摘要:剪力墙结构设计尤为重要,可以提高建筑物结构的稳定性,承载风荷载和地震荷载力的能力会提升,只有遵循剪力墙结构设计的原则,根据工程对剪力墙的实际要求,科学合理的设计剪力墙,才能使得建筑结构更加稳固。
关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙;具体应用
引言
在我国目前现代化建筑工程建设过程中,剪力墙结构是非常常见的一种,而且实践证明这种结构可以有效提高建筑工程后期使用过程的稳定和安全性能,有效促进我国建筑行业的长久稳健发展。当然还需要我们不断加大对该结构的深入研究,为人们提供更加安全舒适的居住环境。
1建筑剪力墙结构设计特点
剪力墙的结构设计主要根据实际的建筑结构及施工特点而定,设计过程中确定需要开洞,则要充分考虑开洞的大小,具体而言,可以根据开洞与否及开洞大小可以将剪力墙分为实体墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙、壁墙框架等几种。实体墙顾名思义为不开洞的墙或开洞面积较小的墙,其在受到荷载时以弯曲型为主,没有突变也没有反弯点;整体小开口剪力墙则是指开洞面积较但不大于15%的剪力墙,这种剪力墙结构在发生弯矩突变时整个高度上没有反弯点,或仅有个别反弯点;双肢或多肢剪力墙开洞面积小点,其受力特点接受于整体小开口剪力墙;壁式框架结构的洞口面积更大。
2剪力墙结构设计的基本原则
在建筑相应的剪力墙结构设计过程中,需要有效的运用各抗侧力构件功能,在保障安全性的前提下尽可能的降低成本投入。在运用一系列技术指标时,需要就其进行限定,比如位移角,位移比等等,此外,需就具体构件设计指标进行相应的限定,比如轴压比等等。值得一提的是,满足了规范的要求不应该单单是确保安全性能,对于工程而言经济性设计也是其中的重点,只有在确保安全的前提下尽可能的最到经济才称得上是最优的设计。剪力墙数量需适量,而不是越多越好,倘若有其他抗侧力构件存在的话,需要在满足其基本振型地震作用下,剪力墙部分所承担的地震倾覆力矩要超过结构总量的一半。而且,规范所要求的框架部分承担的地震剪力要达到其底部总剪力的20%。倘若实际的框架部分承担剪力未能够达到规范要求的话,需要就框架地震剪力加以优化与调整,进而保障在当剪力墙先于框架被损害之后,能够以框架部分用以及时的抗震。(1)楼层层间相应的最大位移与层高二者间的比例倘若要进行调整的话,要依据实际的规范,在具体的计算时,比上以弯曲变形为主的建筑外,此时也可不抛去结构整体弯曲变形,然后归入相应的扭转变形。(2)倘若就楼层最小剪力系数(剪重比)进行调整的话,这一过程需要遵循以下原则:在确保短肢剪力墙所实际承担的第一振型底部地震倾覆力矩所占据总体的比例未大于40%的情况下,应当尽量做到少布置剪力墙,其中,可依据大开间剪力墙布置模式,进而促使结构能够呈现出较为恰当的侧向刚度,以便于楼层最小剪力系数能够在不低于限制的情况下更加的接近规范限值。(3)在针对连梁超限进行调整时,需要满足以下要求:其跨高比最好大于或等于2.5,倘若存在小于2.5的情况,那么便加大了出现剪力以及弯矩大于规范限值的概率,再加之纵筋最大配筋率会但很大程度上被减小,会就工程设计产生消极影响。《高规》就此方面内容也进行了规定:跨高比大于或等于5的连梁最好依据框架梁加以相应的设计。
3建筑工程剪力墙结构设计分析
3.1遵守设计原则
剪力墙和建筑结构中的其他墙体不一样,起着抵御竖直和水平荷载力的作用,在设计的过程中必须要根据建筑工程受力特点,分析和计算这两个方向的力,确保剪力墙所能够承受的荷载能力符合工程实际需要,工程结构设计也就更为科学化和标准化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆剪力墙结构实际上就是用来承载力,可以最大程度提高建筑工程的安全指标,在设计时必须遵守基本原则:首先就是要控制结构变形和位移,因为其和建筑层数以及楼层的高度有密切关系,所以就要根据这些因素合理调整楼层高度;其次科学设计剪力墙的跨越,只好跨度和高度比的设计,保证剪力墙结构的作用能够充分发挥出来;最后就是要在剪力墙结构设计的过程中,通过信息技术准确的计算墙体受力数值,将墙体和楼板的建立系数控制在行业规定的标准之内,工程结构的抗震能力会有明显的提升,抗侧力的能力也就增强,建筑的自重会减少,对工程整体结构不会产生压迫,建筑结构也就会更加稳定。
3.2完善结构设计
不同建筑工程对剪力墙结构设计要求是不一样的,在设计中要结合工程具体要求,不断完善和优化结构设计,剪力墙的跨度和厚度设计要科学合理。剪力墙结构的厚度要根据行业标准,对这部分有明确的要求,底端的厚度要确保能够抵御一二级地震对建筑结构破坏,就必须大于2厘米,这个并不是固定的,如果建筑物对抗震能力的要求高就要增加厚度,同时还要设计好楼层高度,在这个标准要求下不能小于1/16,其他地方要大于1.6厘米。剪力墙结构设计要控制墙体厚度,同时还要保证结构的整体性和衔接性,就要通过准确的计算明确轴压比例。剪力墙的长度如果过长,就能够将其设计成为几个独立的墙段,但是要确保这些墙段的跨高比大于5的连梁。剪力墙结构大部分是钢筋混凝土,浇筑和养护效果不理想就会出现变形,比如在浇筑的时候温度过高,就会在凝固时产生应力,混凝土结构就会出现裂缝,为了有效的控制这种情况,就要做好伸缩缝的设计。
3.3科学布置剪力墙
剪力墙结构设计的时候要确保墙体布置的科学性,剪力墙结构要承载两个方向力,既有自身结构所产生竖向力,又要承载水平荷载力,所以剪力墙结构的质心和刚心要尽可能重合起来,这样就能增强设计的对称性,最大程度避免扭矩现象的出现,剪力墙的抵抗地震破坏的能力也就会提高。除此之外,剪力墙结构设计的时候要避免单向设计,还要保证墙体侧面刚性有效发挥,这样就能使得剪力墙的抗震能力稳步提升。
3.4做好延性设计
剪力墙结构最为关键的是延伸性设计,墙体本身具有延伸性,所以在设计中要体现剪力墙的延伸性,在根本上保障建筑物结构的稳定性,让其可以承受外力和自身重力的作用,增强结构的耐久性。剪力墙延伸性处理要符合工程对承载力的规定和要求,坚持对称性和连贯设计的原则,提高剪力墙结构的支撑能力。
3.5建筑剪力墙结构设计要求要点
建筑设计中结构设计较为重要和基础,要保证建筑的稳定性,就应考虑综合性的因素。剪力墙的设计也应被优化。应先保证剪力墙的施工便利性,即剪力墙可以顺利施工,同时也应充分考虑剪力墙的安全性问题,剪力墙的主要功能就是帮助建筑提高抗震能力,保证建筑的整体安全性。因此设计中必须考虑剪力墙的安全性和可靠性,使得剪力墙在地震中起到削弱地震能力的效果。最后还应考虑剪力墙的造价问题,在工程中造价和利润有直接的关系,因此在剪力墙设计中,应考虑材料和工艺等问题,如剪力墙设计中原材料的用量钢应尽量控制,在保证安全性的前提下,最大限度的节约材料,以此实现对剪力墙的优化设计。
结束语
剪力墙结构属于建筑中比较关键的一项结构形式,其凭借抗侧移刚度大等优势在建筑行业中得到了广泛的应用,并能够大幅度增强建筑功能以及结构的安全性。因而,科学恰当的就其进行应用,能够有效增强建筑物的抗侧刚度,而且也可以促使建筑物保持较强的抗震性能,确保其综合质量,适当的就其应用能够有效促进建筑行业的稳态发展。
参考文献:
[1]王志会.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].中国新技术新产品(14).
[2]周超.建筑工程设计中的剪力墙结构设计分析[J].山西建筑,2015(22):46-46.
[3]张嫒,王禹.浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].决策与信息旬刊,2018(5):79-79.
论文作者:郜梓甯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/9
标签:剪力墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 开洞论文; 建筑论文; 剪力论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第27期论文;