高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅谈

高层建筑中短肢剪力墙结构设计浅谈

(山东省建筑设计研究院,山东济南250001)

摘要:随着社会的不断进步,人们对房屋建筑的要求越来越高,而普通的剪力墙结构并不能满足建筑日益增高的需求。在高速发展的时代背景下,短肢剪力墙在融合了传统框架结构的优势并满足人们对空间的要求后,在短肢结构墙结构设计中脱颖而出,在髙层建筑中更是应用广泛。对短肢剪力墙的分析研究,对我国现代高层建筑设计有一定的现实意义,因此,本文展开了对高层建筑短肢结构中短肢剪力墙结构设计的重点研究。

关键词:高层建筑;短肢剪力墙;结构设计

前言

随着社会的不断发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的要求也不断提高,审美及价值观也随之发生了变化。短肢剪力墙结构以其良好的稳定性、较高的强度及布置的灵活性等特点在当前建筑结构设计中得以广泛的应用,特别是在当前小高层建筑中,短肢剪力墙结构更是受到广泛的青睐。由于短肢剪力墙在结构体系上具有自身的独特性,因此对其结构设计进行分析,确保建筑稳定性得以提升。

1短肢剪力墙结构体系的特点

(1)在短肢剪力墙结构体系施工过程中,需要利用间隔墙来对短肢剪力墙结构的竖向构件进行布置,确保高层建筑能够与短肢剪力墙结构紧密连接在一起,确保建筑结构的使用功能能够更好的发挥出来。(2)在实际施工过程中,需要根据工程实际情况来对短肢剪力墙结构的位置、长短以及数量进行判断,同时还要采取相应的方法来对短肢剪力墙结构进行适当的调节,确保其能够更好地满足工程施工的实际要求。(3)短肢剪力墙结构在布置上具有较好的灵活性,这就使工程施工方案更加多样化,能够更好的实现对建筑楼盖进行支撑处理。(4)利用短肢剪力墙,能够对建筑结构的梁柱起到较好的隐蔽效果,这是普通剪力墙无法达到的。而且短肢剪力墙在应用过程中,能够对建筑结构的刚度和稳定性的提升具有非常显著的效果。

2短肢剪力墙结构设计

剪力墙有三种常见的结构形式,L型、T型以及组合型。在高层建筑进行抗震设计时,由于短肢剪力墙的抗震等级比较高,利用短肢剪力墙结构可以保证足够的抗震性能要求。短肢剪力墙实质上就是较大开口的剪力墙,有精确度较高的空间杆系墙体的组成单元分析方法,以及应用广泛的三维杆系薄壁柱空间分析法这两种分析方法。

剪力墙的结构布置是结构设计的重点之一,短肢剪力墙的结构布置需要遵循一定的原则。短肢剪力墙的布置灵活,能够及时调整其结构布置,可以满足人们不断提升的空间需求。但同时也得保证其安全性,所以位置上要求短肢剪力墙居中,能够满足竖向承受荷载及抗侧力;而在局部方面要尽量匀称布置短肢剪力墙,不能使轴向应力差距太大。短肢剪力墙广泛应用于高层建筑,因此,只有均匀地布置短肢剪力墙才能保证楼层的稳定性。在短肢剪力墙结构设计中,为了提高抗震能力,降低建筑结构的刚度及重量,通常会使用轻质砌体代替剪力墙;另外,短肢剪力墙的墙肢高度大,延性好,连梁跨高也较大,这些特点都有利于提高建筑的抗震能力。因此,在平面外边缘和角点地方都必须进行必要的短肢墙布置,各短肢墙要求尽量拉直对齐,与连梁形成抗侧力组件,各道短肢墙应在两个方向都有与之相连的梁。墙肢不可过薄或是过厚,不可让墙肢突出,但同时也要保证稳定性。最后,应用短肢剪力墙结构可以实现高层建筑结构的设计,并节省成本,在结构布置、受力形式、设计结构、施工方案、经济效益等方面都实现了最优状态。

3短肢剪力墙结构在高层建筑结构中的重要性

3.1稳定性

短肢剪力墙结构自身较轻、结构较短、灵活性良好,可以有效降低建筑结构中产生的荷载,并在施工中适时调整其结构,以求达到最佳状态;短肢剪力墙具有延性良好、墙肢宽度及髙度都较大的特点,其在建筑结构中的作用主要是受弯破坏,在震中起到很好的缓冲作用,保证了建筑结构的稳定性。

3.2灵活性

根据工程具体的施工情况,可以判断短肢剪力墙结构的布置,比如数量、位置、长短等,并通过不断的调整满足工程施工的要求。短肢剪力墙在布置方面具有一定灵活性,这就给工程提供了多种选择的机会,不同的布置即可实施不同的施工方案,有利于及时处理施工过程中的问题并调整方案,支撑整个工程的完成。

3.3可协调性

一是协调建筑结构,统一墙肢和填充墙体的厚度,保持各个墙体的柱梁在同一竖直平面内,不可让短肢剪力墙突显出来;二是协调建筑结构设计,根据墙肢结构尺寸可以协调墙体的刚度,而为了确定需要应用的墙的面数以及结构布置,可以隐藏短肢剪力墙的柱梁和墙肢,灵活地进行施工设计,使结构合理并不断完善。通过协调,更好地体现了建筑的功能,达到了高层建筑结构设计的标准。

3.4应用性

短肢剪力墙的应用很广泛。调整墙的数目及墙肢长度可以改变结构的抗侧力大小,从而满足抗侧力大小的标准;在间隔墙的竖直平面内可以布置柱梁,进行连接支撑,具有一定的隐蔽性;为了使设计结构的刚度值大小、强度高低与标准一样,可以通过中心剪力墙建立抗侧力结构体系,但必须符合高层结构抗侧移能力的要求;竖向结构设施具有多样性,应用间隔墙也同样可以符合建筑使用功能的要求;而所有的施工情况,都可以具体情况具体分析,这就是短肢剪力墙应用广泛的优势,使结构设计变得更为简便。

4剪力墙结构在高层建筑结构设计中的注意事项

4.1加强抗震性能

高层住宅使用短肢的抗震墙体结构体系,必须设置较多的剪力墙,要求抗侧力构件布局要合理,墙肢要达到一定长度。高层的短肢剪力墙结构体系还需要设计一般剪力墙,在保证短肢剪力墙的设置外,还要形成多道水平地震力设防体系。为了提高抗震能力,应保证墙肢的竖直平面上设立了与各个剪力墙相连接的柱梁,尽量使柱梁连接在墙体两端的伸长方向上都存在,并配有相应的翼缘;采用强墙柱弱连梁体系的设计方式,有效改善结构抗震性;只有保持受力、刚度以及布局的相对平衡,才能强化抗震性能,协调短肢剪力墙整体布局效果与结构整体效果一致;添加一定量的长墙,建立多道抗震体系,提高高层建筑的整体刚度,使其在震中起到很好的耗能作用,从而增强结构整体抗震能力。

4.2合理设计短肢剪力墙

短肢剪力墙的布置必须合理、勻称且对称,使刚度中心与质量中心尽量重合,以L型、T型和组合型相结合的方式布置短肢墙体,更有利于加强短肢墙体的稳定性。应用多面短肢剪力墙,有机结合短肢剪力墙与筒体,平衡水平作用力;根据情况来调节剪力墙的适用高度,在设计高层建筑结构时,可能会遇到剪力墙较短的情况,为了满足建筑设计使用的标准必须合理调整其最大适用高度。另外,短肢墙结构由于其布置的灵活性,根据具体的工程施工情况,可以不断的调整满足工程施工的要求,给工程提供了多种选择的机会,不同的布置即可实施不同的施工方案,设计自由度的增加导致了受力作用分析及结构动力特征无法精确计算,所以,在充分运用短肢结构灵活性的同时保证其精确性。

5结语

综上所述,在高层建筑中,短肢剪力墙结构具有广泛的应用,这有效地提高建筑结构的刚度和强度,而且能够与建筑工程施工的要求具有较好的相符性,确保建筑结构更具美观性。但当前短肢剪力墙结构在实际应用过程中还不是十分成熟,这就需要在实际施工中需要严格要求结构设计,有效地规避短肢剪力墙结构中存在的一些不足之处,从而确保整体工程质量能够得到有效的保障。

参考文献:

[1]侯嘉.高层居民建筑短肢结构墙结构设计的浅述[J].科学与财富,2014(08)

[2]李淑君.高层居民建筑短肢结构墙结构设计的浅述[J].黑龙江科技信息,2014(23)

[3]马守才.高层建筑短肢剪力墙结构设计问题探讨[J].中小企业管理与科技,2012(12)

[4]董旭华,关二红.短肢剪力墙结构设计常见问题解析[J].四川建筑科学研究,2012(3)

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