戴爾強(qiáng) 楊濤

摘 要：在對(duì)高層建筑開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，首先需要對(duì)高層建筑的基本框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)人員會(huì)盡量選擇框架剪力墻這種常規(guī)性的建筑結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)框架剪力墻這種建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑其他部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，來(lái)完善這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，本文根據(jù)對(duì)這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的了解，對(duì)影響剪力墻框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作的問(wèn)題進(jìn)行剖析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；框架剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題

框架型的剪力墻結(jié)構(gòu)之所以具有超出常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要是因?yàn)?，這種框架結(jié)構(gòu)可以提升建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種框架結(jié)構(gòu)尤其適合被應(yīng)用到當(dāng)前的高層建筑工程之中。在對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員不僅僅需要對(duì)建筑的基本建設(shè)成本進(jìn)行節(jié)省，同時(shí)還需要提升建筑具有的基本抗震性能，框架結(jié)構(gòu)不但具有極高的穩(wěn)定性，同時(shí)其還具有更強(qiáng)的抗震穩(wěn)定性，本文對(duì)這種建筑框架型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行具體分析。

1 設(shè)計(jì)概述

從這種內(nèi)部設(shè)有框架體系的剪力墻的整體設(shè)計(jì)情況來(lái)看，設(shè)計(jì)人員首先需要面對(duì)的設(shè)計(jì)問(wèn)題主要有兩方面，設(shè)計(jì)人員需要選擇合適的剪力墻，將其作為設(shè)計(jì)對(duì)象。不同類型的剪力墻具有完全不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

不同的的建筑墻體部位開(kāi)設(shè)洞口的位置存在差異，根據(jù)這一墻體特點(diǎn)可以對(duì)剪力墻進(jìn)行分類，其類型主要有兩種，一種是獨(dú)立懸臂型的剪力墻，另外一種則是整體截面型的剪力墻。根據(jù)剪力墻的整體系數(shù)也可以對(duì)剪力墻進(jìn)行分類，其具有的系數(shù)會(huì)直接影響到剪力墻墻肢部位具有的彎矩力。設(shè)計(jì)系數(shù)還會(huì)影響到結(jié)構(gòu)具有的整體性能。

高層建筑的整截面墻所具有的受力性能，還和開(kāi)口較小所具有的墻體受力性能是比較相似的，要有有變形曲線的現(xiàn)象存在，就都是彎曲型的曲線，盡管受力性能和彎曲線型都是很相似的，但還是有不一樣的地方。建筑中的整截面墻是不具備開(kāi)口功能的，所以它的彎矩也就不會(huì)有什么變化，也沒(méi)有任何反彎點(diǎn)在整截面墻上存在，即便存在也不會(huì)有什么大的影響，而且建筑的墻肢會(huì)受到這兩種結(jié)構(gòu)的類型的剪力墻較大的影響，特別在約束力上更加明顯，如果有這種情況，剪力墻結(jié)構(gòu)則屬于墻肢墻。根據(jù)實(shí)際的建筑應(yīng)用，這種墻肢和梁都比較強(qiáng)的情況是可以在高層建筑中應(yīng)用的，而且效果還比較好。

在實(shí)際的剪力墻框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作之中，一些受力問(wèn)題會(huì)直接影響到剪力墻的承重效果。比如很多剪力墻系統(tǒng)之中存在墻肢部位比較薄弱，而梁這一結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度卻比較大。這種設(shè)計(jì)問(wèn)題就是收到了其受力設(shè)計(jì)的影響。

2 布置結(jié)構(gòu)工作

2.1 布置框架結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)之中，設(shè)計(jì)人員需要做好布置剪力墻的工作，必須要保證均勻布置，不能使布置的密度過(guò)于緊密，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)其緊實(shí)度，采用分散布置的方式。設(shè)計(jì)人員還需要堅(jiān)持對(duì)稱設(shè)計(jì)原則，如果墻體不對(duì)稱就會(huì)使剪力墻出現(xiàn)墻體構(gòu)造不合理的問(wèn)題。而選擇對(duì)稱設(shè)計(jì)剪力墻，還可以提升這一墻體結(jié)構(gòu)的美觀程度。剪力墻附近的墻體構(gòu)件也需要納入到設(shè)計(jì)人員的考慮范圍之中，之所以選擇分散布置方式主要是為了確定剪力墻數(shù)量的合理性。還需要避免墻體的剛度之間存在區(qū)別過(guò)大的問(wèn)題的，設(shè)計(jì)人員還可以將具有抗側(cè)性能的墻體部件添加到剪力墻之中，同樣也要避免構(gòu)件排列過(guò)于密集的情況。

在正式的處理剪力墻的工作之中，設(shè)計(jì)人員不能對(duì)原有的剪力墻產(chǎn)生影響，需要始終保持其具有適當(dāng)?shù)膭偠?，如果剛度?shù)值不適中，墻體具有的抗側(cè)能力會(huì)降低。

2.2 確定墻體厚度

邊緣約束夠構(gòu)件是框架剪力墻結(jié)構(gòu)不能少的一部分，也就是邊框梁以及邊框柱，在施工中依據(jù)不同的建設(shè)需求，其帶邊框的剪力墻截面厚度也是有不同要求的。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，等級(jí)為一級(jí)和二級(jí)的剪力墻底部結(jié)構(gòu)，其加強(qiáng)部位應(yīng)具有的厚度最小為200mm，要達(dá)到層高1/16左右，不能過(guò)小。在其他情況設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的厚度要達(dá)到層高1/20左右，而且邊框梁的寬度應(yīng)該和墻的厚度相同，高度可以是墻厚度2倍左右，剪力墻厚度也直接決定著建筑結(jié)構(gòu)的安全性。包括在施工中混凝土澆筑時(shí)由于澆筑質(zhì)量不高所造成的隱患等等）、經(jīng)濟(jì)合理（合理的厚度以及鋼筋級(jí)別在設(shè)計(jì)中都應(yīng)有考慮，主要是涉及到最小配筋率的問(wèn)題）等特點(diǎn)。鑒于此，剪力墻的厚度在滿足層高的1/16或者1/20的前提下，取200mm為宜。

2.3 確定墻體結(jié)構(gòu)的數(shù)量

剪力墻的合理數(shù)量按許可位移決定，按高層建筑規(guī)范中一般裝修材料?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移與高之比u/H不宜大于1/700，裝修要求較高時(shí)u/H不宜超過(guò)1/850，在滿這個(gè)要求的前提下，增減剪力墻的數(shù)量。結(jié)構(gòu)自振周期的合理范圍大致在：T1=（0.09-0.12）Ns式中：Ns-樓層數(shù)剪力墻數(shù)量多框架～剪力墻結(jié)構(gòu)剛度就大一些，地震時(shí)周期短地震力也加大一些.材料耗量增大。日本震害調(diào)查表明：當(dāng)每m2樓面平均剪力墻長(zhǎng)度少于50mm長(zhǎng)時(shí)，震害嚴(yán)重；在50～150mm之間時(shí)，震害中等：長(zhǎng)150mm以上，震害輕微，目前我國(guó)尚無(wú)這方面的成熟經(jīng)驗(yàn).設(shè)計(jì)中可根據(jù)工程具體情況，建筑物高度、地區(qū)設(shè)防烈度及參考上面方法取值。

3 肢截面設(shè)計(jì)情況分析

按墻肢截面高度與厚度之比，剪力墻墻肢可分為一般剪力墻、短肢剪力墻、超短肢剪力墻及柱形墻肢。一般剪力墻的墻肢截面高厚比大于8，短肢剪力墻的墻肢截面高厚比為5～8，當(dāng)墻肢截面高厚比在3～5之間時(shí)為超短肢剪力墻，墻肢截面高厚比小于3時(shí)為柱形墻肢。一般剪力墻墻肢較長(zhǎng)，抗側(cè)剛度大，能承受很大的水平及豎向荷載，因此無(wú)論是整截面墻還是整體小開(kāi)口墻及聯(lián)肢墻的墻肢都應(yīng)優(yōu)先布置一般剪力墻。

根據(jù)短肢剪力墻具有的基本特點(diǎn)可以了解到，與一般的剪力墻不同，其具有的墻肢相對(duì)短一些，因此更適合現(xiàn)代的密集住宅設(shè)計(jì)工作，還能對(duì)原有的建筑自重進(jìn)行降低，但是從抗震性能的角度來(lái)看，短肢剪力墻的抗震性能明顯要差于一般剪力墻。因此在地震發(fā)生頻率相對(duì)比較高的區(qū)域的建筑設(shè)計(jì)之中，設(shè)計(jì)人員一般不會(huì)選用這種墻體，因此設(shè)計(jì)人員可以增加常規(guī)剪力墻的數(shù)量，減少短肢不剪力墻的使用，對(duì)常規(guī)的剪力墻的墻肢也需要進(jìn)行控制，避免墻體出現(xiàn)延性破壞的情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)這種具有框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作之中的幾個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究，首先對(duì)整體設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了婆媳，又對(duì)其中影響最大的兩方面設(shè)計(jì)情況展開(kāi)了探討。剪力墻結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)勢(shì)是比較明顯的，但是支撐其體系的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造卻相對(duì)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員不僅僅需要對(duì)建筑的基本設(shè)計(jì)需求進(jìn)行了解，同時(shí)還需要研究其結(jié)構(gòu)的受力情況，避免剪力墻的整體受力情況出現(xiàn)不合理之處。對(duì)于這種剪力墻的設(shè)計(jì)的研究工作還需持續(xù)進(jìn)行，以便與將更為優(yōu)質(zhì)的新型剪力墻框架結(jié)構(gòu)提供給設(shè)計(jì)人員。

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