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高层建筑装配式剪力墙结构设计分析

2020-11-30黄晓兰

建筑与装饰 2020年30期
关键词:剪力墙装配式结构设计

黄晓兰

摘 要 本文介绍了高层建筑装配式剪力墙的结构体系,并总结了结构体系的分类以及结构设计的原理、过程和方法。阐述了剪力墙结构的主要设计方式以及各个结构构件的连接和承载力,希望能够为相关部门提供参考。

关键词 高层建筑;装配式;剪力墙;结构设计

随着我国建筑工业化的迅猛发展,预制混凝土结构正越来越多地用于建筑项目。这些类型的结构使用可以有效地改善由昂贵且缺乏人力的传统建筑结构所引起的环境污染。组装式整体剪力墙结构的设计研究仍处于发展阶段,许多方面还不完善,因此本文着重研究组装式整体剪力墙结构的设计。

1组装式整体剪力墙结构设计方法

本文主要介绍了我国预制建筑的具体设计方法和相关要求,并阐述了相关设计原则以及关键构件连接设计方式。

1.1 基本原则

预制剪力墙结构是根据规格和“就位”原则(即相对成本)设计的。测试结果证明,组装好的整体剪力墙结构的性能与现浇剪力墙相似,它们具备相同的结构性能。在设计预制剪力墙结构时,必须使用高强度混凝土和高强度钢筋来增加结构的刚度和完整性。与现浇结构不同,装配集成结构设计的连接部分设计是结构设计的核心。特别是连接设计通常需要根据项目的实际情况采取可靠的连接配置措施[1]。

1.2 设计过程

目前,我国政府正在积极开发预制构件,并制定了鼓励我国企业开发和建造预制构件的政策,并且一些地区对预制构件的速度提出了明确要求。对于预制混凝土结构建筑物,使用预制组件的体积与组件总数之比必须达到指定值。在设计项目之前,必须阐明项目的施工标准和施工目标。组装好的整体式剪力墙结构的设计过程可以大致分为技术规划阶段和规划决策阶段。技术规划阶段主要是弄清项目的工程背景和甲方的要求,以确定项目的必要技术路径,规划决策阶段是实现项目建设的关键过程。

(1)技术规划阶段。首先,弄清项目的背景信息,确定项目大纲,并选择合理的结构系统。组装后的整体剪力墙结构主要是使剪力墙承受垂直和水平力,并且具备更灵活的空间结构布局,能够有效应用于高层住宅建筑。甲方应明确组装率的要求,以确定建设项目追求高水平的工业发展还是满足当地对预制构件的政策要求[2]。

(2)项目阶段。在此阶段,设计人员必须根据现有工程建筑图纸对目标建筑物的结构设计进行建模。组装的整体式剪力墙结构房屋设计必须遵守模块化调整的原则,同时满足结构安全性、适用性和耐用性,以便预制零件可以具有“更少的规格和更多的组合”[3]。当结构达到结构的机械性能和规格后,必须提供相应的深入工作。

2装配整体式剪力墙模型弹性时程分析

弹性时程分析是时程分析方法的动态时程分析,通过输入和整合结构基本运动方程中的地震加速度记录,来获得结构在这段时间内的地震效应。弹性时程分析法是一种结构动力学计算方法。

2.1 时间历史分析方法应用范围

當结构复杂特殊时,弹性时程分析方法可以通过动态时程补偿结构的地震作用。这里的特殊结构是指某些高层或超高层建筑的特殊不规则建筑物,或超过规范和A类建筑物指定的特定高度特殊高层建筑。结构不规则主要有四种类型:平面不规则、垂直不规则、复杂的高层结构以及超出规范的结构。这种结构也表现为不规则扭转,其需要额外的地震计算。

2.2 地震波选择

(1)光谱特征。从类型、地震波大小和震中距离以及地球地震加速度记录数据库中,选择并记录数百种地面加速度,以获得每个记录的响应谱。地点类型分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组。分为远地震、正地震和近地震。对响应频谱进行平滑处理,以在代码中获得地震影响因子曲线。

(2)地震波的有效峰值。所选地震波的有效峰值基于GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中的表1。

(3)地震波数量选择。在弹性时程分析中选择的地震波是自然波和人工波的组合。通常是两种,天然波浪与人造波浪相结合。此组合适用于结构高度低且主体相对规则且对称的高层结构。对于超高层结构、大跨度结构和多塔结构等复杂的高层结构,应选择7套地震波组合进行分析[4]。在这种结构中,只能分析地面上的单个塔,并且可以选择和验证三个地震波来分析单个塔。

3结束语

本文主要介绍组装式整体剪力墙结构,它是一种组装式结构。零件在工厂进行预制,然后组装并现场浇筑,再与混凝土的层合在一起形成整体结构。与传统的剪力墙结构施工方法相比,组合式整体剪力墙结构的施工效率较高。通过减少组装结构施工现场的湿工作量。我国提倡绿色环保,新建筑方法的发展也应符合中国的环境保护政策。

参考文献

[1] 韩爱红,许衍彬,安亚楠,等.剪力墙结构体系的优化设计[J].低温建筑技术,2020(1):86-88,91.

[2] 汪梦甫,杨惠迪.预制混凝土剪力墙结构体系的研究现状与改进策略[J].工程抗震与加固改造,2020,21(1):1-9.

[3] 孟琳,罗碧玉.高层装配整体式剪力墙结构建筑设计及施工控制[J].粘接,2020,42(5):120-123,136.

[4] 钱稼茹,崔瑶,张薇.装配式空心板剪力墙结构叠合连梁抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2020,41(1):51-60.

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