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      高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅混凝土用量預(yù)測(cè)方法思考

      2013-12-30 08:57:04馬進(jìn)生
      關(guān)鍵詞:預(yù)測(cè)方法

      馬進(jìn)生

      【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,我國(guó)的建筑行業(yè)取得了較大程度上的進(jìn)步,為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的提高做出重要貢獻(xiàn)。然而,在國(guó)家房地產(chǎn)政策以及住宅產(chǎn)業(yè)化政策的推進(jìn)下,土地變得日益稀缺。面對(duì)土地稀缺日益嚴(yán)重的問(wèn)題,人們對(duì)建筑構(gòu)造進(jìn)行了一定程度上的轉(zhuǎn)變,逐漸向高空化發(fā)展,在這種環(huán)境之下誕生了多種高空住宅結(jié)構(gòu)體系。而在這些結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中,剪力墻結(jié)構(gòu)憑借著自身的突出的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)以及優(yōu)越的抗震性能成為主流。目前狀況下,人們對(duì)于高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系的研究日益深入,并取得一定的研究成果,但是仍然有一些問(wèn)題具有較大的難度,高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅混凝土用量預(yù)測(cè)便是其中一項(xiàng)。本文主要針對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅混凝土用量預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究分析。

      【關(guān)鍵詞】高層剪力墻結(jié)構(gòu);混凝土用量;預(yù)測(cè)方法

      一、引言

      近幾年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速,科學(xué)技術(shù)水平也取得了較大程度上的進(jìn)步,在這種環(huán)境之下,各種新科學(xué)、新工藝、新技術(shù)層出不窮,我國(guó)的建筑行業(yè)抓住機(jī)遇,取得了一定的發(fā)展。然而,在國(guó)家房地產(chǎn)政策以及住宅產(chǎn)業(yè)化政策的推進(jìn)下,土地變得日益稀缺。面對(duì)土地稀缺日益嚴(yán)重的問(wèn)題,人們對(duì)建筑構(gòu)造進(jìn)行了一定程度上的轉(zhuǎn)變,逐漸向高空化發(fā)展,在這種環(huán)境之下誕生了多種高空住宅結(jié)構(gòu)體系。而在這些結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中,剪力墻結(jié)構(gòu)憑借著自身的突出的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)以及優(yōu)越的抗震性能成為主流。目前狀況下,人們對(duì)于高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系的研究日益深入,并取得一定的研究成果,但是仍然有一些問(wèn)題具有較大的難度,高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅混凝土用量預(yù)測(cè)便是其中一項(xiàng)。本文就針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅混凝土用量的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究與分析,希望能給大家?guī)?lái)幫助。

      二、剪力墻與剪力墻結(jié)構(gòu)

      (一)剪力墻

      剪力墻又稱(chēng)抗風(fēng)墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。防止結(jié)構(gòu)剪切破壞。目前狀況下,主要存在著兩種剪力墻,分別是平面剪力墻和筒體剪力墻,平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無(wú)梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及抗倒塌能力,在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻。現(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時(shí)澆筑,整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中 ,由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成,筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體,其剛度和強(qiáng)度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。墻根據(jù)受力特點(diǎn)可以分為承重墻和剪力墻,前者以承受豎向荷載為主,如砌體墻;后者以承受水平荷載為主。在抗震設(shè)防區(qū),水平荷載主要由水平地震作用產(chǎn)生,因此剪力墻有時(shí)也稱(chēng)為抗震墻。剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。其中以鋼筋混凝土剪力墻最為常用。

      (二)剪力墻結(jié)構(gòu)

      建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時(shí),這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來(lái)的豎向荷載,同時(shí)承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來(lái)的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻,因此墻體的布置必須同時(shí)滿(mǎn)足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。剪力墻結(jié)構(gòu)體系,有很好的承載能力,而且有很好的整體性和空間作用,比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力,因此,可建造較高的建筑物。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大,在水平荷載作用下側(cè)移小,其缺點(diǎn)是 剪力墻的間距有一定限制,建筑平面布置不靈活,不適合要求大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大,靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板,可以不設(shè)梁,所以空間利用比較好,可節(jié)約層高。.剪力墻結(jié)構(gòu)體系主要有三種類(lèi)型,分別為框架——剪力墻結(jié)構(gòu)、普通剪力墻結(jié)構(gòu)以及框支剪力墻結(jié)構(gòu),具體情況見(jiàn)表1所示:

      三、普通住宅建筑混凝土用量

      ①多層砌體住宅: 砼:0.3~0.33m3/m2

      ②多層框架: 砼:0.33~0.35m3/m2

      ③小高層11~12層: 砼:0.35m3/m2

      ④高層17~18層: 砼:0.36m3/m2

      ⑤高層30層H=94米: 砼:0.42~0.47m3/m2

      ⑥高層酒店式公寓28層H=90米: 砼:0.38~0.42m3/m2

      ⑦別墅:混凝土用量和用鋼量介于多層砌體住宅和高層11~12層之間。

      表1:剪力墻結(jié)構(gòu)體系類(lèi)型

      四、高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系住宅混凝土用量預(yù)測(cè)方法

      (一)剪力墻性能

      由于剪力墻可以很好的抵抗水平力,所以在建筑中可以起到很好的抗震效果。剪力墻一般剪力墻結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)中。與框架結(jié)構(gòu)相比,利用混凝土墻作為承重結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)有更好的抗震能力,但是房屋空間會(huì)因剪力墻而受到限制,屋內(nèi)空間很難靈活布置。所以在很多高層住宅和民用建筑中,多采用框剪結(jié)構(gòu),在框架結(jié)構(gòu)中增加剪力墻,在保證良好的空間靈活性的前提下,提供優(yōu)良的抗震性能。筒體剪力墻一般用在高層建筑中,用混凝土澆筑成核心筒,剪力墻集中,同時(shí)獲得較大的自由分割的空間。剪力墻與承重墻比較 :用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,能承擔(dān)各類(lèi)荷載引起的內(nèi)力,并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力,這種用鋼筋混凝土墻板來(lái)承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪刀梯是一種比較常用的樓梯類(lèi)型?,F(xiàn)在做高層住宅,18層以上的高層住宅每個(gè)單元需要兩個(gè)樓梯間作逃生通道。一般為了節(jié)省面積,減少公攤面積與投資,會(huì)做成剪刀梯的形式。剪刀梯的一般做法有: 1、中間分隔墻做梁,梁支承于兩邊梯梁上,分隔墻采用砌塊砌筑,樓梯梯板按單向板支承于梯梁上,這樣受力明確,施工也較為簡(jiǎn)單,但若樓梯間進(jìn)深較大,則分隔墻梁跨度較大,需要的高度較高,可能影響建筑凈高(關(guān)聯(lián)著梯梁高度);2、中間分隔墻做混凝土墻,樓梯梯板單向支承于兩邊混凝土墻上,這種情況下,梯梁較?。ㄒ?yàn)橹恢С衅脚_(tái)板),節(jié)約混凝土和鋼筋,但是需要在兩邊混凝土墻上預(yù)留斜向插筋,施工較為麻煩且施工質(zhì)量不容易保證。

      (二)方法產(chǎn)生背景

      目前狀況下,如果想要對(duì)一個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)的混凝土用量進(jìn)行有效的了解,必須當(dāng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后,并在結(jié)構(gòu)施工圖的基礎(chǔ)之上由概預(yù)算人員進(jìn)行一定程度的預(yù)算。然而,這一預(yù)算過(guò)程往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間與精力,效率相對(duì)低下。除此之外,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員所完成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往也不是最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

      (三)方法步驟

      ①首先,對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行一定程度的計(jì)算;②設(shè)定一個(gè)風(fēng)荷載作用,并計(jì)算在此作用下的基底傾覆彎矩設(shè)計(jì)值;③然后,再計(jì)算地震作用下的基底傾覆彎矩設(shè)計(jì)值;④對(duì)位移特征變量進(jìn)行有效的計(jì)算;⑤最后,綜合上面的計(jì)算結(jié)果,結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)體系,對(duì)混凝土用量進(jìn)行計(jì)算。

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