于处在地震多发区域,为了让建筑结构能够拥有更强的抗震性能,便开始大量的使用框架剪力墙结构体系。
但是在实际应用的过程中,由于该类框架结构体系本身有着较为特殊的结构特性,那么在施工的过程中,就必须要采取针对性的施工措施,否则就有可能出现施工质量问题。
一、工程实例施工难点例如本高层建筑的总建筑面积为13250m2,结构形式为框架—剪力墙结构1.体量较大。
经分析发现,本工程的结构呈现为“l”形,且结构的施工工程量较大,总用钢筋量达到650t,而混凝土用量达到2800m3。
2.设计复杂。
本工程为商、住两用的工程,其设计十分复杂,平面结构为几何组合体,且空间个体互相开放。
楼梯口、电梯井数量较多。
层高不一,错层较多。
立面造型多变,装饰线条较多,十二层跃式住宅,屋面为坡屋顶。
结构构件截面尺寸多,梁柱节点形式复杂多样。
二、剪力墙结构施工难点与技术措施1.钢筋工程。
在施工过程中,如果施工人员选用钢筋的直径较大,那么梁柱节点部位所设置的钢筋也就越密集,因此在施工过程中极易导致在浇筑过程中出现偏移、错位现象,给施工人员加大了难度,因此我们可以采用以下解决措施:(1)在钢筋上设置一个箍筋框,以避免在钢筋设置过程中出现位移现象,经过实践证明,可以达到设计的要求;(2)为了避免梁柱节点部位的钢筋过于密集,施工人员首先需采用计算机对其进行放样工作,并建立一个模型,通过对这一模型的分析明确钢筋每一根设置的位置,以提高其施工质量;(3)为了解决建筑工程中层高问题,施工人员在施工之前就需要对层高进行计算,然后按照甩头位置对其进行钢筋设置与施工,以确保螺纹接头甩头位置的准确性。
关于框架剪力调整问题大师解析
关于框架剪力调整问题大师解析《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中第8.1.4条,有这么一个规定:抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定:1、满足式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力应按0.2V0和1.5V f.max二者的较小值采用;V f≥0.2V0(8.1.4)式中:V0——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值的结构底层总剪力;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力;V f——对应于地震作用标准值且未经调整的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力;V fmax——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。
2、各层框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后,应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值,框架柱的轴力标准值可不予调整;3、按振型分解反应谱法计算地震作用时,本条第1款所规定的调整可在振型组合之后、并满足本规程第4.3.12条关于楼层最小地震剪力系数的前提下进行。
按照规范的精神,剪力调整不仅涉及框架柱,还涉及到框架梁,这样做是否合理呢?针对这个问题,傅学怡大师曾经做过分析:1)框架柱偏压,轴压比控制,其配筋一般由抗震构造控制,柱剪力调整,柱的实际配筋一般未能得到调整增大,实际框架柱承载能力未能得到有效提高。
而框架梁纯弯,梁端弯矩调整,配筋成比例调整增大,实际框架梁承载能力得到明显提高。
2)计算分析表明,构件的最不利受力状态随构件的不同和地震作用方向的不同而不同,仅对相互正交的两个主轴x,y方向进行内力分析及强度设计,不能真实反映结构的空间强度。
剪力墙结构设计常见问题及注意事项
剪力墙结构设计常见问题及注意事项摘要:剪力墙结构自身平面内抗侧移刚度较大,平面刚度较小,因此能够承受住大部分建筑主体所给予的水平剪力,具有很强的稳定性和刚度。
剪力墙结构的设计,需要经过精密的计算,选择合适的构架,才能保证建筑的强度与抗压能力,保障使用者的人身财产安全。
在剪力墙结构的设计阶段,需要综合考量整体建筑的功能性和稳定性,设计整体结构,再根据实际情况选择合适的参数值,计算剪力墙结构所承受的作用力,设计墙肢长度与厚度,地下室墙体结构上部选择合适的嵌固端,同时进行底部加强,确保建筑的根基稳定性。
关键词:剪力墙;结构设计;墙肢;结构嵌固端1剪力墙结构特点分析剪力墙结构与传统框架结构相比,具有更高的稳定性与安全性,施工效果更佳。
从建筑工程建设现状来看,卧室与客房空间环境比较小,结构上存在较多的分间,可以选择用现浇剪力墙结构的方式,将承重墙与隔间墙进行合并处理,进而解放出更多的空间。
但是剪力墙结除了以上稳定性高、经济性高等优点外,也存在一定缺点。
例如剪力墙结构抗侧刚度比较大,在遭遇地震作用时,会加大对地震作用的吸收,对建筑结构造成不利影响;另外,剪力墙结构大部分为构造配筋,此种设计方式与框架结构相比配筋率更低,会对结构延展性造成一定影响。
2整体剪力墙结构的设计剪力墙结构是一种钢筋混凝土墙板,是整体建筑的主承重结构,具有承担建筑纵向横向作用力、分割空间的作用,它的结构和大小都是可以依据建筑强度和抗压性的需求来改变的。
一般来说,剪力墙结构具有自身平面内较大的抗侧移刚度,以及平面外的较小刚度,因为这一结构特点,所以该墙体结构能够承受住大部分建筑主体所给予的水平剪力,因此被称为剪力墙。
2.1剪力墙结构设计原则剪力墙结构的设计,包括自身结构、结构参数、墙体参数等,都是要严格按照整体建筑的物理力学分析来设计,其质量标准和设计原则要严格按照《建筑抗震设计规范》以及《高层建筑混凝土结构技术规程》的设计要求执行。
由于剪力墙结构的设计要符合整体建筑的构造以及强度要求,因此在设计过程中,可能会出现不规则结构以及剪力墙平面不规则的情况。
高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨(1)
高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨作者:刘崇来源:《城市建设理论研究》2013年第17期摘要:高层建筑剪力墙结构体系的刚度较大,整体性较好,容易达到承受的荷载要求,是一种抗剪性能较好的结构,设计时要考虑建筑施工的具体情况,设计时应尽量避免竖向刚度突变,确保其刚度。
本文结合笔者多年的高层建筑设计经验,对高层建筑框架剪力墙结构设计的原则及应用进行了探讨。
关键词:高层建筑框架剪力墙结构设计中图分类号:TU208.3 文献标识码:A 文章编号:正文:剪力墙结构在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载,剪力墙结构的设计既要安全合理,又要考虑经济问题。
设计过程中,各种位移限制值都要满足,结构构件中抗侧力构件的作用也要充分考虑到。
设计时,剪力墙的数量也要满足位移限制值相关规范的要求,数量应该尽量少,但又不能影响基本振型的要求。
建筑中剪力墙结构所承受的倾覆力矩应不小于总数的一半。
1 剪力墙结构设计中的基本原则1.1剪力墙的特点是平面外承载力及刚度小, 而平面内承载力及刚度都相对很大。
当平面外方向的梁与剪力墙连接时, 会产生墙肢平面外弯矩, 而通常情况下并不验算墙的平面外刚度及承载力。
所以应尽量避免平面外搭接, 如果避免不了则应按规范采取相应措施, 以保证剪力墙平面外安全。
1.2关于调整剪力墙连梁超限的原则。
剪力墙连梁的跨高比应大于等于2. 5, 对于跨高比小于Zj 的连梁比较容易出现弯矩和剪力超过规范限值的情况。
《高规》规定跨高比大于等于5 的连梁应按框架梁进行结构设计。
即不应折减跨高比大于等于5 的连梁刚度。
而跨高比在5一6 之间时, 若不折减连梁刚度则也容易出现弯矩或剪力超限。
若在实际工程设计中能充分利用该条文, 则对节省工程造价具有非常明显的影响。
1.3在剪力墙结构设计时, 主要是沿着主轴的方向进行双向或多向布置, 最好是让不同方向的剪力墙能够相互连接起来, 同时应注意要尽可能避免拉通对直;在进行抗震结构设计的时候, 应使得两个方向的侧向刚度相互接近, 而剪力墙的墙肢设计必须符合规则且尽量简易。
框架剪力墙结构重难点分析和合理化建议
随着经济的发展,框架-剪力墙结构因其承载能力较大、建筑布置又较灵活而被广泛的应用,如何解决框架-剪力墙结构在设计中遇到的重点难点问题显得尤为重要。
框架剪力墙结构是一种双重抗侧力结构,在地震作用下框架和剪力墙共同承受竖向荷载和水平力。
剪力墙的刚度大,承担大部分的地震剪力,框架刚度小,承担小部分的地震剪力,当遭遇罕遇地震作用时,剪力墙的连梁首先破坏,剪力墙的刚度随之降低,由剪力墙承担的一部分剪力转移到框架,此时,如果框架具有足够的承载力和延性,则双重抗侧力结构的优势得以体现出来,否则连梁屈服后,框架有可能会遭到严重的破坏,从而使整个结构遭到破坏,甚至会引起倒塌,所以《建筑抗震设计规范》对框架剪力墙结构中框架的侧向刚度作了明确的规定:侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙和框架-核心筒结构,任一层框架部分承担的剪力值,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构设计计算的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。
但在实际的的设计中剪力墙的数量也不能过少,若在规定的水平力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,则该结构为少墙框架结构,其适用高度和抗震等级均不同于框架-剪力墙结构。
而且剪力墙过少,结构刚度较差,常不满足变形要求,同时,框架受力过大,梁柱截面尺寸加大,导致不经济。
框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。
由于水平风荷载和地震作用,可能沿结构的任意方向作用,为提高框架-剪力墙的承载力和抗扭刚度,应将框架-剪力墙结构设计成双向抗侧力体系,并且两个方向结构的刚度和承载力应尽可能相接近。
若一个方向结构的抗震能力较弱时,则会率先开裂和破坏,将导致结构丧失空间协同工作的能力,从而使另一个方向的结构也会发生破坏,这就要求在结构的两个主轴方向都要布置框架和剪力墙,而且剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度相接近。
同时为减小在水平力作用下结构的扭转效应,《建筑抗震设计规范》还作出如下规定:1.楼梯间宜设置抗震墙,但不宜造成较大的扭转效应;2.房屋较长时,刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间;3.平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析摘要:高层建筑结构设计阶段,在满足安全性、耐久性的前提下,对结构设计的优化,有利于实现建筑结构设计的经济性。
基于此,本文笔者根据多年工作经验对高层建筑结构设计存在的问题及优化措施进行简要分析。
关键词:高层建筑;结构设计;优化;一、高层建筑结构设计中的常见问题1.抗风问题因为高层建筑的楼层较多并且高度较高,所以,相对其他建筑,高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。
由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小,在风荷载较大的情况下,很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构,降低建筑物的稳定性。
因此,进行高层建筑结构设计时,需要对结构进行抗风设计,防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患[2]。
2.抗震问题高层建筑抗震结构设计一直以来都是建筑结构设计中的一个难点。
因为地震属于自然因素,而每个地区的抗震设防烈度不同,计算得出的数据也并不是所有地区都适用,并且计算地震结构设计数据时,存在许多不确定性因素,加之一些设计人员的灵活性不足,不能很好地完善抗震结构设计。
3.消防问题针对高层建筑结构消防设计,在我国相关规范中有明确规定。
由于高层建筑楼层比较多,发生火灾时,高层建筑难以疏散住户,对控制火势不利,并且排烟系统设计难度大等,都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题[3]。
二、高程建筑结构设计常见问题的优化措施1.科学设计建筑平面针对高层建筑结构中出现的扭转问题,在建筑结构设计中,相关设计人员应以地基具体形状和建筑物功能需要等为依据,科学合理地设计建筑物外形,尽可能采取长方形、圆形等相对常规的建筑平面,提高建筑结构的稳定性。
2.提高建筑抗风荷载作用的能力为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求,对高层建筑结构进行抗风设计时,必须充分做好以下工作:1)优化基础,只有高层建筑的基础部分稳定性较强,才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。
因此,明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。
剪力墙裂缝成因分析与防治措施
剪力墙裂缝成因分析与防治措施摘要:剪力墙是一种具有较大承受竖向和水平荷载能力的非承重结构,是高层建筑结构中最常见的一种结构形式。
由于剪力墙墙体的整体性、抗地震能力和抗震能力都较好,所以剪力墙在高层建筑中被广泛采用。
但在实际施工过程中,由于混凝土浇筑质量、养护不到位等原因,会导致剪力墙出现裂缝,对建筑结构的安全使用造成严重影响。
因此,对剪力墙裂缝产生原因进行分析,并采取有效措施进行防治,对保证施工质量、保证工程质量安全具有重要意义。
本文首先简要分析剪力墙裂缝成因,随后详细阐述剪力墙防治裂缝的措施,以供相关人士交流参考。
关键词:剪力墙;裂缝成因;分析;防治措施引言:本工程为诸城市湖西片区四期棚户区改造项目,总建筑面积153787.81㎡,地下车库为钢筋混凝土框架结构,住宅楼为剪力墙结构,抗震设防烈度为8度,设计使用年限50年。
主体结构剪力墙墙体较厚,混凝土的水化热释放和变形都较大,因此会导致混凝土结构产生温度裂缝,这些裂缝不仅会影响结构的承载能力、抗渗性和耐久性等,还会导致钢筋锈蚀、混凝土碳化,加速钢筋锈蚀速度,从而缩短混凝土结构的使用寿命。
一、剪力墙裂缝成因分析(一)混凝土的收缩应力过大混凝土的收缩是指在水泥水化过程中所产生的体积变形,这种变形会引起混凝土内部与外部的应力状态,而混凝土的收缩应力过大会造成裂缝。
因为混凝土浇注后会发生水化热反应,混凝土内部温度会升高,表面温度会下降。
这两种温度差就会导致混凝土出现收缩现象,由于收缩应力过大,在混凝土表面就会产生裂缝。
这主要是因为剪力墙墙体在浇筑过程中,混凝土内部的水分会向表面流动,并与表面热量交换从而产生热胀冷缩现象。
由于这些因素的影响,会导致剪力墙出现收缩裂缝。
防治措施为在施工过程中控制好施工温度,并及时采取措施对模板进行养护,尽量降低温差变化造成的影响。
另外,可以在剪力墙墙体外部加盖保温材料来减少温差变化对墙体温度的影响[1]。
(二)混凝土的温度应力过大在建筑工程施工过程中,由于混凝土温度应力过大而产生的裂缝,在剪力墙的墙体裂缝中所占的比例较大,尤其是温度变化剧烈和温差过大时,对混凝土的强度影响较为严重。
框架剪力墙结构的设计要点分析
框架剪力墙结构的设计要点分析摘要:框架剪力结构是一种普通的建筑结构,具有出色的抗震效果,适用于高层建筑。
在框架剪力结构中,剪力墙的设计是一项相对重要的任务。
在设计过程中,设计师必须严格检查施工项目的质量是否符合相关设计标准的要求,并合理确定厚度。
厚度确保了框架剪力结构的稳定性,在设计过程中将其与实际工程相结合,从而不断优化设计计划。
本文对框架剪力结构进行了总结和研究,讨论和分析了设计中需要注意的问题,希望对框架剪力结构的设计有所启发,促进框架剪力结构的平优化计。
关键词:框架剪力墙;设计;要点分析引言:高层建筑的形状变得越来越复杂,并且具有不同功能的房屋被集成以形成具有不同形状和大小的高层建筑,这给结构设计增加了一些难度。
墙壁结构系统具有形成使用空间的灵活性。
框架剪力结构布置灵活,抗震和抗震效果好,因此框架剪力结构的建造在人们的生活中更为普遍。
随着人们生活水平的提高和质量的提高,对框剪结构建筑物的质量提出了更高的要求,这使设计师完成设计工作难度加大。
为此,设计人员必须在设计过程中不断提高剪力墙结构的承载能力,改善建筑物的抗震和抗震效果,并不断优化设计方案。
1.框架剪力墙结构概述剪力墙的优点是内部空间大于梁柱结构的内部空间,而缺点是一旦剪力墙结构完成,很难拆卸和拆卸。
家庭用户很难自己进行修改。
框架剪力墙通过结合框架结构和剪力墙的结构,并结合两者的优势,发挥各自的优势,在建筑行业中发挥了非常积极的作用。
到目前为止,建筑行业一直在将这种框架剪力墙结构用于非常广泛的地面。
2.框架剪力墙结构体系的受力特性在同一结构单元中,两者通过水平面上的无限实心楼板彼此连接,因此两者不能根据各自的弯曲而自由变形,并且在同一楼板上的位移必须相等。
由于框架和剪力墙共同作用并相互作用,因此框架剪力墙结构的上部剪力墙被框架拉回,而框架剪力墙结构的下部剪力墙则与框架受力情况相反。
垂直剪力墙与框架之间的水平力分布不是固定值,而是随地板的变化而变化。
高层建筑框架-剪力墙结构的抗震受力分析
高层建筑框架-剪力墙结构的抗震受力分析摘要:高层建筑框架-剪力墙结构是现代建筑领域中的主力结构之一,在抗震设计中,其具有很强的抗震能力和优异的受力特性,其能够减缓建筑物因为地震引起的摇晃,保障建筑物的结构稳定。
在抗震受力分析中,关键在于抗震墙的设置和力学性能,基于此,本文从抗震安全性、受力特征及构造形式等多个角度,对该结构体系的抗震受力特性进行了详细剖析,为相关从业者提供一些参考。
关键词:高层;框架剪力墙;抗震设计;受力分析引言:普通钢结构在一定程度上具有抗震安全性,但是其抗震能力与高层建筑庞大的受力面积相比较则显得相对薄弱。
而框架-剪力墙结构则通过其接受水平荷载的构造设计,能够使大楼整体上承受水平力和瞬变载荷时的抗震性能得到切实的提升,满足了建筑物的安全性要求。
1、高层框架-剪力墙结构抗震受力分析1.1抗震设计基础抗震设计基础是指设计建筑物的抗震性能和抗震能力所依据的基础。
通过地震地质调查等手段,确定建筑所处地区的地震烈度、基础土质状况,以及其他各种地震相关参数。
在此基础上,确定建筑的抗震等级和安全系数,进而制定相应的抗震设计准则。
1.2结构布局设计根据抗震设计基础,合理确定建筑的结构布局和构造形式。
在框架-剪力墙结构中,框架是负责承受横向地震作用的承载系统,设计时需要考虑每个框架层的布置、尺寸和位置,并需要满足抗震等级和安全系数的要求。
剪力墙是作为建筑物的主要纵向抗震承载系统,在结构布局设计中需要考虑剪力墙的位置、大小、厚度和形状等参数。
在结构布局设计中通常采用墙板、楼板、框架柱、斜撑和钢筋混凝土支撑等方式,将各个楼层的结构件连接成一个整体,以增加整个结构的刚度和稳定性。
同时需要考虑建筑物在地震中出现的侧向位移或变形,因此需要增加建筑物的抗侧移能力、具有一定的变形缝和柔性节点,以减少地震造成的损伤和破坏。
1.3框架结构的抗震特性分析框架结构的抗震特性需要考虑框架的刚性、层间的相对位移、楼层的柔性以及节点的承载能力等因素。
框架剪力墙结构楼板裂缝分析
框架剪力墙结构楼板裂缝分析【摘要】伴随着我国经济的迅速发展,人们生活水平的提高,建筑工程行业作为一个新兴的行业崛起,并逐步渗入到国家经济发展和人们生活生产的各个角落中来,不仅成为了我国经济发展中一个新的经济增长点,而且对提高我国居民的生活水平,改善生活条件,有着极其重要的影响。
建筑工程施工过程中,框架剪力墙结构的施工是整个建筑工程质量控制中的重要环节,框架剪力墙结构建筑施工过程中质量的好坏将会直接关系到整个工程质量的高低,是整个工程质量管理中的重要环节。
加强建筑施工过程中质量的管理控制,不仅密切和人们的生命财产安全连接在一起,而且直接关系到我国经济发展状况是否稳定,同时,墙体发生裂缝是多种因素共同作用的结果,加强对框架结构墙体发生裂缝的原因分析,对于有效的预防框架结构墙体裂缝有着深远的意义。
笔者将结合多年的建筑施工经验,分析墙体裂缝的成因,并提出预防和治理措施。
【关键词】框架剪力墙结构,裂缝,成因分析,措施探讨中图分类号:tu398+.2文献标识码:a文章编号:一、前言框架剪力墙结构是我国现阶段建筑工程行业重要的建筑发展方向之一,由于其独特的优势,在我国日益发展的建筑领域得到了越来越广泛的运用,对我国经济的发展和人们生活水平的提高有着巨大的推动作用。
但是,由于框架结构在施工过程中有着十分严格的标准,施工工艺尚未完全成熟,加上一些人为或者其他的因素影响,使得框架结构墙体的质量控制具有一定的难度,墙体容易发生裂缝,形态各异的裂缝,不仅仅严重影响到建筑墙体的整体美观,也会造成建筑物开始漏水,一定程度的降低了整个建筑物的整体承载力和负荷性能,使得建筑物的刚度逐渐下降,稳定性和耐久性能迅速下滑,进而容易诱发墙体坍塌,造成重大的安全事故,既会造成巨大的资源浪费,又严重影响到居民的生命财产安全,因而,加强对框架结构墙体裂缝的分析,并采取有效的预防和治理措施,有着十分重要的意义。
二、框架剪力墙结构发生裂缝成因分析框架剪力墙结构在我国的建筑行业有着十分广泛的运用,但是由于多种因素的影响,墙体容易发生裂缝,一般而言,框架结构的墙体裂缝表现为:表面龟裂。
高层建筑框架剪力墙结构设计中的问题探讨
高层建筑框架剪力墙结构设计中的问题探讨摘要:随着我国国民经济不断发展对高层建筑的需求愈来愈大且高层建筑体型日趋复杂,各种不同功能的用房综合在一起组成形态各异,高层建筑给结构设计增加了一定的难度,虽然已经有大量的研究成果,但是在实际设计中仍然存在着大量的问题有待进一步的解决。
本文将对框架—剪力墙结构设计中涉及到的几个问题进行主要介绍。
关键词:高层建筑;剪力墙;结构设计1、引言在我国,大多数高层建筑都采用的是框架-剪力墙结构进行设计,该结构除了抗震性能优越,还能够更好的发挥建筑功能,其中,剪力墙结构对于整体结构的控制尤为重要,具有刚度大,整体性强,抗侧移能力强等特点,下面就主要介绍一下剪力墙结构在结构设计中的一些问题。
2、剪力墙的布置剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。
分散原则是要求剪力墙片数不要太少,而且每片剪力墙刚度不要太大,连续尺寸不要太长,使抗侧力构件数量多一些,分散一些,每片剪力墙的弯曲刚度适中,在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能,也不会使个别墙的受力太集中,负担过重而引起过早地被破坏,刚度过大的墙承担的内力也大,相应的基础处理难度增加,同时也考虑到剪力墙相距太远,楼面刚度要求大,很难满足要求,周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力,便于保证刚度中心与平面中心相吻合;剪力墙布置在周边对称位置,增加抵抗扭转的内力臂,在不增加剪力墙面积的情况下,提高抗扭转能力。
剪力墙布置的位置应设在平面形状变化处,平面形状变化处;角隅、端角、凹角部位往往是应力集中处,设置剪力墙给予加强是很有必要的,在高层建筑的楼梯间,电梯间,管道井处,楼面开洞严重地削弱楼板刚度,对保证框架与剪力墙协同工作极为不利。
因此,在工程设计中用钢筋混凝土剪力墙来加强这些薄弱端部,如楼梯间,电梯井道处,竖向管道井等是十分有效的。
3、剪力墙合理数量的确定剪力墙的合理数量按许可位移决定,按高层建筑规范中一般装修材料,框架—剪力墙结构顶点位移与高之比 u/h 不宜大于1/700,装修要求较高时 u/h 不宜超过 1/850,在满足这个要求的前提下,增减剪力墙的数量。
框架-剪力墙的结构分析
框架摘要:本文从框架-剪力墙结构的受力与变形特点出发,对框架-剪力墙结构的抗震性能、结构布置原则及地震倾覆力矩比值进行了探讨。
关键字:框架剪力墙抗震1.引言在框架结构平面的适当部位设置剪力墙,二者通过楼盖协同工作,就形成了框架-剪力墙结构体系。
在同一结构单元中同时采用框架和剪力墙结构,共同承受竖向和水平荷载,起到了取长补短的作用,既能为建筑使用提供较大的平面空间,又具有较大的抗侧力刚度。
因而框剪结构可应用于多种使用功能的高层建筑中。
2.框架-剪力墙的结构分析2.1框架-剪力墙结构的变形特点框架剪力墙结构是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构所组成。
这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。
在水平力作用下,剪力墙是竖向悬臂弯曲结构。
其变形曲线呈弯曲型,楼层越高水平位移增长速度越快,顶点水平位移值与高度是四次方的关系。
框架在水平力作用下,其变形曲线为剪切型,楼层越高水平位移增长越慢。
框剪结构,既有框架,又有剪力墙,它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起,在水平力作用下,楼板使它们水平位移协调一致,不能各自自由变形,在不考虑扭转影响的情况下,在同一楼层的水平位移必定相同。
因此,框剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反s形的弯剪型位移曲线。
2.2框架-剪力墙结构的受力特点框剪结构在水平力作用下,由于框架和剪力墙协同工作,在下部楼层,因为剪力墙位移小,它拉着框架变形,使剪力墙承担了大部分剪力;上部楼层则相反,剪力墙的位移越来越大,而框架的变形反而小,所以,框架除负担水平力作用下的那部分剪力以外,还要负担拉回剪力墙变形的附加剪力,因此,在上部楼层即使水平力产生的楼层剪力很小,但框架中仍有相当数值的剪力。
框架与剪力墙之间的楼层剪力分配比例和框架各楼层剪力分布情况,随着楼层所处高度不同而变化,与结构刚度特征值直接相关。
3.框架-剪力墙结构抗震分析3.1框架-剪力墙的抗震性能框架-剪力墙结构比框架结构在减轻框架及非结构部件的震害方面有明显的优越性,剪力墙可以控制层间位移,减低了对框架的延性要求,简化了抗震措施。
框架剪力墙结构中的疑难问题
框架剪力墙结构中的疑难问题摘要:结合实际经验,对框剪结构设计与应用方面的几个难点问题进行了分析,分别阐述了结构抗震概念设计的注意事项、框架结构受力特点和变形性质等内容,同时提出了自己的看法,对框剪结构的设计具有一定的指导意义。
关键词:框架—剪力墙结构,抗侧力,结构设计,墙片剪力墙的正式名称是结构墙,由于主要承受水平力,因此俗称剪力墙。
科学研究和已发生的震害都已经表明剪力墙是一种非常有效的抗侧力构件,在我国《建筑抗震设计规范》中又称为抗震墙。
框架结构能够获得更大的空间,但由于框架是由梁柱板构成的,相对于剪力墙来说它的抗侧移刚度较小,受水平荷载后剪切型变形,不利于地震抗震。
框架—剪力墙结构,俗称为框剪结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。
框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。
对于地震区建筑来说,该结构具有两道抗震防线即剪力墙与框架。
进入21 世纪,随着我国房地产事业的蓬勃发展,多层、高层和超高层建筑物的不断出现,框架—剪力墙结构的应用也变得非常广泛。
1 结构概念设计结构概念设计的重要性主要是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范和规程中有关概念设计的规定,不能陷入只顾计算的误区,当结构严重不规则、整体性差,仅按目前的结构设计水平,很难保证结构的抗震和抗风性能,尤其是抗震性能。
在结构抗震概念设计中应注意以下几个方面的内容。
1.1 结构应当简单可行当结构布置简单时,结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径,结构计算的模型,内力和位移分析、限制建筑物薄弱环节的出现,所有这些都变得很容易把握,对结构抗震性能的估计也比较可靠。
1.2 结构布置应当规则和均匀沿着建筑物的竖向,建筑造型和结构布置应当比较均匀,应避免刚度、承载力和传力途径的突变,当建筑物在中间某层结构造型和结构布置有突变,这些部位将会出现和产生过大的应力集中或者过大的变形,容易导致建筑物过早的倒塌。
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高层框架剪力墙结构常见问题分析
发表时间:2019-07-10T14:52:48.407Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年7期作者:张勇
[导读] 框架剪力墙结构在设计过程中应将概念设计和计算分析结合起来,根据初步计算的结果,不断的进行调整试算。
淄博中祥泰富房地产有限公司山东淄博 255100
摘要:框架剪力墙结构在设计过程中应将概念设计和计算分析结合起来,根据初步计算的结果,不断的进行调整试算。
遇到问题应从力学基本原理出发,仔细分析产生问题的原因,合理有效地解决设计中的问题。
在整个平面布置中,剪力墙的布置是最关键的。
在条件允许的情况下应尽量周边、对称的布置,这样才能做到刚度合理分配。
并且应加强结构的关键部位和薄弱环节,减少不必要的墙体布置,从而使结构的刚度、位移角、周期比等满足规范的要求,达到结构方案安全、经济合理的要求。
1 剪力墙结构形式特点
1.1 用钢筋混凝土剪力墙抵抗竖向荷载和水平荷载的结构称为剪力墙结构。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,抗侧移刚度大,承载力大,在水平力作用下侧移小,经过合理设计,能设计成抗震性能好的钢筋混凝土延性剪力墙。
由于这种结构形式侧向变形小,承载力大,且有一定的延性,在历次大地震中,剪力墙结构破坏较少,表现出令人满意的抗震性能(但仅就延性而言,剪力墙不如框架结构)。
剪力墙结构中,剪力墙间距一般较小,平面布置不够灵活,建筑空间受到限制是它的主要缺点,因此它在商场等公共建筑中应用较少,而在住宅,公寓,饭店等建筑中应用广泛。
1.2 壁式框架:当剪力墙开洞过大时,形成由宽梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端带有刚域的变截面杆件,在内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
1.3 悬臂剪力墙是剪力墙结构中的基本形式,各个悬臂剪力墙肢通过合理的结构布置构成了建筑结构的主体。
悬臂剪力墙的破坏形式主要有弯曲破坏,剪切破坏和滑移破坏(剪切滑移或施工缝滑移),就单片悬臂剪力墙而言,它是一个静定结构,只要有一个截面达到极限承载力,构件就丧失了承载能力,在水平荷载作用下,剪力墙的弯矩和剪力都在基底部位最大,因而,墙肢底截面是设计的控制断面。
对于剪力墙截面沿高度变化的位置,也应作为控制截面来验算承载力。
1.4 实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
整体墙受力如同竖向悬臂构件,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点。
当墙肢较小时,要注意墙肢轴压比限值。
2 高层框架剪力墙结构
建筑高度和层数的限值以往震害资料及文献的分析表明,底层框架剪力墙房屋的震害随着楼层数的增加而加剧。
因此底层框架――剪力墙结构应满足高度和层数的限值。
6,7度区22米7层,8度区19米6层。
所谓房屋总高度是指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度。
半地下室从室内算起,全地下室或嵌固条件好的半地下室应从室外地面算起。
带阁楼的坡屋面应算到山间墙的1/2高度处。
室内外高差大于6米时,房屋总高度应允许适当增加,但不超过1米。
底层框架柱网的设置底层应为全框架,至少应是框架形式,即在内柱纵、横轴线的内、外墙中均设柱或构造柱,且纵横两向均应形成框架形式。
底部框架结构的柱网不宜过大,一般控制在7.5m左右,并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。
首先从使用功能上,底框结构大多为商住楼,该跨度对应上部可分割为两开间(4.2m+3.3m或4.5m+3.3m),无论上部为住宅楼,还是办公楼,上述跨度对应的上部开间尺寸足以满足砌体结构所能实现的功能。
而且可以控制框架梁上仅有一道悬墙。
同时考虑底部框架梁横断面高度取值应控制在1/5~1/8梁跨,如果柱网过大,会使梁断面及配筋出现异常现象,而上部悬墙数目增多,更会加重这种现象。
控制柱网尺寸,给出规定限值,限制框架梁上的悬墙数目,对底层框架――剪力墙结构来说非常重要。
3 高层框架剪力墙结构常见的问题
3.1 高层框架剪力墙的边缘构造
在具体的施工过程中,在对于高层框架剪力墙的边缘进行构造时,由于墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性,所以在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性,还能防止剪力墙发生水平剪切滑动提高抗剪能力。
在对于二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件,但是对于一般抗震墙结构应当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。
在实际工程中按现行规范要求需要设暗柱之处绝大部位为对门窗洞口边缘的加强,其墙肢属于联肢墙,并不是一字型矩形墙体,联肢墙连梁起耗散地震能量作用,受力状况和延性较好,在整体受力时当洞口较小时,往往墙体显槽形截面,因此在剪力墙结构中除设置角窗处外,暗柱截面尺寸不必过大。
3.2 剪力墙结构的超长问题
在目前许多工程中的伸缩缝间距都突破了规范的规定,也造成了设计人员在设计中遇到超长结构时的胆量越来越大。
今后当剪力墙结构超长时,应该慎重处理为好,过长时应该尽量设置温度伸缩缝,宜较严格遵守规范规定的限值。
剪力墙结构刚度大,受温差影响大,混凝土的收缩、徐变产生的变形大,墙体对楼面、屋面产生的约束也大;当结构发生收缩变形时比其他结构易出现裂缝。
今后在处理超长结构时,特别是处理超长的剪力墙结构时要特别慎重,当发生由于建筑使用功能要求不允许超长建筑设永久缝时,建议采用对结构施加预应力的方法并结合采用设计构造措施、施工措施共同给予处理高层建筑剪力墙连梁设计的探讨与剪力墙相连的梁称为连梁。
3.3 剪力墙连梁问题
连梁一般具有跨度小,截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
因此,高层建筑在水平力作用下,连梁的内力往往很大。
设计时,即使采取了降低连梁内力的各种措施,如:加大剪力墙的洞口宽度;在连梁中部开水平缝,在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减,对局部内力过大层的连梁内力进行调整等,仍无法使连梁的截面设计符合要求。
由于设计规范对此没有明确规定,因此,设计时感到无所适丛。
而设计、构造不当将会造成结构在抵抗水平力时的强度、刚度不符合要求,进而影响承受竖向荷载的能力。
3.4 剪力墙结构的厚度以及配筋问题
墙的水平分布筋是为横向抗剪以防止墙体在斜裂缝出现后发生脆性剪切破坏,同时起到抵抗温度应力防止砼出现裂缝,设计中当建筑物较高较长或框剪结构时配筋宜适当增加,特别在连梁部位或温度、刚度变化等敏感部位宜适当增加。
但对于矮、短的房屋,其水平筋的配筋率是否适当减小值得探讨。
墙的竖向钢筋主要起抗弯作用,目前在一些多层低高层剪力墙中电算结果多为构造配筋。
但配筋时所取的配筋率有人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋,一般认为竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋,墙肢的竖向配筋原则也应该尽量将钢筋布置在墙端部边缘区,也应该注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度,对抗震不利。
4 结语
随着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。
于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式。
参考文献
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