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建筑结构设计软件基于程序的框架—剪力墙结构设计与应用研究

建筑结构设计软件基于程序的框架—剪力墙结构设计与应用研究

摘要:近年来,建筑行业发展迅速。在快速发展的形势下,建筑行业对技术的要求越来越高。对于工程建设来说,如果高层建筑结构的刚度和位移是达标的,在使空方正合理的前提下,什么样的结构框架才能满足这种需求?因此,基于PKPM程序框架的剪力墙结构设计应运而生。该方案框架下的剪力墙结构设置不具有刚性和灵活性,在满足相关设计规范要求和完全满足建筑正常使用的情况下,建筑结构的抗侧力和承载力得到明显提高。因此,这种剪力墙结构框架在建筑行业中地位突出,应用广泛。本文从当今剪力墙结构的应用和设计理念入手,着重分析剪力墙结构为建筑行业的发展提供了哪些技术支持。

关键词:结构设置;施工原则;构造概念

1前言

俗话说,“哪里有需求,哪里就有市场。”所有技术的应用都是在为经济效益的提高做铺垫,剪力墙结构的设计和应用也与这一点有关。那么,这项技术的原理和施工理念是什么?接下来我们就从这两个方面来分析一下。

2剪力墙结构原理

剪力墙结构具有良好的承载力、良好的整体性和空相互作用,比框架结构具有更好的抗侧力能力。所以一般用于室内相对较小空、楼层较高、地震烈度较高的建筑结构中,如一些高层、中高层建筑等。剪力墙不仅承受来自水平构件的竖向荷载,还承受来自风或地震的水平地震,所以剪力墙也叫抗震墙。剪力墙布置时应考虑对称,纵横向尽量对齐,形成纵横向完整的结构体系。同时,在布置剪力墙时,应考虑内柔外刚,坚持均匀、对称、外围布置的原则。比如楼梯、电梯等平面面积较大的部分,如果平面部分凹凸不平或较大,那么这个地方就需要剪力墙的设计结构。就一般建筑的安全性和稳定性而言,剪力墙的设计原则一般坚持双向抗压和抗震的原则,避免内外压力对建筑的破坏。另外,框架中的剪力墙结构设计成带框架的边梁或暗梁,可以对建筑起到更好的支撑作用。另外,根据建筑本身的特点,剪力墙应该应用在整个建筑结构中还是大量应用在结构建筑中,是由建筑本身的性质决定的。

3结构的合理布局

基于剪力墙的结构设计理念,有以下几点。

3.1结构剪力墙的布置原则

在布置剪力墙之前,首先要充分了解和熟悉建筑图纸。同时你要熟悉《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于剪力墙的相关规定,比如对剪力墙厚度和长度的要求。在布置剪力墙时,首先考虑的是使布置好的剪力墙成为一个体系,同时兼顾建筑功能的需要。在布置上,尽量避免短肢剪力墙,尽量避免长肢剪力墙。应坚持均匀、对称、周边布置的原则。结构布置完成后,通过PKPM或YJK等计算软件,完成相关楼板和墙体荷载的相关输入计算,校核剪力墙布置的合理性并满足相关规范的要求,使其具有良好的抗震和使用性能。

3.2剪力墙结构布置要求

在平面方向上,剪力墙沿着平面的主轴方向布置。对于三角形和Y形平面,单个剪力墙的长度不宜过大。当长度很大时,由于单肢剪力墙刚度大,结构周期过短,地震力大。墙体损坏,就失去了大的吸震和竖向承载能力,不经济。因此,应合理确定剪力墙的数量和布置,做到对称、均匀、数量适当。对于剪力墙结构,开间宜控制在6.0~7.0m宽开间和3.0-3.9m小开间之间,这样更经济合理,减少材料消耗,增加建筑面积。较长的墙肢可以设置施工孔,将其分成两个墙肢。当长度超过8.0m时,施工孔应分成小的墙肢。

在竖向上,剪力墙必须在整个建筑的竖向上连续,自上而下,中间楼层不得中断。剪力墙不连续会引起刚度突变,对抗震非常不利。顶层部分剪力墙取消时,其余剪力墙要进行结构加固。取消底部剪力墙时,应设置转换层。为避免刚度突变,剪力墙厚度应分阶段变化。每次减薄量应为50-l00mm,不能过大,使墙体刚度均匀连续变化。厚度和混凝土强度等级的变化应错开楼层。当厚度变化时,两侧应同时回缩。外墙和电梯墙只能一侧收缩。同时,高层建筑结构不应采用全为短肢剪力墙的剪力墙结构。

3.3剪力墙钢筋的配筋

剪力墙结构墙体的配筋分为墙体分布筋和边缘构件配筋。墙体的配筋首先满足计算机计算结果,其次满足《抗震规范》第6.4条的构造要求。至于边缘构件,首先要满足计算机计算的结果。其次,应根据轴压比在底部加固区及其上层设置结构边缘构件和不同的约束边缘构件。此外,上述楼层设有结构边缘构件,这当然也应符合计算机计算的结果。例如,对于次剪力墙结构,其约束边缘构件和结构边缘构件在下表中设置。

除上述要求外,还要求满足《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中剪力墙的构造要求。如钢筋混凝土剪力墙中水平和竖向分布钢筋的直径不应小于8mm,间距不应大于300mm。厚度大于160mm的剪力墙应配双排分布钢筋网;当结构重要部位的剪力墙厚度不大于160mm时,也宜配置双排分布式钢筋网。沿墙两侧应布置双排分布式钢筋网,并采用拉结筋;拉条直径不应小于6mm,间距不应大于600mm,以此类推。

4设计过程中应考虑绿色施工理念

现有的建筑建造理念基本都是在“节能环保”、“经济实用”、“绿色无污染”的理念下进行的。基于PKPM程序框架的剪力墙构造也要参考这个概念。因此,剪力墙的构造理念应遵循以下原则。

(1)建筑材料的选择。在剪力墙的设计和施工过程中,建筑材料的选择也是基于绿色环保的理念。一般在选择材料时,要考虑材料本身的性质。比如污染小、适用范围广的材料可以重复利用。这不仅加强了经济效益的收入,也减少了对环境的压力。另外,在选择材料的时候,也要考虑材料的质量,因为一个建筑的质量是由其构成材料决定的。在各方面不受影响的情况下,剪力墙的建筑材料应按照“优中选优”的原则进行选择。只有材料好了,剪力墙对建筑的支撑力和抗压能力才能加强,整体建筑质量才会优良。

(2)混凝土的养护。说到剪力墙的混凝土养护,就不得不提到养护混凝土的常用方法是“浇水养护”。在混凝土养护过程中,要注意以下几点:一、混凝土的正确使用方法,应使混凝土在浇筑过程中滑动顺畅,避免在摊铺过程中因滑动速度过快而造成墙体出现较大空隙,或因松散的混凝土堆积而造成墙体质量松散。二是减少水分流失。这种失水不仅与墙体本身和养护混凝土有关。如果外部自然条件好,气温高,水分的蒸发量就会大,所以要及时给混凝土补水。另一方面,是控制适宜的温度和湿度条件。对于这种控制,应该实现两个效果。一方面要防止温度和湿度引起的混凝土变形,防止有害的冷缩和干缩。

因此,在剪力墙的设计和建造过程中,混凝土的养护是一个重要的环节,因为混凝土与剪力墙的受力程度有着直接的关系。如果用混凝土建造的剪力墙质量不符合实际要求,用混凝土建造的剪力墙的硬度和强度就通不过考验,在自然灾害面前就不堪一击。

(3)绿色施工技术。当然,施工工艺对剪力墙的设计和施工也有影响。剪力墙施工技术是否通过考验,取决于是否对施工过程中的受力方面有很好的探索,如墙肢的剪力和弯矩,建筑物承载力的抗侧力等。,这些都是对施工技术的考验。此外,施工工艺也应本着环保的理念进行。在应用材料时最好避免浪费,在保证剪力墙质量的同时尽量减少材料的使用。现在建筑的每一个工程都有明确的绿色施工技术要求,剪力墙的设计和施工也不例外。

5结论

剪力墙结构的设计理念和研究方法主要遵循以下几点:保证抗弯强度和足够的延性;加强底部加固部分以外部分的抗弯能力,保证塑性机制的形成机制;提高底部加强部分的剪力设计值,限制其轴压比、剪压比,设置边缘构件等措施,保证延性,避免剪切型脆性破坏。

就其结构设计而言,剪力墙的抗压力要求建筑的承载力和稳定性,大多要考虑大自然对建筑的影响,而对建筑影响较大的自然灾害无疑是“地震”。因此,《抗震规范》和剪力墙抗震设计规定体现了剪力墙的良好性能。对于高层建筑来说,基于延性和位移的抗震设计理念一般应遵循设计者所期望的塑性结构理念,这样才能在地面上建造剪力墙结构。

总的来说,就剪力墙的设计和施工过程而言,其设计原则和施工理念是总的发展方向应该遵循的原则。只有设计理念和设计技术是高质量的,同行业的竞争才会增加经济效益。

引用:

左冬梅,赵鹏。剪力墙连梁计算模型的合理选择与设计[J].辽宁建筑材料,2009 (4): 46 ~ 47。

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张伟杰。基于PKPM程序的框架-剪力墙结构设计[J].低温建筑技术,2017 (1): 70 ~ 72。

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