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摘要:建筑是现代化城市规划的一部分,也是我国经济建设的核心内容,城市发展离不开建筑,城市发展与建筑之间存在着相互依存的关系。为了促进人们生活水平的进一步提升,需要加强对建筑结构设计工作的详细分析,充分了解建筑结构设计过程中剪力墙结构设计的具体应用。设计人员必须要全方面掌握设计知识,熟练掌握现代化建筑结构设计理念,能够灵活运用先进技术,保证剪力墙结构厚度和填充物的厚度一致,合理利用建筑空间。
关键词:剪力墙;结构设计;建筑结构设计;应用
剪力墙结构的使用在我国建筑行业中越来越广泛。不仅因为剪力墙结构具有抗侧刚度大的优势,也因为其抗震效果较好,而且空间效果极佳。剪力墙结构在建筑发挥着至关重要的作用,使建筑更加稳定、更加安全,所以在对剪力墙结构进行设计时,一定要严格遵循设计原则,紧抓设计要点,让剪力墙结构在建筑中发挥更大的价值与作用。而且设计人员可更充分地发挥自身的创新能力,不断地对剪力墙结构进行调整和完善,促进我国建筑行业更好发展。
1剪力墙结构的分类
剪力墙结构由于墙体开洞的大小和是否开洞大致可分为几类:①实体墙。实体墙是剪力墙结构中唯一一个墙体没有开洞的剪力墙。这种实体墙也有一部分开洞,但是开洞的面积<15%,这种剪力墙如果变形一般为弯曲型。墙体的弯矩图处并不会发生反弯和突变的现象,通常情况下墙体的承载能力较强。②整体上小开口的剪力墙。顾名思义,这种剪力墙是开洞的,开洞的面积相对来说还是比较小的,但是会>15%,整个剪力墙在发生形变的时候会变为弯曲型,整体墙面高度上一般不会有反弯点,但弯矩图的主要位置会发生突变。③双肢或多肢剪力墙。这种剪力墙的开口面积较大,或者洞口的分布成列。这种剪力墙的弯矩图处虽然不会发生任何的异常突变,但其受力特点和整体上小开口剪力墙极其相似,除了弯矩图处不同外,其他都是相似的。④还与一种是壁式框架剪力墙。这种剪力墙的墙体开洞面积很大,连梁线的刚度与墙肢线的刚度是比较接近的,这种剪力墙受力形变时会为剪切形,通常情况下会出现反弯点,而且弯矩图处也会发生突变,壁式框架剪力墙的受力特点与框架结构相近。
2剪力墙结构设计原则
2.1高度和宽度合理性原则
在剪力墙的设计原则上,对剪力墙的高度和宽度进行合理控制是首要遵循的原则,一般而言,剪力墙的宽度和高度都很大,然而厚度却较小,外形虽然是木板状,但是其承受压力的形式却似柱状结构。因此就要结合其的特性在墙体的长度和厚度的比值进行设计,比值的不同决定了结构设计的不同,小于3,可以按照柱子受力方式设计,3~5之间的情况下,就要进行双压力的设计,从而实现对剪力墙的性质的最大满足,来发挥其弹性、延伸性、抗压性。
2.2不连接原则
剪力墙的平面内刚度和实际承载能力比较高,而平面外的压力却较小,这就会造成压力性弯曲,使在连接的过程中出现墙肢的外弯,为了避免这种现象的出现,就要及时的进行纠正,尽量保证不连接的原则,如果实在无法避免,则要采取相应的措施来进行保护。
2.3计算承载力
在剪力墙的结构设计中,为了使剪力墙能够充分的发挥其作用和体现价值,就要充分的对墙体受到的作用力进行计算和考虑,然后结合算到的承载力进行分析和验算,从而实现对剪力墙的设计,如果在计算中发现墙体的负荷集中,还要对局部进行受压力的计算。
3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1剪力墙连续梁钢筋的配置
在高层建筑结构设计中,必须重视连续梁的重要作用,充分发挥连续梁相应的作用,有效提高建筑结构的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在设计剪力墙结构的环节,设计人员要全面掌握连续梁在建筑结构内部钢筋的分布情况,对钢筋进行合理配置。严格按照标准制度进行设计,在配置连续梁的过程中一定要按照水平方向的钢筋进行合理配置,一旦钢筋配比过大,就直接导致建筑结构抗震性能减弱,威胁到人员的生命安全。在设计设计中,结合剪力墙墙体钢筋的配置情况,提升剪力墙结构的抗震性能。
3.2剪力墙的平面布置
剪力墙的建筑材料是钢筋混凝土,所以剪力墙要严格的按照水平轴线来进行设计。在剪力墙的平面分布设计上,剪力墙本身也一定要对称,剪力墙的对称能够保障剪力墙的刚度中心与质量中心是一致的。同时还能够降低剪力墙扭矩现象的发生。另外在设计时要考虑到剪力墙的主要目的,如果是主要为了抗震所建立的剪力墙就一定要避免单一方向的平面布置方法,否则剪力墙的抗震效果会大打折扣。为了能够有效地减少建筑成本并且提高建筑综合质量,在设计剪力墙结构时,剪力墙的抗侧力的刚度不适合过大。如果剪力墙的抗侧力过大就会导致墙体自身的重量过大。所以剪力墙的侧向刚度一定要适中,可以运用公式来计算,得出准确的数字,这样才能够使剪力墙的设计更加合理。
3.3边缘构件设计
剪力墙的边缘构件设计一般包括两个方面:构造边缘及约束边缘,这两个设计的方式是不同的,合理的对边缘构件进行设计可以保证剪力墙的结构稳定性,在地震的时候,能够起到非常重要的约束作用。
3.4连接接缝构造节点
在连接接缝构造节点上,一般采用的是灌浆套筒连接技术,该技术能实现墙内墙内竖向钢筋受力的连续性。但不适用于截面宽度较小、钢筋较密的剪力墙构件。因此在设计时,采用大直径钢筋代替小直径钢筋来连接预制墙板。考虑连接处钢筋居中,这样可以不影响预制墙体的竖向钢筋的连续性,且不会削弱预制剪力墙混凝土。
3.5墙体厚度设计
在墙体厚度设计方面,相关规定中有明确要求,要根据标准规定进行设计。对于短肢剪力墙结构,其底部的加强部位应在0.2m以内,其余部位则要在0.18m以上。为防止建筑剪力墙结构出现刚度突变,墙体厚度设计应采取阶段变化设计方法,变化范围控制在50~100mm以内,确保其均匀变化。对于混凝土的等级和强度均发生改变的情况,错开楼层进行设计,通过控制墙体厚度,确保建筑结构具有足够的稳定性。
3.6剪力墙结构设计的其他要点
影响建筑工程质量和稳定性的因素有很多,在建筑工程设计和施工时要综合考虑各项因素,对剪力墙的结构不断优化。①需要保证剪力墙完整的建设;②在施工过程中要提高安全意识,保证剪力墙结构的稳定性和安全性,从而保证建筑物的安全性;③综合考虑整个建筑工程,加强新技术、新管理方式的引进,控制好剪力墙结构的资金投入。
结论
综上所述,剪力墙结构在建筑结构设计中的应用可以提高建筑结构刚度和抗震性能。通过分析剪力墙结构的特点和分类,可以帮助建筑设计合理选择剪力墙结构类型,充分发挥剪力墙结构的作用。在设计过程中,做好相关受力分析和承压计算,合理确定剪力墙比例、墙体厚度等重要参数,满足实际建筑工程需要,为建筑提供足够的稳定性。
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论文作者:张建学1 刘超2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
标签:剪力墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 墙体论文; 建筑论文; 开洞论文; 刚度论文; 《基层建设》2018年第13期论文;