关于短肢剪力墙结构抗震性能的探讨

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷第5期   作者:孙非
[导读] 短肢剪力墙是一种新型的结构形式,以其合理的建筑功能、机械性能和工程造价在我国得到了广泛的应用和发展。
        孙非
        黑龙江省建工集团有限责任公司    黑龙江省哈尔滨市150080
        摘要:短肢剪力墙是一种新型的结构形式,以其合理的建筑功能、机械性能和工程造价在我国得到了广泛的应用和发展。本文研究了短肢剪力墙的抗震性能,对剪力墙的抗震性能以及存在的缺陷进行了简要评述,并提出改善方法。
关键词:短肢剪力墙;结构;抗震性能
前言:短肢剪力墙因其建筑功能合理、布局灵活而得到广泛的应用和发展。短肢剪力墙的自重大大降低,从而大大降低了建筑成本和地震反应。短肢剪力墙结合了剪力墙和框架结构的优点,克服了两种结构的缺点。
1.短肢剪力墙概况
1.1短肢剪力墙的应用
        短肢剪力墙结构是建筑设计中常用的结构形式,与异形柱框架结构相比,该结构具有较大的侧刚度以及抗震性能,适用于高度较高的建筑设计。采用短肢剪力墙结构时,七级和八级地震设防的建筑高度分别可达一百米和六十米。短肢剪力墙与剪力墙相比,具有更经济、更灵活的结构布置方式。
1.2短肢剪力墙的设计要求
        短肢剪力墙的宽度应符合建筑物的要求,一般来说,剪力墙和梁的轮廓不能超过建筑的外援,以免影响建筑的美观,因此,应使梁、填充墙和剪力墙的厚度相同,墙的厚度应与用于制作填充墙的砖的尺寸相适应,在确定墙体厚度时还应考虑隔音、保温等施工要求。另外,墙体厚度应满足梁的设计要求,并便于施工,梁截面宽度应便于钢筋布置,梁中纵向钢筋的数量应根据实践经验和梁的跨度计算,如果钢筋数量较多,可以增加短肢剪力墙体的厚度,梁内的纵向钢筋应插入承重位置的竖向钢筋内侧。在确定短肢剪力墙体的长度时,应确保长度在厚度的5 - 8倍范围内。另外,根据《高层建筑混凝土结构技术规范》的规定,高层建筑在设计中不应只采用短剪力墙结构,还应适当布置一些长剪力墙,尤其是在在内外墙连接处,要将短肢剪力墙和长肢剪力墙联合应用。
1.3短肢剪力墙的优势
        短肢剪力墙与传统的剪力墙相比有很多优点,短肢剪力墙的使用能有效扩大建筑的使用面积,并增加建筑的采光和通风,工程成本也相对较低,并且结构的自重变小,短肢剪力墙广泛应用于除了高层建筑以外的各个建筑。短肢剪力墙可以有效的进行节能降耗,相比之下短肢剪力墙的数量较少,短肢剪力墙结构本身的重量也较小,可以有效的加快加快施工速度,节省了建造过程中的时间成本以及资金成本,而且部分的短肢剪力墙的外部结构使用的材料都是一些环保轻质的保温材料,替代了传统的钢筋混 凝土墙面,使建筑的保温性能更强,有效的降低了施工过程中的能源消耗。另外,短肢剪力墙的布置过程也十分灵活, 可根据抗侧力需要来确定墙的数量和墙肢的长短,还可以根据不同的尺寸和布置来调整刚度和刚度中心的位置。由于短肢剪力墙结构自重很小,在建造过程中可以根据使用需要,在短肢剪力墙上凿开通路,增加建筑的通风以及采光。短肢剪力墙结构的侧移刚度较小,结构比较灵活,相对而言,地震作用对其的影响相对较小。短肢剪力墙结构的抗侧移能力较好,弯曲形变形曲线的曲率比一般剪力墙要小,在地震过程中可以有效保护建筑内的生命财产安全。短肢剪力墙还能降低地震作用,由于短肢剪力墙结构的钢筋混凝土墙数量较少,自重变轻,因而自振周期变大,地震作用则变小。
2.提高短肢剪力墙结构抗震性能的措施
2.1应用注浆套筒连接的预制短肢剪力墙
        为提高短肢剪力墙结构的抗震性能与,可以在其基础上研究应用注浆套筒连接的预制短肢剪力墙。

与传统的短肢剪力墙结构相比,预制短肢剪力墙结构因其具有提高抗震性能,缩短施工周期、减少污染、提高施工质量等巨大优势,近年来得到了广泛的研究。预制剪力墙结构的研究重点和难点主要在于预制构件之间的连接方式,相邻剪力墙竖向配筋连接的可靠性是保证结构良好抗震性能的关键。预制剪力墙具有良好的力学性能,为了提高预制结构的性能,无粘结预应力法大量投入使用,结果表明,采用无粘结预应力法,预制构件可以有效地减少后浇缝裂缝宽度和剪切滑移,抗震性能良好。此外,还可以减少预制构件的残余位移,然而,它在使用过程中消耗了过多的能源。与无粘结预应力法相比,注浆套筒连接具有经济效益好、施工周期短、检测方便以及抗震性能优异等优点,因此,注浆套筒在欧洲、亚洲、美洲等地广泛使用,可以有效防止纵向钢筋屈曲,增加构件刚度。对增强短肢剪力墙结构抗震性能具有很大优势。
2.2应用碳纤维复合材料加固技术
        为保证抗震性能,短肢剪力墙结构应具有足够的变形和承载能力。在提高短肢剪力墙结构的抗震性能的时候,既要提高短肢剪力墙结构的强度和变形能力,又要保持墙体的耗能能力,以满足现代抗震设计规范的要求。许多加固技术已经开发和实施钢筋混凝土墙的加固,其中,碳纤维复合材料加固技术因其重量轻、施工方便、耐腐蚀性能好等优点而最受欢迎。然而,大多数研究者研究了碳纤维复合材料缠绕技术在既有弱剪力墙抗震改造中的作用,在提高其抗震性能的过程中要在不影响墙体耗能能力的前提下,将碳纤维复合材料筋条粘接在两面墙上,以提高其墙体抗震性能的强度。另外,在短肢剪力墙的施工过程中还要重视管理工作,培养短肢剪力墙施工过程管理人员的专业素养。短肢剪力墙施工过程的管理人员负责整个短肢剪力墙施工的统筹管理,上至工期安排下至材料存放,要做到心中有数。但很多企业对于管理方面不是很重视,整个短肢剪力墙施工完全是靠工作人员自主完成,没有人对其进行监督管理。大部分施工人员对短肢剪力墙施工的操作都很陌生,这时,管理人员的出现就是必要的了,严格的管理制度是短肢剪力墙施工的有力保障,短肢剪力墙施工管理工作从始至终贯穿施工工程,制备完善的短肢剪力墙施工管理体系意义颇深。要制定切实可行的管理方案,合理分配施工人员,确保各司其职。到现场进行实地考察,根据实际情况及时得出下一步的可行方案。另外,在开始正式施工之前,有必要对所有参与人员进行技术培训,确保每位工作人员都能理解短肢剪力墙施工的具体环节,具备所需的专业技能。
2.3科学制定短肢剪力墙的数目
        短肢剪力墙的抗震性能随着建筑层数的增加而呈下降趋势,因此,在较高层建筑的施工过程中应该尽量避免大面积短肢剪力墙的应用,引起建筑不必要的安全风险。在短肢剪力墙的应用过程中,要根据实际情况合理安排短肢剪力墙的树木,确保短肢剪力墙应用的科学合理,在提升建筑抗震性能的前提下保障用户的安全。另外,在短肢剪力墙施工过程中,要严格根据国家的相关规定执行,按照相应的法律法规进行施工,在符合国家设计要求的前提下进行短肢剪力墙的施工。在实际施工过程中,短肢剪力墙设定的数目多少要经过严格的分析,墙肢长度要根据尺度度量,尽量降低墙体过刚性的程度,防止墙体质量水平降低,抗震能力减小,给施工建筑造成不必要的损失。在短肢剪力墙的数目设定不合理的情况下,即使短时间内不会造成威胁,也会导致墙体过于柔性,虽然能够承受较大的侧向力,但是纵向的承载能力会降低,给施工工程留下很大的安全隐患。
3.结语
        综上所述。短肢剪力墙的应用十分广泛,短肢剪力墙以其对建筑格局的改善以及对建筑抗震性能的提升深受施工方的喜爱。但是短肢剪力墙的错误应用也会造成有一定的消极影响,因此,在短肢剪力墙的设定过程中,要严格按照相关要求执行。
参考文献:
[1]俞张燕,周德源,郭昌漙,刘凌飞.短肢剪力墙结构抗震性能及改善方法研究[J].建筑结构,2017,47(S2):381-386.
[2]张辉,周雪峰.短肢剪力墙结构体系抗震性能分析[J].山西建筑,2013,39(35):34-35.
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