趙剛
【摘要】作為建筑工程中常見的組成部分,剪力墻對整個工程結構、投入使用有著極其重要的作用,其施工技術如何,將直接關系著房建工程的正常使用。在此,本文針對房建工程剪力墻結構施工中常見的技術要點作如下分析。
【關鍵詞】技術;結構;配筋率;應用;連梁
剪力墻結構是常見的建筑結構形式之一,它和框架結構相互結合形成的框剪結構使建筑內部結構更加豐富。在剪力墻的設計中要根據墻體的集合尺寸和受力形態進行分析,尤其是柱和墻體之間的特點,在不同的比值中都要根據不同形式進行設計。剪力墻在受壓后,它平面內的剛度和承載力按照平面外的剛度進行計算,尤其是剪力墻和墻體外梁連接處時,就形成了墻肢結構,但是在這些情況中都不能按照外搭結構和實際承載力進行計算,這時候就需要采取適當的設計,對剪力墻和平面外的梁體進行鏈接。所以要盡可能的避免外搭情況的出現,將剪力墻的平面外質量和安全。
一.墻體的設置及計算
墻體在設計中必須考慮到水平和豎向力的作用,驗算過程中要將內力按照偏壓進行墻體承載力的計算。在進行局部受壓承載力驗算時要以幾種荷載力作為依據,尤其是針對剪力墻的計算中,要將異形墻的設計寬帶計為最小。剪力墻經常出現在門窗洞口的邊緣處,墻體的總厚度為剪力墻厚度和各翼墻厚度的總和。剪力墻的種類根據剪力墻的高度和尺寸有很大關系,剪力墻在很大程度上接近板和柱的受力形式,很多柱的厚度和墻體設計比值十分接近,這種結構多數處于雙向受壓,屬于異形柱的范圍。
二.剪力墻的施工技術分析
剪力在結構上屬于平面面積大,而且厚度小的結構,為了提高高層建筑的空間范圍,剪力墻在布置中取雙向結構布置,這樣不僅能提高空間的結構尺寸,同時能夠加強抗震性,在剪力墻布置中還要減少單向剪力墻的結構布置,要保持兩個方向之間的剛度接近,剪力墻的結構布置要遵循受力分部均勻的原則,在使結構中心和剛度中,心相互靠近。以減少產生的扭轉效應。必要時可以通過改變墻體肢長和連梁高度進行剛度位置的調整,如果剪力墻的側剛度過大,就會影響到結構的自振周期,使建筑結構出現不利的狀況,這時我們要利用剪力墻的抗側強度較大的能力,使剪力墻的縱橫方向承載能力較大。剪力墻和外方向的連梁是剪力墻結構設計中的重點,在這一結構上會影響到墻肢平面的外彎矩,當墻體厚度小于梁體高度時可能會產生兩段彎矩的現象,這對墻體平面以外的影響很大,所以要根據結構形式制定相應的處理辦法,來提高安全系數,如果樓面的橫截面較小可以把結構設計變為剛接形式,這樣可以起到減少墻肢平面外變矩的作用,剪力墻的內部剛度和承載力相比很大,這樣相對來說平面的外剛度和承載力相比很小。如果當剪力墻和平面外的梁體接觸時機會加大彎矩狀況,這與在設計中避免墻肢外彎矩的相矛盾。墻體的設計要考慮到水平和豎向作用進行結構整體分析,同時在剪力墻承載力計算中,對帶翼墻的計算寬度要做到取值最小,同時剪力墻之間的間距也要合理的控制。
三.剪力墻的配筋設計及配筋率
建筑抗震規范中對剪力墻底部必須進行加厚處理,要使墻體滿足1.2級抗震要求,同時,抗震等級不小于20厘米。而且高于層高的1/16。如果墻體的端頭不存在翼墻和暗柱時,加厚高度不得小于層高1/12。這些規定雖然適用于多層建筑,但是針對高層剪力墻結構卻不適用,在加上很多業主都對室內要求視野開闊,不設外縱墻,所以像這樣的特殊情況的高層建筑都采用概念設計,并且控制好墻體軸線,要使受力結構滿足墻體截面條件,同時在結構上適當的增加暗柱,確保整體連接性達到減少墻體厚度的作用。
在墻體設計中要保證1-3級的剪力墻配筋的水平分布,尤其在豎向和水平分布筋的配筋率不得小于0.25%,框剪結構墻體的加筋率都不能小于0.3%。這在高層設計中的選擇結構最為合理,但是這些結構的與低矮的墻體都是不合適的,具體在設計中建筑需要大量的水平步筋和配筋數量,尤其是梁體結構等更需要進行詳細增加。
四.梁體設計和結構應用
1.連梁的作用
實際的剪力墻的結構中,連接墻肢與墻肢的梁稱為連梁,在水平的符合作用下,使墻肢彎曲,這樣連梁的端部就會產生轉角,這樣造成連梁內力的出現。這樣會對墻肢有著一定的約束的限制,從而可以改善墻肢的受力情況,所以連梁對剪力墻結構是比較重要的。
2.連梁設計的解決措施
在帶有連梁設計的剪力墻結構中,其跨高和截面的大小受到很多因素影響,一旦設計的不合理就會影響連梁的實際承載力或者造成截面與設計的需求不符的情況,所以設計的時候需要考慮幾點:對連梁的剛度進行折減連梁由于跨高比較小,與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內力往往很大,連梁屈服時表現為梁端出現裂縫,剛度減小內力重分布。因此,在開始進行結構整體計算時,就需對連梁剛度進行折減高規中解釋說高層建筑結構構件均采用彈性剛度參與整體分析,但抗震設計的剪力墻結構中的連梁剛度相對墻體較小,而承受的彎矩和剪力很大,配筋設計困難通常,設防裂度低時可少折減一些(6.7度時可取0.7),設防裂度高時可多折減一些(8.9度時可取0.5),但折減系數不宜小于0.5,以保證連梁承受豎向荷載的能力.增加剪力墻洞口的寬度、減小連梁高度增加剪力墻洞口的寬度,即增加連梁跨度,減小連梁高度,其目的是減小連梁剛度,同時由于減小了結構的整體剛度,也就減小了地震作用的影響,使連梁的承載力有可能不超限增加剪力墻的厚度.
五.邊緣結構
通過很多試驗表明,剪力墻結構的延比性不好,相對來說工字型和槽形的剪力墻的延性比要比較優秀,通過計算發現剪力墻截面的兩端通過翼墻邊緣設計能夠提高墻體的延展性。所以矩形墻體的邊緣構件不金可以提高墻體的延性,同時還能防止剪力墻在出現水平剪切滑動。墻體的抗剪能力主要體現在墻體中出現的端柱、翼墻柱、轉角墻柱等,在現階段的規范中對墻體邊緣結構和構件的抗震措施有著明確的要求,需要結構類型和受力狀況進行分析,對剪力墻端墻位置和洞口兩冊的加強邊緣設定相應的代表值,在墻肢軸壓比的界線和邊緣構件在重力荷載代表值作用下墻肢軸壓比的界線及加強部位要求分為約束邊緣構件和構造邊緣構件兩類。
結束語:
剪力墻的實際厚度要根據連梁截面的具體形式來設計,在加強截面后,要保證結構整體的剛度,在使結構在收到外力威脅的同時最大限度極大內力承受能力,另一方面連梁的承載力和剪力墻的厚度成正比,一旦剪力墻增加,地震發生時內力就不能按照墻體厚度進行泄力分配,在這個等比過程中,要梁體所占比例要小于剪力墻,所以剪力墻的設計必須按照實際需求和設計進行相應的解決方法,在設計古城中要做到最好的剪力墻設計效果,保證建筑的質量安全。
參考文獻
[1]劉緒勇,何俊文.某小高層住宅的剪力墻截面優化淺析[A].山東建筑學會建筑結構專業委員會、山東土木工程學會工程設計及電算專業委員會2006年學術交流會論文集[C].2006年
[2]呂瑞孝,姜劍虹.高層建筑剪力墻結構設計需關注的要點[J].科技信息,2011年19期
[3]廖倩文.概述高層建筑剪力墻結構設計之要點[J].科技促進發展(應用版),2010年06期
[4]辛力.高性能混凝土剪力墻直接基于位移的抗震設計方法研究[D].西安建筑科技大學,2009年