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1剪力墻結構布置
剪力墻的作用是在承受豎向荷載、水平地震作用和風荷載三個方面上表現出來的。如果平面為矩形、T形和L形,剪力墻結構的布置方向是沿縱橫兩個方向;如果平面為三角形和Y形,那么剪力墻的布置方向是沿任意三個方向;如果平面為多邊形、圓形和弧形,那么剪力墻的布置方向是沿環向和徑向。剪力墻是沿豎直方向貫通整個建筑物內部結構的,并且要保證剪力墻不會中斷。頂層若存在用于設置大房間而取消剪力墻的部分,那么就要加強其他部分的剪力墻的構造;若底層存在取消剪力墻的部分時,要設置轉換樓層,還要根據相關規定進行結構設計。剪力墻的厚度不是一成不變的,其可以根據階段變化而適當改變,按照規定,剪力墻厚度每次減少的量是50~l00mm,這樣的做法是為了保證剪力墻剛度均勻,連續改變、厚度改變以及混凝土強度等級的改變是為了錯開樓層。通常情況下,減小厚度要兩側同時內收,以避免上下剪力墻結構發生偏心情況。
2.1高層剪力墻結構的抗震優化設計為了降低地震對建筑物的破壞程度,相關機構分析了我國歷史上的地震記錄,最后得出結論:地震會對高層剪力墻結構造成嚴重破壞,原因是高層剪力墻結構的底層剛度與上部剛度存在很大差距,在這種情況下,當地震集中作用于其底層時,底層會發生劇烈的集中的變形。所以,在優化高層剪力墻結構的抗震結構設計時,要把重點放在控制底層剛度與上部剛度的差距上。除此之外,因為不同地區的地震等級不同,所以相應的抗震設計也要結合地區的具體情況而定,盡量做到經濟和安全兩個方面。
2.2高層剪力墻結構的連梁優化設計在高層剪力墻結構中,對抗震效果起到決定作用的構件是連梁,其作用原理是通過消耗震能來達到減小破壞力度的目的。若連梁破壞了,其他抗震結構也會受到較大影響,對整個結構體系的壽命來說也起到了至關重要的作用。所以,在高層剪力墻結構的優化設計過程中,要對連梁進行強剪弱彎的驗算,并保證連梁的剪切破壞在彎曲破壞之后。在進行人為加大連梁縱筋的工藝,要在能夠滿足其強剪弱彎的要求的前提下進行。另外一味地加大箍筋不能保證能夠達到其強剪弱彎的要求,因為如果連梁不能滿足其截面控制條件時,增加箍筋會使連梁在其箍筋充分發揮作用之前就發生剪切破壞。對連梁截面的抗剪進行計算時,要將跨高比超過2.5的連梁的剪力設計值乘以增大系數。
2.3高層剪力墻結構的布置優化高層剪力墻結構的布置原則是簡潔和規則,這樣的要求是為了確保結構的質心與剛心重合。其中要特別注意剪力墻的方案布置、墻肢的長短等要均應合理,這樣就會使高層剪力墻結構的抗剪剛度相對較大,但如果平面形式比較復雜、布置的墻肢較長,那么會出現受力過于集中、局部剛度過大現象的可能性也會提高,有時只需要布置極少的剪力墻才可以滿足上下層的抗側剛度比限值。綜上所述,在剪力墻布置方案上必須要堅持“對稱、均勻、周邊、分散”原則,并適當布置墻片,墻片平面形式要選擇“一”字形式。此外,剪力墻的最大間距要符合規定,在縱向剪力墻的外縱軸上要布置好開窗洞的剪力墻,以達到增強其橫向抗傾覆能力的目的。
2.4剪力墻結構的地基基礎設計對于地基條件較好的高層建筑,其地下室可以采用天然地基或復合地基,具體的方案還要根據建筑物的層數和剪力墻的間距而定。當建筑層數超過十層時,通常會采用梁板式筏形基礎比較合理;當建筑層數超過二十層時,通常采用平板式筏形基礎較為合理。對于地基條件不好的建筑,其地下室可以采用樁基礎。如果是小高層,可以采用獨立樁基承臺加構造梁板;如果是高層,可以采用沿墻下承臺梁布樁加構造底板。
3結束語
剪力墻結構體系對高層建筑的經濟性能和結構安全性能起到了決定性作用,所以結構設計人員不僅要根據相關規定進行設計,還要考慮到當地具體的情況以及建設單位的要求,嚴格控制相關因素,使高層結構體系達到最優化。
作者:張力單位:宿遷市新筑藝建筑設計有限公司