摘要:随着城市的发展,地下室越来越多,针对其出现的问题有必要进行研究探讨。本文主要探讨半地下室设计的方法、设计模型以及地下室的抗浮问题、不均匀沉降问题、地下室裂缝问题等几个方面简要介绍,针对以上问题提出了一些解决方案,希望能给出半地下室结构设计有益的建议及改进措施。下面是小编整理的《建筑半地下室框架结构设计论文 (精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
浅谈建筑半地下室框架结构设计
摘 要:随着社会经济不断发展和进步,城市化进程不断深化发展,我国建筑行业迎来了一个又一个发展的高峰期。进入新世纪以来,我国各个地区的建筑工程数量和规模在不断提升和扩大,建筑物结构逐渐趋于复杂化和多样化,国家人口数量增多,居民物质生活水平显著提升,对建筑物功能提出了更高的要求。同时随着建筑用地资源稀缺,地下建筑施工就成为提高土地利用资源的重要措施。但是由于地下室使用有其独特技术要求,加上地下结构复杂,因此,在地下室结构设计过程中一定要保证科学合理。对于建筑物来说,结构设计是建筑工程建设施工的重要环节,文章主要结合实际案例,就建筑物半地下室框架结构设计措施进行了分析,希望通过本次研究对更好的提升半地下室框架结构设计质量有一定助益。
关键词:建筑物施工;半地下室;框架结构;设计措施
进入新世纪以来,建筑领域在国民经济建设方面发挥着十分重要的作用,最近几年建筑逐渐向着多功能化,多样化和结构的复杂化角度转变,这主要是基于消费者对建筑需求多样性要求。建筑功能和结构的复杂化,是基于科学合理结构设计的前提下才能实现的。最近几年,建筑框架结构的合理性就成为消费者高度关注的问题。建筑物地下室框架结构设计对整个建筑物的使用功能有着较为严重的影响,特别是对于建筑物半地下室框架设计,需要综合分析好各个方面优势和缺点,综合采取多样化的设计理念,保证整个框架结构设计和合理性和科学性。
1 建筑框架结构设计原则分析
在地下室框架结构设计过程中,需要重点考虑的就是整个地下建筑结构的稳定性和科学性,做好抗震设计工作,避免地震对地下结构产生威胁和影响。在地下室框架结构抗震性能计算过程中,需要结合不同的地质特点以及整个建筑物的整体性质,决定是采用刚性计算还是柔性计算,亦或者采用刚柔兼备的理论计算模式进行计算。同时在对建筑物地下室框架结构性能计算过程中还要对建筑物地基类型进行充分考虑。在地下室结构设计过程中,可以考虑将建筑物设计成双向梁柱承载体系,可以显著提升地下室框架结构的稳定性。
2 建筑物地下室框架结构设计的措施分析
2.1 案例研究。本次研究选择的工程为广东省阳江市某房地产开发商的地下车库,建筑物功能为高层商住楼用户提供车库,地面以上无建筑物,为纯地下车库,属于半地下室类型,整个地下建筑物总高度3.9m。按照现行国家规范和广东省省规的相关设计要求,本地区抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,地下车库框架结构抗震等级为二级,地面粗糙度类别为C类。由于工程场地的地下水位较高,且开挖土多为细砂,对细砂层的开挖,会给施工带来巨大困难,故选用半地下室模型结构,其中以室外地坪标高为±0m,半地下车库结构底板上皮标高为-1.7m,地下车库建筑顶板地坪标高为2.2m。
2.2 建筑物半地下室框架结构模型计算分析。在本次项目工程设计过程中,要求半地下室窗户以上露出地面30cm左右,要想满足这方面施工要求,半地下室挡土墙和顶板结构不能实现连接互通,正是因为这个特殊的施工要求,半地下室距离水平地面以下有超过2.4m的结构位于水平地面以下。本次项目工程框架结构设计过程中,总共有两套方案,第一种设计方案是按照整体原则。根据整个建筑物楼层的实际需求进行科学设计,这样不考虑地下室,也不需要进行挡土墙设计,然后使用相应的计算软件设计出相应的设计模型,第二种方案是在地下室设计过程中,从工程局部出发,在进行计算模式设计过程中,在软件地下室参数中填写1,存在一层地下室。通过对这两种计算方式进行分析发现,如果从整体施工合理性考察,应用第二个设计模型比较合理,应用第一种设计模型,在项目工程具体施工过程中存在很多不确定和不安全的因素。但在第二种设计模型中,因为采用的剪力墙结构,而框架结构的参数数据只是地下室一层的数据,因此,在施工过程中有可能會出现明显的侧向高度突变等问题,整个弯矩和第一种计算模型下相比较,明显数值和很大。因此,在选择计算方案过程中应该从综合方面综合分析,从而选择合适的计算模型。
2.3 整体模型设计措施分析。在对地下室挡土墙进行开洞处理之后,会导致短柱现象的发生,这时整个挡土墙的抗震性能并不是很好。在具体施工过程中,如果施工现场能够满足相应的施工要求,挡土墙和地下之主体结构之间可以不进行连接,保证两者至今相互独立和脱离。也就是在主体和挡土墙还有一段距离时,建设一个砖墙砌体,主体结构和这个砌体墙连接,而不和挡土墙结构连接,这样即便是出现了地震,主体结构和挡土墙也不会出现相互碰撞。但是如果在施工现场无法满足主体结构和挡土墙两者的独立性,砌体墙连接模式就不能应用,这时就需要设计人员在设计地下室剪力墙时,必须增加外墙刚架柱的抗剪能力。在具体施工过程中,设计人员必须采取必要措施对框架柱进行高加密处理,如果依然不能满足施工要求还需要设计人员向其中加入型钢芯柱。此外,在施工过程中,对于没有开洞的剪力墙,需要我们结合剪力墙水平方向的长度科学设计。如果长度比较小,则可以将剪力墙设计成地下室暗柱,保证上下能够联会贯通。这种设计形式主要是因为短肢剪力墙的受力情况与暗柱的受力情况大致相同。在设计过程中,为了切实保证暗柱的抗震性能,设计人员应该增加暗柱的抗剪箍筋。在具体框架结构设计过程中,设计人员应该从整体角度出发,考虑结构设计问题。对于第一种计算模型,在施工过程中与实际本身存在缺陷,但是框架结构的梁柱需要结合第一种计算模型获得,而第二种计算模型的地下室挡土墙中能够更好的提升整个结构的刚度,第二种计算模型框架结构的内力要显著高于第一种计算模型。所以在具体设计计算过程中,设计人员应该从整体出发,将两种计算模型有机结合,确保设计方案能够满足施工要求。
2.4 挡土墙结构计算分析。不同的地质环境,挡土墙所受到压力是各不相同,当地下水位不高时,可以让挡土墙和框架柱采用固定连接或者铰接方式进行连接。但是当挡土墙和框架柱结构连接后,整个结构横向方面会受到来自多方面压力的影响。如果整个框架柱的刚度较大,则结构受到的间接性压力更加突出。在本次项目工程设计过程中,设计人员对采用简化式计算方式,将挡土墙的荷载按照矩形荷载计算,将其看作是三个边被固定,一个边自由板面,然后通过计算既能够得出框架柱上受到的间接性侧压力。在实际设计过程中,可以将地下室的挡土墙看做是一个板面结构进行计算和设计,当挡土墙的长度和高度比值大于3,则可以将这个挡土墙看做是一个板面结构,整个挡土墙的侧压力仅仅向着挡土墙上下两个方面传递,而对框架柱的产生的侧压力可以忽略不计。如果挡土墙的长度和高度比值小于2之后,可以将挡土墙看做一个双向板进行计算。
总之,文章所提出两种计算模式,不管单一使用那种计算模型,都存在一定的缺陷,因此,就需要设计人员结合项目工程实际情况,考虑到框架柱和挡土墙的侧向压力问题,综合应用上述两种方案,保证施工顺利完成。
参考文献
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[3] 李红阳.框架结构的建筑工程施工技术分析[J].黑龙江科技信息,2015(16).
[4] 王华.浅谈建筑工程中框架结构构造与设计研究[J].江西建材, 2014(21).
作者:蓝焕晖
框架结构中半地下室设计探讨
摘 要:随着城市的发展,地下室越来越多,针对其出现的问题有必要进行研究探讨。本文主要探讨半地下室设计的方法、设计模型以及地下室的抗浮问题、不均匀沉降问题、地下室裂缝问题等几个方面简要介绍,针对以上问题提出了一些解决方案,希望能给出半地下室结构设计有益的建议及改进措施。
关键词:半地下室;计算模型;计算方法;框架结构
1. 引言
随着我国经济的快速发展和人们的生活水平快速提高,人均拥有小车的数量不断攀升,然而土地资有限,这样促使建筑物不断往地下发展带有一层或多层大底盘地下室的多或高层建筑日益增多,地下室越来越大,功能越来越复杂。因此针对地下室结构的设计也比较复杂,其中所存在的问题繁多,主要有:防水问题、外墙裂缝问题、不均匀沉降问题、抗浮问题等等[1]。
2. 常规设计方法及存在的问题
对于半地下室的设计通常采用的方法主要有两种:一种设置剪力墙,考虑是在地下室的挡土一侧受力情况设置剪力墙,剪力墙的设置一般只高出填土高度的 100-300mm,因为需要考虑建筑上通过大窗来进行自然通风采光,所以并不是沿底层柱全高设置。这种方法是较早普遍采用的一种设计方法,但在长期的实际运用中,通过理论分析以及结构计算,发现其存在的问题主要表现在以下几方面:
1)容易导致整个框架结构的竖向刚度出现不均匀情况。导致底层的侧向刚度较上部几层的刚度大的主要原因有:1、地下室四周设置了刚度比较大的剪力墙;2、侧向土体的约束。因此也导致引起结构在变形内力等效应上也极不均匀,对结构的抗震性能非常不利。
2)导致短柱的出现,存在发生剪切破坏的可能。采用这种方法设计,地下室容易出现短柱:由于剪力墙对框架柱的侧向约束,加上窗户所在的高度范围内就形成了短柱。由于短柱净高很小,而柱的截面高度又是不变的,短柱的延性较差,在地震中大多会发生剪切斜拉破坏,非常不利于抗震的。
基于以上两点,目前在半地下室结构中已严禁采用该方法,并且建筑抗震设计规范条作为强制性条文明确规定在框架结构中应避免出现短柱。
为了避免由于方法一所造成的结构对抗震的不利作用,结构设计人员提出新的方法,并已经应用于半地下室的设计中。即在主体结构外围另外设置挡土结构,即挡土结构与主体结构完全脱离,两者一般间距为1.5m以上,这是为了保证地震时,互相不发生碰撞。该方法是现在比较认可,但还是有其应用的局限性,主要表现为:容易造成空间浪费,由于挡土结构与主体结构完全脱离且必须保持一定的间距,这就要求建筑物的四周预留出一定的空间来满足设计的要求,从而导致了土地的浪费。施工也存在不利:由于设置独立挡土结构的基础持力层比较深,处理起来非常困难,也因此会造成造价比较高,不经济的问题。
3 计算模型
3.1 外墙计算模型
地下室外墙一般分为砌体砖墙和钢筋混凝土墙两种。这两种外墙的施工顺序是有区别的:砌体砖墙施工时,通常是先砌墙后浇框架柱,而且一般认为外墙与框架柱和基础底板链接为铰接。如果半地下室的上部无窗洞,则外墙可按照四边铰接考虑。如果半地下室的上部有较多的窗洞,应视为外墙三边铰接而一边自由,即不考虑外墙与地下室顶板的连接;对于钢筋混凝土外墙,一般认为底部与刚度很大的基础底板或基础梁链接为固定支座其相连;外墙顶部的支座条件应视具体情况而定。如果半地下室的上部无窗洞,则外墙顶部可视为铰接;如果半地下室的上部有较多的窗洞,一般认为外墙与地下室顶板的无连接。
3.2 框架柱计算模型
地下室框架柱除受到竖向轴力和节点弯矩之外,在水平方向还受到直接侧压力和外墙传来的间接侧压力。直接侧压力的计算较为简单,一般采用水土压力和室外地面附加荷载叠加组成;而间接土压力的取值要复杂得多,因为间接土压力影响因素较多,要考虑外墙与支座的连接情况,以及外墙与柱的刚度比的大小。实际上外墙由于自身具有面外刚度,有挡土墙的性质,其侧压力只有一部分传给柱,具体能传递多少需要通过有限元方法分析;目前的SATWE程序及其它多数设计软件并没有考虑这一点,设计时可采用简化计算来考虑:当半地下室外墙为钢筋混凝土墙,且上部有较多窗洞时,假定外墙的侧压力完全传给支座,可以将外墙侧压力简化成矩形荷载。外墙侧压力由四部分组成:侧压力、地下水位以上土压力、地下水位以下土压力和水压力。
3.3 PKPM软件建模方法
PKPM软件可以考虑地下室与上部结构共同作用,但地下室外墙按支撑在顶板和底板之间的单向板考虑,这种模型对于层高较小而柱距较大的无窗洞地下室计算误差不大。而对于柱距与层高接近的地下室,外墙按单向板考虑不合适,会导致外墙水平方向配筋偏小,而竖向配筋偏大;由于没有考虑柱的侧压力,将使柱的计算不安全。特别是对于上部有较多窗洞的半地下室,按此模型考虑不符合实际。建议在分析地下室对上部结构的影响时,将上部结构与地下室一起建模计算,而进行地下室设计时,外墙采用手算或其它软件计算,地下室框架柱应考虑侧压力,可以按简化方法计算出线荷载后作为柱间荷载施加到模型中。
4. 地下室设计的主要问题
抗浮问题:沿海地区,如广东、福建等,地下水位较高,当基础埋深又较深时,对于大底盘地下室部分,由于结构自重较小,可能出现结构自重小于水浮力的情况。所以设计者在设计时必须采取相应的措施使得结构能够抵抗水浮力的作用,保持稳定。有两种思路可以解决这个问题,其中一个思路是增加结构的自重,比如增加结构构件截面,或者在结构底板上或地下室顶板上填土增加配重,目的都是靠自身重量抵抗住水浮力的作用;另一个办法是拉住,比如在基础底设计抗拔桩或抗拔锚杆,抵抗水浮力的作用[2]。合理地确定抗浮设防水位。地下室抗浮的一些对策:
(1)增加基础配重。此种方法有点在于造价低,易于实现。
(2)增加地下室顶板的厚度。这种方法的优点是:增加了地下室的重量,不增加基坑坑底标高的。此种方法的缺点是会增加地下室顶板框架梁的负荷,而且由于板厚有限。这种方法解决抗浮问题的效果也是有限的.
(3)设置抗浮桩。这是一种解决抗浮问题行之有效的方法。。
地下室对裂缝控制:地下室对裂缝的出现是十分严格的,是防止地下室出现渗流问题,外墙裂缝宽度控制主要依靠配筋量,配筋量往往决定裂缝宽度,规范要求控制地下室外墙裂缝宽度应控制在0.2 mm之内。针对混凝土的体积较大,在混凝土内部热量而不易散发的问题,一般是采用热量较少的水泥作材料,减少热量,因为混凝土内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差会使混凝土出现温度应力,譬如使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。故设计时可以采取以下措施:(1)设置后浇带是减少一次性浇筑混凝土的体积,减少热量的产生,从而减少温度应力的出现。但应恰当地设置后浇带,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛使用。(2)加入掺和料也是一种常用的办法,譬如加在混凝土中掺入微膨胀剂。这种掺和料能很好地减少混凝土的膨胀,从而很好地控制混凝土的裂缝。(3)减少不规则边界,设计时尽量少采用凹凸形式,这样能减少混凝土产生裂缝,如果出现不规则的地方应采用附加钢筋方法减少裂缝的出现 [3]。
5. 结论
随着我国建筑物带有一层或多层地下室的,其中由于半地下室设计难度大,同时地下室出现的问题众多,主要有:地基承载力及变形问题、抗浮问题、外墙裂缝问题等等。本文从下面这几个方面:设计方法、设计模型、以及地下室基礎和地下室裂缝控制等等方面进行探讨以及提出改进的建议,希望对框架结构半地下室设计有一定的帮助。
参考文献
[1] 中元国际工程设计研究院.建筑工程设计实例丛书—结构设计50.北京:机械工业出版社,2004.
[2] 陈新农。地下室结构设计的影响因素与技术措施[J].建筑技术与应用,2011(3)
[3] 吴建虹.高层建筑地下室抗浮设计的几个问题.广东土木与建筑,2002,8:3-5
[4] 李广信,吴剑敏.关于地下结构浮力计算的若干问题,土工基础.2003,3(17):5-7
作者:陈天云
高层建筑混凝土剪力墙的结构设计探究
【摘 要】随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快,尤其是高层建筑的与日俱增和社会对抗震要求的逐渐重视,混凝土剪力墙结构在民用建筑尤其是高层建筑中已经得到了越来越广泛的应用。本文针对高层建筑混凝土剪力墙的结构设计进行了浅要的分析。
【关键词】高层建筑;混凝土剪力墙;结构设计
1. 引言:
随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的加快,尤其是高层建筑的与日俱增和社会对抗震要求的逐渐重视,混凝土剪力墙结构在民用建筑尤其是高层建筑中已经得到了越来越广泛的应用。与框架结构相比,剪力墙结构更为宽敞、简洁,不仅增加了使用面积,而且使用功能也更好,并能为住户的自行改造提供足够的灵活性。同时,剪力墙用钢量较省,整体性好,结构刚度大,而且可以在高层住宅或宾馆等居住型的建筑中,将居室或客房采用分隔墙来分为小间,此过程中通过将分隔墙与承重墙合二为一,因此相对来说也比较经济。本文针对高层建筑混凝土剪力墙的结构设计进行了浅要的分析。
2. 高层建筑结构的受力分析
建筑结构通常主要是受到来自于垂直与横向两个方向的外力。多层建筑由于其高宽比较小,平面的尺寸较大,结构的高度较低,并且结构受到地震作用和风荷载作用也很小,因此在多层建筑的设计中主要是考虑如何来抵抗其垂直的荷载。然而随着建筑物高度的不断增加,其受力特点也同样在逐步地产生变化,而在设计时则主要考虑垂直荷载、横向荷载、结构展延性以及侧向移动等方面。
2.1 垂直荷载。
通常高层建筑物的垂直荷载都较大,并会在柱中产生相当的垂直应力,以此来影响连续框架梁的弯矩,而且同时还会影响预制构件的下料长度。所以必须考虑其垂直荷载对其轴向变形的影响,从而对其下料长度作出相应的调整。
2.2 横向荷载。
对于高层建筑来说,其在一定高度范围内的垂直荷载基本上是固定的,但是包括来自地震作用与风荷载作用的横向荷载值,则会随着建筑结构动力特性的区别而导致较大的影响和变化。
2.3 结构延性。
与多层建筑相比,高层建筑的结构在碰到地震作用时,其所发生的变形就会大得多。为了保证建筑在其塑性的变形阶段当中仍能具备较强的变形能力,就必须在结构的设计中采取相应措施来保证其结构展延性。
2.4 侧向移动。
对于结构侧向移动的控制是在高层建筑结构设计中的关键所在。而且随着其建筑高度的逐渐增加,在横向荷载作用下的结构侧移变形就会随其建筑高度的增加而迅速增大。针对高层建筑的这一特征,其在横向荷载的作用下产生的侧移就必须进行严格的控制。
3. 高层建筑混凝土剪力墙的结构设计
高层建筑结构中主要受力的构件包括框架梁、柱、楼板和剪力墙。其中作为垂直构件的混凝土剪力墙是其提供结构刚度的第一构件,它在高层建筑当中承受结构的绝大部分横向荷载和垂直荷载。而当高层建筑的受力结构主体全部由剪力墙构件来构成时,就形成了通常所说的剪力墙结构。在剪力墙结构中单肢的剪力墙承担了所有的横向荷载和垂直荷载。混凝土剪力墙结构是一种较为优良的结构体系,属于刚性结构,其刚度和强度都比较高并且具备一定的展延性,传力也均匀直接,有不错的抗倒塌能力和较高的整体性。高层建筑混凝土剪力墙的结构设计应从下述几个方面来考虑。
3.1 合理的结构布置。
所有民用建筑的结构布置都应尽可能遵循简洁、规则的原则,保证结构的质心与刚心相一致,而对于剪力墙结构来说,剪力墙的方案布置、墙肢的长短等均应合理。因为底部框架——剪力墙结构中的剪力墙属于低矮墙,且其抗剪刚度相对较大,所以如果平面形式复杂、布置的墙肢较长,就很容易出现受力过于集中、局部刚度过大的现象,甚至往往出现只布置极少的剪力墙就能满足上下层的抗侧刚度比限值的情况。所以在剪力墙布置方案上必须要坚持对称、均匀、周边、分散的原则,且墙片不宜过长,墙片平面形式也不宜采用增强抗侧刚度的“T”、“L”等平面形式,而应尽可能采用“一”字平面形式。同时还应控制好剪力墙的最大间距,以满足规范的要求。纵向剪力墙还应在外纵轴布置好开窗洞的剪力墙,这样就能大大增强其横向抗倾覆的能力,以避免边柱产生过大的拉力和压力。
3.2 建筑高度和层数要求。
根据资料和研究证明,随着楼层数的增加,剪力墙结构的震害将会加剧,所以规范对于结构形式为剪力墙结构的建筑物的高度和层数有着严格的限值要求。其中的建筑高度指的是从室外地面至檐口或者屋面板板面的高度,对于半地下室结构则从室内地面算起,而对于全地下室或者嵌固条件较好的半地下室则仍然应从其室外地面算起。对于那些带阁楼的坡屋顶则应算至山墙的半高处。
3.3 抗震要求。
根据历史上地震的记录及其分析研究,之所以底层框架——剪力墙结构会产生严重的破坏,究其原因就在于其上部刚度和底层刚度之比太过于悬殊。因而导致当地震集中作用到底层时,就会因为底层刚度较上部结构要小得多而造成底层弹塑性的明显且突出的集中变形的现象。所以控制上部刚度和底层刚度之比是非常关键的。对于不同的抗震设防烈度,抗震要求也有一定的区别。
3.4 底层框架柱布置。
如果剪力墙结构的底层是全框架的结构形式,那么在其内柱X、Y向轴线的砌体墙中均应设置构造柱或者框架柱,且其底部全框架结构的柱距不宜太大,一般要求控制在到八米以内,而且每根框架梁上最多只能设置一道非落地的剪力墙。从使用功能来讲,通常底部全框架结构的民用建筑大部分为商住楼,而该跨对应的上部结构即可分割成两个开间,无论上部结构是用作办公还是住宅,该跨所对应的上部结构开间的尺寸都能够达到填充砌体结构所能达到的功能,以此来控制每根框架梁上部仅设置一道非落地墙。与此同时考虑到大框架梁的梁高一般控制在梁跨的八分之一到五分之一,而如果柱距过大,就会使得梁截面及其配筋率出现超限,而且增加上部结构非落地墙的数量也会使这种现象趋于严重。
3.5 过渡层的设计。
对于存在过渡层或者转换层的剪力墙结构,比如底层框架剪力墙结构,其过渡层或者转换层的剪力墙墙体在地震中需要提供的抗倾覆力矩和抗剪切力最大,且其受力也最不利。除此之外,由于在垂直均匀荷载的作用下,过渡层或者转换层的剪力墙墙体处于拉剪或者者压剪的应力状态,而一旦有横向荷载作用时,过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力及其抗裂性能都将相应地降低。根据试验表明,在垂直和反复横向荷载的作用下,过渡层或者转换层的剪力墙墙体的横向承载力大约会降低两到三成。而如果按验算一般墙体横向承载力的方法,当其托梁的高跨比或者者垂直荷载较小时,就将会过高地估计过渡层或者转换层剪力墙的抗震承载力,从而降低结构抗震的安全可靠性。因此过渡层或者转换层应在每开间设置圈梁以及构造柱,以形成类框架体系,从而增强过渡层或者转换层传递地震剪切力的能力,并大大增加其展延性以及耗能能力。
3.6 连梁设计。
剪力墙的连梁是一件耗能构件,因此它的剪切破坏将对抗震不利,并会使结构的延性大大降低。在设计过程中就要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。所以切忌人为来加大连梁的纵筋,这样就有可能无法满足其强剪弱弯的要求,也不能单纯地认为加大箍筋就一定能保证其强剪弱弯的要求。因为当连梁不能满足其截面控制条件时,一味盲目地增加箍筋必然会导致连梁在其箍筋还未充分发挥作用时就发生剪切破坏。而连梁截面的抗剪计算中,对于那些跨高比大于2.5的连梁,应注意将其剪力设计值乘以增大系数。
3.7 长墙肢的处理。
高层建筑剪力墙的结构还必须具备足够的展延性,特别是对于呈高细形状的剪力墙(即高宽比超过二)而言,就具有较好的展延性和弯曲破坏的属性,从而能够很好地避免发生脆性剪切破坏。然而在墙肢长度比较长的情况中,为了满足其每个墙段的高宽比都超过二,就可以采取开洞的方式来将长墙分割成为独立的、小而均匀的墙段。此外,当其墙段的长度较小时,因受弯而导致产生裂缝的宽度也比较小,这样就可以充分地发挥出剪力墙墙体配筋的作用。另外对于剪力墙结构当中存在的不多的长度超过八米的剪力墙长墙肢而言,在理论计算当中其楼层的剪力绝大部分都是由这些剪力墙的长墙肢来承担。因此在发生地震尤其是超烈度的强震时,这些长墙肢就是最容易遭到破坏的。而短墙肢则会因没有足够多的配筋,从而使整个墙面的结构遭到全面的破坏。为了避免这种不利的现象发生,因此对于大于八米的长墙肢,可以通过以下两种方法来处理:
(1)采取开施工洞,也就是在施工的过程当中于墙上留洞,而混凝土结构完成时再砌筑填充墙体,从而将长墙肢分隔成为短墙肢。
(2)采取开计算洞,也就是在进行结构设计PK计算的过程中假设有洞,而在绘制施工图时却不留洞,从而通过这种特殊的计算方式来加强其它的短墙肢的配筋。对于这种方法而言一般适合用作地下室外墙等不允许开施工洞的长墙肢。
4. 结语
只有合理的结构体系才能保证建筑结构的经济性和安全性,因此设计人员应当遵循规范的要求以及甲方的需要,来选择合理的结构体系。而在剪力墙结构设计中,整个体系的剪力墙布置和调整过程就是一个逐步优化的过程,直到按照周边均匀对称的原则将结构体系的位移与刚度趋于最合理,才能使材料发挥最大的效能。其中的连梁作用不可忽视,其刚度将直接影响整个剪力墙结构的整体刚度。尤其不可盲目增大某一个或几个构件的刚度,以至于造成薄弱位置转移甚至产生新的薄弱部位。
参考文献
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作者:于友江
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