1剪力墙结构
在建筑结构的设计中,通常情况下,可依据墙体的受力特点将其分为承重墙以及剪力墙,承重墙主要承受墙体竖直方向的受力,而剪力墙承受的则主要是墙体水平方向的受力。在建筑物中,剪力墙主要起到抗震以及挡风的作用,因而,也被称作抗震墙或是挡风墙。剪力墙结构中多采用钢筋混凝土结构进行构造,以防止剪力墙受到剪切破坏。剪力墙结构的抗侧刚度较大,整体性能较好,且消耗的钢筋量也较少等,基于剪力墙的诸多优点,其在高层建筑中的应用愈来愈广泛。依据剪力墙的开洞情况以及组合方式可将剪力墙分为四种类型,一是实体墙,实体墙只有极少数的开洞甚至是没有洞口,因而,可将其洞口存在直接忽略掉;二是整体开口较小的剪力墙,开洞面积大于整个墙体面积的15%,门窗洞口的尺寸大于实体墙的尺寸,且其墙肢中有局部弯矩;三是双肢和多肢剪力墙,其开洞面积较大且洞口呈现出成列分布的现象;四是壁式框架,连肢墙的洞口若开的更大一点,就会使墙肢的刚度受到影响变得更弱,而连梁的刚度就会相对变强,此时剪力墙受力的特点就和框架结构较为相似,然而,剪力墙厚度要小于框架结构的梁柱宽度,因而,多将其称为壁式框架。
2钢混结构
钢筋混凝土是由水泥、钢筋、碎石、水等建筑材料按照一定的比例混合而成的,其是钢混结构最为主要的材料。钢筋混凝土作为钢筋和混凝土混合组成的结构,因钢筋的抗拉力强,而混凝土的抗压性能好,这就使得钢混结构具有抗震、抗腐蚀、耐久坚固、防火、整体性强等诸多优点,且房间的进深、开间较大,在进行空间分割时也较为灵活,这使得钢混结构被愈来愈广泛的应用于多、高层建筑中。
3高层建筑剪力墙中钢混结构的施工
3.1布置钢筋
(1)在剪力墙结构中,水平分布的钢筋通常采用双排布置的形式,且在布置时应注意将水平分布的钢筋设置在外侧,竖向分布的钢筋设置在内侧,以充分利用钢筋抵抗温度的应力,避免因温度变化造成的混凝土破裂。
(2)通常而言,在剪力墙结构中竖向分布的钢筋采用的多为双层布置,且宜连续性的穿过暗梁,并以拉结筋的方式进行布置,以起到固定竖向分布的钢筋以及暗梁的纵向钢筋的作用,并加强对于竖向钢筋的制约。
(3)剪力墙连梁的纵向钢筋布置应位于全部构件的最里侧,暗梁纵向钢筋的布置应在两端暗柱纵筋的内侧,且两端都应瞄固于暗柱中。
3.2锚固钢筋
(1)在进行剪力墙结构的钢筋锚固时,应确保钢筋锚固的长度满足最小长度要求,以保证结构的构造措施。
(2)剪力墙结构中水平分布的钢筋应延伸到墙端,并向内水平弯折到一定程度后再将其截断,当剪力墙的端部有转角墙或是翼墙存在时,内墙两侧以及外墙内侧水平分布的钢筋应延伸到转角墙或是翼墙外边后,再向两侧进行水平弯折符合一定要求时将其截断。对于转角墙处外墙外侧水平分布的钢筋应在墙端的外角处将其弯进翼墙,并和翼墙外侧水平分布的钢筋相搭接。剪力墙有边框时,其竖向以及水平分布的钢筋应分别贯穿梁、柱或是锚固在梁柱内。
(3)剪力墙其竖向分布的钢筋一般应锚固在基础墙体或是地下室处,如果上下墙体的厚度一致,应将竖向钢筋错开搭接,而如果上下墙体的厚度不一致时,应将竖向钢筋锚固至地下室或是基础墙体的墙板中。
3.3钢筋的搭接
剪力墙结构中钢筋的搭接多以绑扎连接较为常用,因而,本文对绑扎连接的施工要点进行简要的阐述。
(1)水平分布的钢筋的连接长度应不小于规定要求,且确保其同排以及上下相邻水平分布的钢筋连接接头在水平方向的净间距满足相应要求。
(2)剪力墙中纵向分布的钢筋其长度应满足相应的要求,且水平段钢筋长度不应过长,以便于进行绑扎,对于竖向分布的钢筋搭接可在相同的高度进行,且搭接长度应符合有关要求。
(3)对于预留钢筋,应将其表面清理干净后调直理顺。如果剪力墙中存在暗梁或是暗柱,应先捆绑暗梁以及暗柱的横筋,再捆绑周围的横筋。对于剪力墙中的钢筋网进行绑扎时,应确保扎牢所有钢筋的交汇点,避免钢筋网片的歪斜和变形。在浇筑混凝土时,应修整突出的墙体钢筋,并用一道横筋固定住突出钢筋的间距,在浇筑墙体混凝土时,应有工作人员看管钢筋,待混凝土浇筑结束后立刻对伸出筋进行修整。
4高层建筑剪力墙采用钢混结构的施工注意问题
(1)高层建筑剪力墙在采用钢混结构时,应尤为注意对于整体式钢筋混凝土结构以及装配式钢筋混凝土结构两种结构方式的区别应用。整体式钢筋混凝土结构是指施工现场设置相应的模板,并以钢筋作为配置,同时浇筑上混凝土而形成的。而装配式钢筋混凝土结构则是在将工厂或是施工场地预先制造好的钢筋混凝土构件进行现场的拼装组合而成的。
(2)剪力墙是既是高层建筑的围护墙同时也是其分隔墙,因而,剪力墙的布置必须同时符合建筑结构的结构布置以及水平布置两个方面的要求,剪力墙中其纵向的荷载力以及水平方向的受力均是由钢筋混凝土的土墙来承受的,因而,剪力墙的布置应以平面的主要轴线为定位方向。剪力墙的平面布置应注意,当平面形状为矩形、T形以及L形时,剪力墙应沿着正相交的两个主轴的方向进行布置;当平面形状为三角形或是Y形时,剪力墙的布置可沿着三个方向进行;而若平面形状为圆形以及正多边形、弧形时,剪力墙的布置则可依据环向以及径向进行设置。
(3)剪力墙的纵向布置应保持延续性,以免造成剪力墙刚度的突变,进而影响到剪力墙的抗震性能,另外,如果建筑的顶层没有设置剪力墙时,则需相应的加强其他剪力墙的构造,而若建筑的底层没有设置剪力墙,则应进行转换层的设置。同时,为免刚度发生突变,应阶段性变化的设置剪力墙的厚度,且厚度的改变不宜过大,以确保墙体刚度的连续均匀改变,还应注意的是,厚度以及强度的改变应在错开楼层的前提下进行,且厚度的变化应从两侧同时进行,对于外墙和电梯墙面则可从单面内收。
(4)在合理布置剪力墙后,应按照有关标准规范进行剪力墙结构其截面尺寸的合理选取。在设计剪力墙结构时,应注意对其延展性的要求,剪力墙的延展性是剪力墙结构具有灵活性的重要条件,因而,应采取相应的处理措施,以避免剪力墙结构中的大墙肢受到脆性剪切的破坏。另外,还应根据约束边缘构件的阴影以及非阴影部分的具体要求来设置箍筋,为避免剪力墙结构中的连梁超筋问题,应依据我国相关规范采取一定的应对措施,如适当降低连梁面的高度,在剪力墙的抗震设计中塑性调整剪力墙的监理以及连梁的弯矩,而连梁发生破坏没有显著影响承受竖向荷载情况下,对独立墙肢体结构的内力计算基于多遇地震作用进行。
5结语
钢混结构具有抗震、耐腐蚀、经久耐用、整体性能好等诸多优点,高层建筑剪力墙结构中多采用钢混结构进行构造,剪力墙中钢混结构的施工是施工中难度较高的一个环节,而其施工质量又对整个建筑工程的质量有着重要的影响。这就要求施工人员在具体施工中应准确掌握钢混结构的施工技术,并妥善处理施工中出现的各种问题,做好钢混结构施工的每一个细节,以确保高层建筑的施工质量,促进我国建筑行业更好更快的发展。
作者:张惠国 单位:上海宝冶建筑设计研究院
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