高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[精品資料]

高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析 -精品資料 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 最新最全的 學(xué)術(shù)論文 期刊文獻(xiàn) 年終總結(jié) 年終報(bào)告 工作總結(jié) 個(gè)人總結(jié) 述職報(bào)告 實(shí)習(xí)報(bào)告 單位總結(jié) 摘要：本文論述了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念和作用，以及剪力墻的破壞機(jī)理，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)的超長(zhǎng)問題，介紹了剪力墻連梁的設(shè)計(jì)問題。 關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；超長(zhǎng)問題；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；連梁設(shè)計(jì) TU208.3A 隨 著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在建筑高度不斷增長(zhǎng)的情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)由于其本身的優(yōu)點(diǎn)克服了高度所帶來的問題，因此日益成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主流，但其也存在一定的缺陷。本文在分析了剪力墻優(yōu)缺點(diǎn)的情況下，闡述了剪力墻設(shè)計(jì)中存在的一些問題，并提出了一些見解。 剪力墻的基本概念和作用 剪力墻是建筑物結(jié)構(gòu)中承受剪力的墻體。在剪力墻中鋼筋混凝土剪力墻應(yīng)用較為普遍，也有小部分用到了砌體剪力墻。由于剪力墻抗震的特點(diǎn)剪力墻也被稱為抗震墻。剪力墻的墻肢強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其厚度，其墻體平面內(nèi)的剛度很大，通常幾倍于柱子的 剛度，因此大部分的水平荷載都是由墻體承擔(dān)的，柱子只承受了小部分。剪力墻大比重承擔(dān)荷載的特點(diǎn)間接地減弱了柱子的作用，柱子在設(shè)計(jì)中尺寸就相應(yīng)減小了。剪力墻同時(shí)具有較大的承載力，也可以作為承重墻。 剪力墻主要分為實(shí)體墻或者整截面墻、多肢或者雙肢剪力墻、整體小開洞墻和壁式框架。下圖如剪力墻的分類。這幾類剪力墻其墻體中開孔的大小、數(shù)量和位置存在的差異，引起其受力特點(diǎn)和內(nèi)力的分布有所不同，在變形狀態(tài)方面也存在著區(qū)別。高層房屋中大量運(yùn)用了剪力墻結(jié)構(gòu)的概念，鋼筋混凝土墻板因其自身的優(yōu)點(diǎn)在很大部分上能夠來代替框架結(jié) 構(gòu)中的梁柱，不僅能夠承擔(dān)各類荷載，而且還能有效的限制水平荷載的所引起的內(nèi)力效應(yīng)。剪力墻結(jié)構(gòu)同時(shí)能夠承受豎向和水平向的內(nèi)力。如今大部分的設(shè)計(jì)工作人員都知道剪力墻設(shè)計(jì)的概念，但其設(shè)計(jì)理念卻很難完整的應(yīng)用到實(shí)際工程中，很多情況下設(shè)計(jì)人員想表達(dá)的內(nèi)容無(wú)法通過圖紙傳達(dá)給施工人員，究其原因，主要是在處理具體構(gòu)造方面存在著缺陷。 圖 1 剪力墻的分類 （ a）無(wú)洞整截面墻；（ b）整體墻；（ c）小開口墻；（ d）雙肢墻；（ e）多肢墻；（ f）大開口墻；（ g）壁式框架 剪力墻破壞的機(jī)理 剪力墻作 為一個(gè)平面構(gòu)件，主要承受的力有沿其平面作用的水平剪力，在剪力作用下將產(chǎn)生 “ 剪切型變形 ” ，同時(shí)承受彎矩和上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的豎向軸力，在彎矩作用下將產(chǎn)生“ 彎曲型變形 ” ，剪力墻最終的受力變形就是這兩種變形按一定比例的疊加。當(dāng)變形超過一定限度時(shí)剪力墻將會(huì)破壞，根據(jù)受力特點(diǎn)和變形的比重不同，剪力墻的破壞形式主要有彎曲破壞、沿水平施工縫滑移破壞以及剪切破壞和鋼筋錨固破壞，后兩者是屬于脆性破壞。掌握剪力墻的破壞機(jī)理，對(duì)于在設(shè)計(jì)中有效的增加其抗剪能力，減弱其變形有一定的作用。 剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) 在剪力墻 結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土板在取代框架梁結(jié)構(gòu)中梁柱的同時(shí)，也接受了承擔(dān)梁柱上各種荷載的作用。剪力墻的使用提高了結(jié)構(gòu)的承載力，能夠有效的抵抗豎向和水平荷載。剪力墻于周邊梁、柱同時(shí)澆筑整體性好，抵抗剛度大，側(cè)向變形小，對(duì)于地震作用抵抗能力較好，同時(shí)具有良好的變形性能。這些優(yōu)點(diǎn)使剪力墻結(jié)構(gòu)越來越多被廣泛的應(yīng)用。剪力墻同時(shí)具有隔墻和承重墻的功能，相對(duì)而言，更加經(jīng)濟(jì)節(jié)約。 剪力墻在擁有許多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也不可避免的有一些缺點(diǎn)，所以要充分認(rèn)識(shí)到剪力墻的缺點(diǎn)，以求在設(shè)計(jì)中能夠做到合理的揚(yáng)長(zhǎng)避短。剪力墻的結(jié)構(gòu)自重較大，自振周 期較短，又加上其本身的特點(diǎn)導(dǎo)致抗側(cè)剛度偏大，使得剪力墻在地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大的反應(yīng)，這無(wú)形中要加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，造成了工程造價(jià)的提高；由于剪力墻多采用重量偏重的鋼筋混凝土，這大大增加了建筑的重量，也同樣的增加了對(duì)地震的反應(yīng)；剪力墻本身的強(qiáng)度較大，其墻體內(nèi)的配筋都采用構(gòu)造配筋即可滿足要求，較低的配筋率導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的延展性能較差；剪力墻的結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致了在墻肢部分承受的軸壓較低，使墻肢的強(qiáng)度性能無(wú)法完全發(fā)揮出來，造成了一定的浪費(fèi)；剪力墻在受到了樓板跨度的限制下，其間距無(wú)法較大，這很大程度上限制了設(shè)計(jì)的靈活性 ，在大型的有多樣性結(jié)構(gòu)形式的公共建筑中，剪力墻的使用仍然帶有很大的局限性。在充分認(rèn)識(shí)理解剪力墻缺點(diǎn)的情況下，可以做到更好的規(guī)避其缺點(diǎn)，靈活的應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，為建筑結(jié)構(gòu)帶來一定的便利。 剪力墻結(jié)構(gòu)的超長(zhǎng)問題 混凝土規(guī)范第 8.1.1 條規(guī)定鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)伸縮縫的設(shè)置應(yīng)考慮溫度變化和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，現(xiàn)澆式鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距為：當(dāng)在室內(nèi)或土中時(shí)為 40m，露天時(shí)為 30m，而現(xiàn)澆框架剪力墻或框架核心筒結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距可取 40m50m，但隨著如今建筑物的體型和跨度不 斷增加，卻又要求不設(shè)伸縮縫，這顯然與規(guī)范相矛盾。目前許多工程中的伸縮縫間距都突破了規(guī)范的規(guī)定，也造成了設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中遇到超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)的膽量越來越大。筆者認(rèn)為，今后當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該慎重處理為好，過長(zhǎng)時(shí)應(yīng)該盡量設(shè)置溫度伸縮縫，宜較嚴(yán)格遵守規(guī)范規(guī)定的限值，通過研究大量的工程資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)超長(zhǎng)剪力墻結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫的原因有以下幾點(diǎn)：（ 1）剪力墻是混凝土結(jié)構(gòu)，具備了混凝土結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)，收縮和徐變都較大，一定程度上也受到溫差的影響，由于剪力墻跟柱梁現(xiàn)澆在一起，對(duì)樓面、屋面的限制比較大，當(dāng)結(jié)構(gòu)收縮時(shí)，更容易產(chǎn)生變 形，出來裂縫。（ 2）在追逐經(jīng)濟(jì)利益的情況下，導(dǎo)致了建筑物的施工質(zhì)量問題，這增加了裂縫出現(xiàn)的可能性。當(dāng)私人購(gòu)買剪力墻結(jié)構(gòu)的住房時(shí)，裂縫的出現(xiàn)雖然不會(huì)有安全問題，但會(huì)影響購(gòu)買者的情緒，引起不必要的社會(huì)反面影響。（ 3）剪力墻結(jié)構(gòu)的收縮變形受到了多種因素的影響，內(nèi)因是剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑物形狀復(fù)雜，混凝土本身存在的收縮變形大，約束應(yīng)力積聚也大的缺點(diǎn)；外因是工程施工中由于多種原因的影響，施工工藝和質(zhì)量往往無(wú)法達(dá)到要求，因此即使在設(shè)計(jì)合理的情況下，也難以避免在受約束出現(xiàn)收縮變形時(shí)剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。（ 4）在商品混凝土使用 過程中，由于運(yùn)輸?shù)男枰哟笏嘤昧浚瑴p少粗骨料的粒徑，這些都會(huì)引起混凝土收縮變形量的加大，對(duì)裂縫的產(chǎn)生有造成了不利的影響。通過充分分析產(chǎn)生裂縫的原因和各個(gè)環(huán)節(jié)中的變化特點(diǎn)，研究采用何種方式和設(shè)計(jì)可以盡量較少的產(chǎn)生裂縫，這些都需要設(shè)計(jì)人員孜孜不倦的努力。 針對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該慎重處理伸縮縫的間距問題，過長(zhǎng)時(shí)應(yīng)該盡量設(shè)置溫度伸縮縫，但可通過采取合理的措施來放寬伸縮縫的間距。規(guī)范明確規(guī)定當(dāng)采用有效的構(gòu)造措施和施工措施可減小溫度和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí)，可適當(dāng)放寬伸縮縫的間距，這些措施可包括但不限于下 列方面：（ 1）頂層、底層、山墻和縱墻端開間等受溫度變化影響較大的部位提高配筋率。（ 2）頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施，外墻設(shè)置外保溫層。（ 3）每 3040m 間距留出施工后澆帶，帶寬 8001000mm，鋼筋采用搭接接頭，后澆帶混凝土宜在 45d 后澆筑。（ 4）采用收縮小的水泥、減小水泥用量、在混凝土中加入適宜的外加劑。（ 5）提高每層樓板的構(gòu)造配筋率或者采用部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。 剪力墻的連梁設(shè)計(jì) 連梁是與剪力墻相連的梁，一般具有跨度小，截面大的特點(diǎn)。下圖為連梁示意圖。在建筑物中剪力墻傳遞水平內(nèi)力的特性使連梁 的內(nèi)力往往較大。建筑物的連肢墻在內(nèi)力的作用下，產(chǎn)生的破壞主要有脆性破壞和延性破壞兩種。 圖 2 連梁示意圖 脆性破壞有兩種不同的情況，第一種脆性破壞是發(fā)生在墻肢的。墻肢的抗剪能力弱，很容易產(chǎn)生剪切破壞，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的突然坍塌。設(shè)計(jì)中應(yīng)該采取措施避免這種情況的發(fā)生。另外一種破壞脆性情況是連梁?jiǎn)适Я藢?duì)墻肢的約束作用。這是由于連梁在剪力作用下發(fā)生破壞，使得連肢強(qiáng)各個(gè)墻肢失去作用。延性破壞也有兩種情況。第一種情況是墻肢發(fā)生彎曲破壞，但連梁不屈服。這種情況由于其變形較小對(duì)地震能量的吸收能力較低，因此需 要避免這種情況的出現(xiàn)。第二種情況是連梁和墻肢先后發(fā)生屈服。連梁足夠的延性能夠吸收較多的地震能量并對(duì)墻肢有一定的約束能力。 在進(jìn)行連梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于連梁計(jì)算結(jié)果不滿足連梁截面尺寸要求時(shí)，根據(jù)高規(guī)要求可減小連梁截面高度或者采取其他減小連梁剛度的措施。同時(shí)在抗震設(shè)計(jì)剪力墻連梁的彎矩可塑性調(diào)幅，但是內(nèi)力計(jì)算時(shí)對(duì)于已經(jīng)按照高規(guī)的規(guī)定降低了剛度的連梁，其彎矩值不宜再調(diào)幅，或限制再調(diào)幅的范圍。 隨著建筑高度的不斷增加，剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用變得廣泛，剪力墻結(jié)構(gòu)由于自身優(yōu)勢(shì)有效地解決了建 筑高度所帶來的問題。文章通過深入分析剪力墻結(jié)構(gòu)受力機(jī)理，通過結(jié)合剪力墻優(yōu)缺點(diǎn)，提出了剪力墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出了一些見解，為同行提供參考借鑒。 參考文獻(xiàn)： 1GB200111-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 S 2010 2JGJ3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程S 2010 3GB500lO 一 2Ol0 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 S.2010 4王曉莉 .高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 J.山西建筑 2010(03)： 118119 5王建敏 .高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討 J.福建建材 2013(01)： 1115 閱讀相關(guān)文檔 :云南省文山官房鎢礦地質(zhì)特征及勘探分析 土建項(xiàng)目工程造價(jià)的全過程控制探究 公路橋梁大直徑樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì) 探究高速公路橋梁高墩施工技術(shù)的應(yīng)用 淺議鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)支承玻璃幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用 探討玻璃幕墻光污染的危害及防治措施 建筑工程中的深基坑支護(hù)施工論述 淺談井巷工程控制測(cè)量 工民建中的防水防滲施工技術(shù) 水利工程管理中的常見問題及對(duì)策分析 芻議工程造價(jià)控制中的工程變更管理 當(dāng)前生態(tài)建 筑設(shè)計(jì)的發(fā)展