摘要:在高层建筑项目中框架剪力墙结构属于重要的施工环节,框架剪力墙结构施工能够让空间变得更加灵活多变,提升建筑工程结构的抗变形能力,满足不同建筑功能需求。本文主要分析了在高层建筑框架中剪力墙的设计措施。
关键词:高层建筑;剪力墙结构;设计;
现代化城市不断创新发展,在城市内部出现了越来越多的高层建筑,为人们提供了办公、住宅功能。在高层建筑的施工中,框架剪力墙结构设计应用十分普遍,能够在高层建筑中为建筑平面提供更大的使用空间,通过剪力墙的设计方式来提升建筑整体的抗剪、抗横向弯矩能力,有效提升高层建筑的稳定性,促进建筑行业的创新发展。
一、剪力墙的种类分析
在高层建筑实际建设过程中包含有不同的施工情况,因此剪力墙拥有不同的分类标准,剪力墙种类需要根据开口的大小和数量等因素进行划分。例如在高层建筑中拥有独立悬臂墙、整截面墙、壁式剪力墙框架等[1]。剪力墙的整体系数跟梁和肢有非常密切的关系,剪力墙的数值越小,梁和肢就越弱,因此在剪力墙施工设计中,需要结合相关系数开展设计工作,确保梁和墙肢之间具有较大的弯矩。在剪力墙分类过程中要从界面的惯性矩等情况入手,提升剪力墙结构的稳定性。如果剪力墙整体系数大于10,那么属于壁式框架,如果小于10则属于联肢墙。不同类型的剪力墙,受力特点也不相同。
二、框架剪力墙结构中的剪力墙设计
1.剪力墙布置
在布置剪力墙过程中需要按照施工要求,确保周边能够具备分散性和对称性特点,确保剪力墙布置更加均匀。首先在高层建筑施工建设过程中,要加强对剪力墙设计的重视力度,充分考虑能够对高层建筑本身产生抵抗扭曲能力的因素,确保平面中心和刚度中心相互一致[2]。在布置剪力墙过程中需要确保周边对称,既不会增加剪力墙的面积,同时也能够有效提升剪力墙抗扭的程度,提升抗扭曲内力壁。除了确保周边对称之外,还要满足分散性原则,剪力墙本身在布置过程中要控制好墙片的数量,不能太少,同时要再设计中努力设计剪力墙的刚度。剪力墙的连续尺寸不能太长,这样能够把剪力墙设计的稍微分散一点,抗侧力构件的数量稍微多一点。在剪力墙施工设计中提升设计的分散性特点,能够确保不会由于一片剪力墙局面破坏而导致破坏剪力墙整体抗扭曲力。在建筑工程施工设计中剪力墙如果受力过于集中,会由于剪力墙自身负担过重受到破坏,对于剪力墙的整体性能产生负面影响。
2.确定剪力墙厚度
在剪力墙施工设计中,剪力墙的厚度也是需要注意的重要问题。在框架剪力墙结构中,剪力墙需要具备约束构件,也就是剪力墙中的边框梁和边框柱。剪力墙的厚度在施工中也有明确地规格要求[3]。在抗震设计时剪力墙的底部加强区墙面厚度一二级不能小于200mm,不能小于层高或者是无支长度的1/16,三四级不能少于160mm,不能小于层高或无支长度的1/20,如果建筑工程没有端柱和翼墙时剪力墙的厚度要求更加严格。在确定剪力墙厚度时需要重点关注边框梁的宽度,应该跟剪力墙的厚度相同,高度需要使剪力墙的三倍。想要科学合理的设计出剪力墙的厚度,还需要结合经济方面因素,选择满足结构安全性要求的设计方案。
3.确定出剪力墙数量
在剪力墙设计工作中剪力墙的数量同样十分关键,一般剪力墙的数量需要由许可位移进行决定[4]。按照高层建筑施工建设要求,框架剪力墙的结构层高需要是顶点位移的800倍,如果高层建筑装修要求比较高,则需要把剪力墙结构层高设置在顶点位移的850倍。在满足这些数据的前提下,才能够选择适当增减剪力墙数据。高层建筑设计中,剪力墙的数量确定还需要满足结构自振周期要求,剪力墙的数量确定需要按照结构自振周期的合理范围计算方法,确定出剪力墙数量,如果数量过多则框架剪力墙结构刚度大一点,施工材料的消耗也多一点,如果高层建筑处于地震区则需要适当加大剪力墙结构刚度。剪力墙数量的确定还需要结合建筑物本身的高度以及工程建设实际情况进行确定,提升剪力墙结构设计科学性。
三、高层建筑框架剪力墙设计的应用
1.连梁设计
在高层建筑框架剪力墙的施工中,需要确保框架剪力墙结构设计能够符合规范标准要求,确保建筑工程的施工原材料质量能够满足标准要求,施工人员需要严格把好混凝土材料的质量关,控制好混凝土材料强度等级和配比等,提升连梁的抗剪能力。要科学合理的控制好连梁高度,确保洞口的宽度能够满足标准要求。框架剪力墙结构的连梁设计要综合连梁强度要求,控制好连梁和洞口的相关数据,提升建筑物的抗震性能能够满足标注。为了能够确保在建筑结构中不会出现裂缝问题,需要适当的减少连梁的高度。从高层建筑设计阶段开始,针对于连梁的刚度以及其他参数进行科学合理的计算,确保建筑构件本身能够具备较强的弹性。在施工设计中要根据科学要求不断地调整剪力墙的厚度,根据建筑结构的具体施工状况适当的确定出剪力墙厚度,提升连梁设计质量。
2.墙肢设计
在高层建筑框架剪力墙的墙肢设计中需要科学合理的控制好厚度,从而有效提升建筑工程结构的稳定性和可靠性[5]。框架剪力墙的强制厚度,除去其中的特殊部位之外需要通过科学的计算进行确定。剪力墙的结构布置同样十分重要,在高层建筑的剪力墙结构设计中,最好能够选择使用双向布置的形式,能够有效确保建筑物的空间性能,提升高层建筑设计的科学和理性。在施工设计中要注意不要再抗震设防区域中采用单向的剪力墙设计方式,从而确保建筑物的抗震性能满足标准要求。剪力墙的施工平面要确保均匀分布,剪力墙本身的刚度中心要跟建筑物的整体质量中心互相重合相互靠近,这样能够尽可能的减少扭转效应。
结语:
综上所述,在当前建筑工程框架剪力墙设计中,需要强化结构平面的布置,提升建筑本身的抵抗水平,满足建筑的竖向荷载要求,确保高层建筑剪力墙能够达到均匀对称效果,提升高层建筑的施工稳定性和安全性。
参考文献:
[1]安智瑞.高层建筑框架剪力墙结构设计探析[J].建材与装饰,2020(06):132-133.
[2]杨烈生.框架-剪力墙结构在高层建筑中的设计探讨[J].中国住宅设施,2019(12):33-37.
[3]赵志诚.对高层建筑框架剪力墙结构设计中一些问题的思索[J].建材与装饰,2019(35):95-96.
[4]李腾.高层建筑框架剪力墙结构设计应用探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2019(18):165.
[5]张倩倩,宋江涛.高层建筑框架剪力墙结构施工技术探讨[J].中国标准化,2019(12):39-40.