龙门县建筑设计院
摘要:框架结构以其结构承载力大、结构自重轻、抗震性能好、施工效率高、耐火性好、造价低等诸多优势,广泛应用在房屋建筑工程中,提高了建筑的整体质量和安全性、可靠性。本文对房屋建筑工程中框架剪力墙结构设计技术进行了分析探讨。
关键词:框架剪力墙;结构;结构设计;房屋建筑;技术;
引言:
在房屋建筑施工中框剪结构的应用具备了施工简便、适用性强、性能良好等优势,采用此种结构进行施工可以有效的提升工程施工质量及施工效益。在框架剪力墙结构施工的过程中对于其各项工序都应按照技术标准要求来进行作业,如在钢筋绑扎、模板搭设、混凝土浇筑等过程中都需要严格的进行技术控制,以此来加强房屋建筑框剪结构的质量管理。
1框架-剪力墙结构概述
1.1框架结构
框架结构是指由梁、柱与基础构成平面框架,各平面框架再由连续梁连接起来而形成的承重体系的结构,房屋墙体主要是进行围护和分隔,一般用预制的空心砖或多孔砖等轻质板材砌筑或装配,不承重,结构布置灵活。框架结构适合多种建筑生产工艺,满足多种功能的需求。设计科学合理的框架结构具有强度高、抗震性能好的优点,但框架结构承受水平力能力有限,超过一定层数或高度,遇到强烈地震会引起水平位移,从而导致建筑填充墙等非结构构件的损坏,因此适用于多层建筑或10层以下的高层建筑。框架结构根据承重方式的不同分为横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架混合承重三类,都有各自的局限性,一般在设计时根据实际情况结合使用。
1.2剪力墙结构
剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载承重的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构,具有室内空间比梁柱结构简洁、宽敞的优点,但不能拆除或破坏剪力墙,不能对室内布局自行改造。
1.3框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构通过梁和柱以一定的工艺手法加以适当的连接构成房屋的承重框架,在框架某些柱间设计成剪力墙,框架和剪力墙是协同发挥作用,框架承受垂直荷载、剪力墙承受水平荷载,二者优化组合取长补短,不仅坚固承重性好、不易变形,而且施工简单、布局灵活,既增加了房屋建筑的使用面积,也能也效降低侧力损害,满足房屋建设的技术要求,是一种发展较为成熟的框架结构形式,在建筑工程结构形式中成为了一种主流,应用最为广泛。
2框架剪力墙结构设计技术在房屋建筑施工中的应用
2.1科学设计框架剪力墙结构
框架结构承受水平力的能力有限,超过一定层数或高度,遇到强烈地震会引起水平位移,从而导致建筑非结构构件比如填充墙等的损坏。而框剪结构能较好的避免这一问题。首先,要对整体式剪力墙结构进行计算分析,结构计算采用“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件进行分析,看计算结果是否能满足住宅建筑的规范要求;要根据房屋建筑现场的地质和土层状况,采取科学措施提高基础结构的整体性和刚度,防止结构出现不均匀沉降;加强地下室结构的刚度和整体性设计,结构底部加强区采用全现浇结构,提高整栋房屋建筑的整体抗震性能。提高结构的弹性刚度,科学控制剪力墙肢的轴压比和剪压比,保证结构的延性和耗能能力;使用现浇混凝土梁板提高屋面结构的整体强度。
2.2科学合理的设计框剪结构布置形式
框剪结构设计一般包括方案设计、结构分析、构件设计、绘制施工图四个阶段,结构方案设计是整个框剪结构设计的前提和基础。框剪结构的平面布置形式根据承重方式的不同可以分为横向框架承重、纵向框架承重、纵横向框架混合承重三类,设计时根据实际情况优化使用。横向框架指的是以横梁作为楼盖主梁,主梁是沿着横向布置,主要承担楼面荷载,增强了楼面的横向刚度,利于建筑的通风和采光,但不利于布置纵向管道;纵向框架承重以框架纵梁作为楼盖主梁承担楼面荷载,横梁截面尺寸小、室内净空大便于布置设备管线,但房屋横向刚度低,进深尺度受预制板长度限制较大;纵横向框架混合承重是楼盖承重主梁沿纵横两个方向布置,纵、横梁同时承担楼面荷载,整体承重性能较为优越,一般使用较多。
2.3科学设计框剪结构的抗震等级
在框架剪力墙结构设计中,房屋建筑的抗震等级设计要依据《建筑工程抗震设防分类标准》,建筑防震登记要与本地抗震设防烈度要求标准相适应,在设计中要考虑设计基本地震加速度,根据不同的抗震设防烈度设计相应的基本地震加速度值。同时,要考虑地震力振型组合数设计,严格按建筑抗震设计规范中标明的“振型数可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数”。另外设计中框架结构一般采用了填充墙,结构实际刚度超过计算刚度,计算周期大于实际周期,测算的地震作用效应偏小,必须对结构的计算周期进行折减,才能确保结构的安全。
2.4科学设计框剪结构的配筋设置
外挑梁的钢筋设置,要根据设计要求一般在框架梁端外设计挑梁,框架梁和外面挑梁实际荷载力不同,设计时要根据不同的断面尺寸合理裁截确保主筋完全延伸到挑梁中形成一个整体,提高水平荷载力;框架边边柱顶配筋设置,框架结构横梁钢筋要全部延伸到柱子的横梁下边,钢筋延伸到柱子内部和横梁内完全吻合交叉,切忌出现柱角纵筋不完全伸入梁内的现象;框架梁、柱箍筋的设置,要根据《建筑抗震设计规范》中对框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距的要求,框架梁、柱箍筋加密区最大间距和非加密区箍筋最大间距要符合相关规定,框架梁出现纵向钢筋超筋要在梁端增加抗剪承载力提升抗震作用。要根据钢筋焊接的规范标准做好焊接工作,严格检测所用钢筋的材料质量和焊接质量,做好取样力学实验,确保质量达标。
2.5混凝土浇筑
首先,需要根据框架剪力墙结构的施工标准要求来确定混凝土的配比,并通过试验的方式来验证混凝土性能是否达到预期的性能要求,在确认混凝土符合规定的质量要求后方进场使用。其次,在混凝土浇筑的过程中需要保证其连续性,这样可以保证框剪结构的一体性,避免在施工中留有施工缝,同时在进行混凝土浇筑的过程中需要注意保持匀速状态进行施工,这样能够防止混凝土结构出现分层的情况。最后,对混凝土结构进行养护,混凝土受其材料性质的影响在实际中容易出现干缩裂缝,因此在完成混凝土浇筑后需要通过养护活动的进行来保证结构的质量,在混凝土养护中多数是以保持结构表面湿润度的方式来降低材料干缩性质的影响,并且还需根据实际的施工环境来进行温度控制,防止混凝土出现温差裂缝。
2.6裂缝控制
在框架剪力墙结构中受材料性质、环境温度等因素的影响可能会导致其出现裂缝问题,因此需要采用适当的处理技术来对裂缝问题进行控制,避免结构裂缝对房屋建筑的质量产生影响。目前在框架剪力墙结构中可以通过预应力技术的应用来提升混凝土的性能,其主要是通过对混凝土施加预应力的方式提升其整体的抗弯、抗强、抗变形能力。并且在混凝土浇筑作业的过程中需要对其入模温度进行控制,其一般要低于300℃,如果温度过高,就会增强裂缝的发产生几率。同时为保证混凝土的质量不会在运输过程中受到影响,可采用泵送技术来运输混凝土。
3结语
框架剪力墙结构将框架结构与剪力墙结构的优势进行了综合,要进一步加强研究与实践,探索出更为先进和优化的设计方案,充分发挥框剪结构的优势,最大程度的规避其不利影响,减少质量问题发生的概率,提高框架剪力墙房屋建筑的整体质量,提高房屋建筑的品质。
参考文献:
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[2]吴庆,尚学磊.房屋建筑项目框架剪力墙结构技术与施工质控分析[J].低碳世界,2017,(35):242-243.