民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中短肢剪力墻技術(shù)的應(yīng)用

李佳佳

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了社會的全面進(jìn)步，同時也促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。伴隨著我國建筑行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，在各類建筑日漸增多的過程中，行業(yè)也對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是民用建筑需求的增長使得我國的民用建筑呈現(xiàn)出數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大的趨勢，且民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用相對普遍。短肢剪力墻是一種特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)，其在整個結(jié)構(gòu)體系中的抗震性、承載力都相對偏高，結(jié)構(gòu)優(yōu)勢是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系所難以比擬的。因此，隨著短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍越來越大，未來的工程領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)設(shè)計思路將發(fā)生明顯的變化。本文就民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中短肢剪力墻技術(shù)的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;短肢剪力墻

引言

隨著現(xiàn)代城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，城市建筑和住宅發(fā)生較大的變化。我國擁有較龐大的人口數(shù)量，在城市發(fā)展進(jìn)程中面臨著不斷上升的人口壓力和急劇增加的住房需求。高層建筑從豎向上拓展城市空間，在城市建筑中的運(yùn)用越來越廣泛。在目前的高層建筑中，短肢剪力墻是其經(jīng)常應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)形式自身具有的抗側(cè)能力和空間力學(xué)性能極大地符合高層建筑的要求，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

1優(yōu)勢特點(diǎn)

在民用建建筑設(shè)計中，該種結(jié)構(gòu)對能源的消耗比較小，可以有效降低建筑設(shè)計成本，強(qiáng)化其實(shí)用性，更加適應(yīng)人們對房屋建筑的實(shí)際性需求;該種結(jié)構(gòu)較為輕便，而且易于安裝操作，將其施工工程量，在進(jìn)行具體施工中，可以結(jié)合具體情況，對安裝操作方案進(jìn)行實(shí)時調(diào)整和優(yōu)化，結(jié)合實(shí)際施工中結(jié)構(gòu)抗側(cè)力需求對墻體的數(shù)量和間距進(jìn)行靈活性調(diào)整，強(qiáng)化對樓蓋支承的合理布局，使其更加符合實(shí)際施工需求，因此具有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性;該種結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，能夠增加民用建筑的防御能力和穩(wěn)固性，尤其適用在地震災(zāi)害較為頻繁的區(qū)域;該種結(jié)構(gòu)能夠?qū)?nèi)部結(jié)構(gòu)空間進(jìn)行優(yōu)化布局，為人們生活居住提供更大的空間，強(qiáng)化空間利用率，提升人們的生活體驗(yàn);該種結(jié)構(gòu)的外觀具有很高的美感性，符合現(xiàn)代化人們的審美理念，可以利用連梁結(jié)果把結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各類墻體、梁柱等構(gòu)件進(jìn)行隱藏，提升內(nèi)部空間的簡潔性和實(shí)用性。

2短肢剪力墻在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

2.1短肢剪力墻布置分析

在進(jìn)行短肢剪力墻的布置過程中，應(yīng)該充分結(jié)合建筑本身的布置特點(diǎn)，在建筑中進(jìn)行均勻布置，并且合理控制墻的軸向應(yīng)力。在進(jìn)行豎向布置的過程中，需要使墻肢的上下保持對齊狀態(tài)，同時需要連續(xù)，避免存在洞口錯位的情況，使其與連梁共同構(gòu)成較多跨數(shù)的抗測力體系。對于短肢剪力墻的厚度設(shè)計要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范，在保障建筑安全性能的前提下，減輕建筑本身的自重。在進(jìn)行底部加強(qiáng)時，其厚度需要超過200mm，一字形獨(dú)立剪力墻的底部加強(qiáng)部位設(shè)計厚度要在220mm以上，其他部位的設(shè)計厚度應(yīng)在180mm以上。剪力墻在高層建筑中的豎向設(shè)計可自下往上均勻減少，嚴(yán)禁其剛度突變。

2.2連梁設(shè)計技術(shù)

連梁設(shè)計施工過程中，對能量的消耗比較大，而且如果對剪切設(shè)計不合理，很容易將其整體結(jié)構(gòu)的抗震性能，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)難以正常的延展。針對這種情況，在具體設(shè)計時，要對連梁的強(qiáng)剪弱彎的參數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)施全面準(zhǔn)確的計算，從而精準(zhǔn)把握剪切的時機(jī)，保障剪切操作要在連梁變彎曲之前完成。在具體的施工過程中，要結(jié)合實(shí)際情況，非必要時候不要增設(shè)連梁縱筋，只有這樣才能保障整體施工操作符合強(qiáng)剪弱彎的施工要求。對連梁截面的抗剪性能進(jìn)行精準(zhǔn)運(yùn)算，明確其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，然后將其設(shè)計數(shù)值和增大系數(shù)相乘，獲得的數(shù)值就是連梁截面的抗剪性能。在具體的設(shè)計中，要結(jié)合實(shí)際的抗側(cè)力數(shù)值以及連梁截面的具體尺寸決定短肢剪力墻的設(shè)計數(shù)量。而且要保障短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系和剛度中心位置的協(xié)調(diào)性;對連梁截面的實(shí)際跨高比數(shù)值為依據(jù)，對連梁結(jié)構(gòu)實(shí)施合理性設(shè)計，從而最大程度上降低運(yùn)算數(shù)值的誤差，提升連梁設(shè)計的精準(zhǔn)性。

2.3主體部位設(shè)計

主體部位作為民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點(diǎn)，為提升其總體的設(shè)計水平，專業(yè)設(shè)計人員要根據(jù)建筑整體結(jié)構(gòu)的具體情況，將短肢剪力墻與主體結(jié)構(gòu)或者其他結(jié)構(gòu)有效結(jié)合起來，提升結(jié)構(gòu)性能。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，注意對截面尺寸的科學(xué)控制，避免框架部位的軸壓比超出限定標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計人員應(yīng)注重對側(cè)移、扭轉(zhuǎn)等因素的考慮。此外，軸壓比控制是短肢剪力墻設(shè)計中的重點(diǎn)性工作，設(shè)計人員應(yīng)以建筑墻體、梁體的延性作為判定依據(jù)，預(yù)測地震作用力，做好對軸壓比各項(xiàng)指標(biāo)的控制，通過適當(dāng)?shù)乃脚浣盍吭黾觼硖嵘w的延性。短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以建筑承載力、減少扭轉(zhuǎn)、控制軸壓比作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，保障短肢剪力墻布設(shè)的合理性。根據(jù)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在樓梯部位一般更適宜選用長肢剪力墻，使得在樓梯間可以形成短肢剪力墻-筒體結(jié)構(gòu);而對于除樓梯部位的其他部位，可以選用小開間剪力墻來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。

2.4短肢剪力墻在高層建筑中的抗震分析

在高層建筑結(jié)構(gòu)形式下，應(yīng)盡量控制樓板的最大彈性水平位移小于樓板兩端平均彈性水平位移的1.2倍。在設(shè)計空間計算模型時，應(yīng)考慮雙向扭轉(zhuǎn)的影響，以對建筑的抗震性能綜合考慮。短肢剪力墻在高層建筑中的抗震等級不再提升，并對延性著重考慮。在抗震設(shè)計中，根據(jù)抗震等級合理設(shè)計剪力墻的軸壓比，特別是考慮短剪力墻延性分析時，其軸壓比限值可降低0.1。

3短肢剪力墻在高層設(shè)計中應(yīng)用時應(yīng)該注意的問題

3.1合理控制軸壓比

由于剪力墻主要的壓力主要來源于上部結(jié)構(gòu)的壓彎作用。如果小偏壓情況下，容易將其墻體的延性;但是墻體處于大偏壓情況下時，軸壓比過大，導(dǎo)致混凝土應(yīng)力增加，如果混凝土約束力不能正常發(fā)揮，就很可能導(dǎo)致其應(yīng)力超出其自身承受范圍，引起其豎向開裂問題，嚴(yán)重的情況下，還會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)被壓碎的情況，極大程度上將其整體承載力，實(shí)施墻體壓力過大，導(dǎo)致其構(gòu)件出現(xiàn)嚴(yán)重的變形壓彎等情況。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要結(jié)合具體情況，對其墻體的軸壓比進(jìn)行合理控制，從而相應(yīng)的增強(qiáng)其延性，強(qiáng)化其整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。

3.2科學(xué)選擇計算方式

短肢剪力墻在進(jìn)行桿件內(nèi)力計算以及結(jié)構(gòu)本身動力特性分析時，應(yīng)該全面應(yīng)用現(xiàn)代信息計算技術(shù)和三維計算方法應(yīng)該用于科學(xué)和系統(tǒng)分析。另外，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)計算可以使用PKPM中的SATWE模塊或盈建科等軟件進(jìn)行對比分析。垂直構(gòu)件包括薄壁桿模型和壁單元模型。根據(jù)設(shè)計對象的要點(diǎn)，合理選擇計算方法。同時，軟件計算單元機(jī)組有一定的厚度，機(jī)組的長、寬、厚之間的比例接近。此時不宜用墻單元進(jìn)行計算。

結(jié)語

采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，能優(yōu)化房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間布局，強(qiáng)化建筑設(shè)計的整體穩(wěn)固性，提升人們的安全居住體驗(yàn)，在具體施工中，要對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的技術(shù)應(yīng)用、注意事項(xiàng)等進(jìn)行全面分析，從而保障民用建筑結(jié)構(gòu)的可靠性。

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