高层建筑短肢剪力墙结构设计研究?

作者&投稿:戊沈 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
在高层建筑结构设计中,短肢剪力墙结构是一种常见的结构。这主要得益于其不仅成本低,而且具有较强的抗震性和较广的空间,同时还能建筑在观赏方面的需求。作为高层建筑结构设计人员,应充分意识强化短肢剪力墙结构设计的必要性,并掌握其设计原则和设计要点,才能更好地提高高层建筑短肢剪力墙结构设计水平,最终提高整个高层建筑的工程质量。
在高层建筑短肢剪力墙结构设计中,我们应紧密其设计原则和设计要点,并尽可能地将其设计水平提升,才能更好地确保其满足实际设计需要。这主要是因为短肢剪力墙的各肢横截面高度与厚度之比的最大值在4~8之间的剪力墙。在设计时对设计人员的专业技术要求较高,才能更好地促进其作用的发挥。以下笔者就此展开探究性的分析。
1必要性分析
在高层建筑结构中,采取短肢剪力墙结构主要是有以下几个方面的必要性,且必须引起设计人员的重视,才能更好地确保其设计的质量和针对性。
(1)能结合实际施工情况强化对其的控制。这主要是因为实际施工中存在的不确定因素较多。而短肢剪力墙则能有效的控制,能结合实际施工需要对其尺寸、数量和位置等进行确定,能结合施工方案的需要进行针对性的调整,最终确保施工质量。
(2)能有效的满足建筑结构设计的需要。这是因为短肢剪力墙能通过对其数量和强度的调整,从而更好地满足实际施工需要,加上能隐蔽性的设置连接支撑柱梁。因而在高层建筑结构中,其整体构造能通过设置中心剪力墙而确保其刚度和强度达标。加上高层建筑在设置竖向结构时较多,为提高建筑物自身的使用性能,往往需要利用短肢剪力墙进行间隔墙设计,从而对高层建筑结构设计进行简化。
2设计原则分析
在对短肢剪力墙结构进行设计时,应切实坚持以下几点原则:
①确保短肢剪力墙均匀布置,这样才能确保建筑物自身的刚度与质心相同,从而预防在地震情况下导致其出现扭转的情况。
②在布置结构时确保其灵活性和可调整性,且选择方案较多,能更好地对楼盖支承进行处理。
③主要是在间隔墙交接处进行短肢剪力墙设置,在布置竖向构件时不能影响建筑的使用功能,并严控墙肢数量,结合抗侧力确定其数量,预防结构过刚或者过柔。
④严控墙肢厚度,预防墙肢从各间隔墙的表面凸出,并符合搞成建筑在刚强度方面的需求,并将中心剪力墙作为抗侧力构件。
⑤针对建筑造型不规则,亦或是水平或者较大,确保将其在平面各边缘处、各角点处布置短肢剪力墙,这样不仅能提高结构的整体性,而且还能符合结构平面刚度的需要。
⑥高层建筑结构设计中,并不能完全适用于所有的高层建筑,尤其是短肢剪力墙较多时,还应设置一个普通的剪力墙,利用其与短肢剪力墙一道作为抵抗作用的剪力墙结构。当短肢剪力墙较短时,还应将其高度适当的降低,比规范中剪力墙结构设计规范中要求的规定值略低。当高层建筑的抗震为7级时,高层建筑的高度应低于100m,抗震等级超为8级时,其高度应在60m以下,而高层建筑的抗震标准为9级时,必须尽可能地减少短肢剪力墙设计的数量。
3设计要点
3.1剪力墙洞设计要点
在对剪力墙洞进行设计时,其设计要点如下:
①在设计其位置时,必须根据设计标准设计剪力墙洞口,一般为排状、列状,做到分布规则,并将墙肢和连梁明确。预防出现剪力墙墙肢的刚度过大和洞口的间距设计过大的情况出现。
②在设计时如果需要设置叠合的错洞墙和错洞剪力墙时,一般需要其洞口叠合,或者将其错开距离减少,此时就会导致墙肢不规则,同时其应力与构造分布也势必较为复杂。在洞口间的薄弱部位较多,所以一般不得在洞口设置剪力墙,若必须设置,则需要在叠合洞口处利用轻质材料将其填补,或者在洞口周边将其加强,进而确保洞口剪力墙较为规则。
③在洞口设计过程中,应利用bim模型加强对其的分析,简化不规则洞口的处理,并做好对其的计算和校核。
3.2抗震设计要点
在对短肢剪力墙结构进行设计时,除了做好剪力墙洞设计外,还应切实强化对其抗震设计,尤其是在抗震薄弱环节应不断的加强。
①在短肢剪力墙墙肢竖向平面做好连梁布置,并与两个方向的梁进行连接。而在两个方向上,则应将短肢剪力墙连接起来,确保其翼缘在另一方向设置,预防出现一字排开的短肢剪力墙。
②对短肢剪力墙进行均匀地布置,避免墙轴向应力差别太大,并确保建筑形心和结构强度中心相同。但是在竖向的短肢剪力墙结构设计时,应确保上下建筑墙肢对齐,避免出现孔口错位的情况,确保其与梁结构形成抗侧力体系,将短肢剪力墙自身的抗震性能提升。
③利用强墙柱弱梁体系进行短肢剪力墙结构的设计,这是因为其自身的抗侧力刚度小,利用核心筒能将其自身的长度增加,从而促进其抗震性能的提升。同时还能提高结构刚度,预防建筑结构由于地震强烈冲击而变形。
④将轴压比降低,增加其配筋量以及墙肢的厚度,提升抗震性能。
3.3加强设计要点
在对短肢剪力墙结构进行加强设计时,应掌握以下几点设计要点:
①筒体与剪力墙所承受的地震倾覆力矩应超过50%。
②在底部加强部位,以及其他煤层,均需要就短肢剪力墙结构的剪力设计值予以调整,且短肢剪力墙的截面厚度在200mm以上,避免短肢剪力墙过早的被剪切破坏。
③在一级抗震等级时,为了优化短肢剪力墙结构的延性,短肢剪力墙的重力荷载代表值作用是,其形成的轴力设计值的轴压应在0.5之内,二级抗震等级时,这一值应在0.6之内,三级抗震等级时,这一值应在0.7之内,若为“一”字型短肢剪力墙,这一值应在0.1之内,这是设计人员必须注意的问题。
④在确定剪力墙加强部位时,主要在建筑抗震结构的塑性铰位置,而不能在剪力墙和电梯与楼梯之间的墙壁,并对塑性铰部位进行加强。此外,如有必要,还应将剪力墙加强范围扩大,加强部位所在的高度一般的墙肢总高度的10%。
4结语
综上所述,在高层建筑短肢剪力墙结构设计中,我们必须坚持一定的原则,充分认识到短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的重要性,切实掌握其设计要点,不断的提升自身的专业技术水平,才能更好地促进设计成效的提升和优化。

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