(上海众谊建筑设计有限公司,天津 300011)
摘要:现代建筑行业,不仅注重建筑结构本身的安全质量问题,而且对外观的要求日益提高。剪力墙结构是建筑结构设计的一项重大突破,它既满足了建筑物本身对质量和安全的要求,又加强了建筑物受到地震等自然灾害时的稳定性。更重要是剪力墙结构,可以提高墙体的抗变形能力,确保当墙体受到水平或者垂直方向的作用力时不会产生变形,从而极大地保护了建筑物内居住者的安全。文章将针对剪力墙结构进行深入分析,就其应用展开研究,为其相关研究提供借鉴。
关键词:剪力墙;结构设计;应用研究
引言
随着经济和科学技术的不断发展,城市人口不断激增,城市用地不断紧张。高层建筑作为解决城市这一尖锐问题重要手段,得到了迅速发展。剪力墙结构,因其良好的抗震性能、优异的适应性,被越来越多的建筑设计使用。
1、剪力墙结构简述
剪力墙结构主要指的是在房屋或者其附属物中用来抵御地震以及台风等水平负荷影响的墙体结构。设计剪力墙结构的主要目的在于增强建筑物对外界攻击的抵御能力、保持建筑物的稳固性以及增强承载能力。当下,普及范围比较广的结构大概有框架结构、混合结构以及剪力墙结构等,与其他结构形式相比,剪力墙结构不仅抗震能力强,而且对于钢板等材料的损耗量较少。随着剪力墙技术的不断发展,剪力墙结构已经得到不断地应用与普及。在应用剪力墙结构设计时,最主要的施工材料是钢筋混凝土,钢筋混凝土可以有效的承载来自于横向与纵向的压力。在具体的工作过程中,承载纵向压力的结构主要是剪力墙结构。
2、剪力墙结构设计的基本原则
通常,建筑的水平和竖直方向的重力和荷载由剪力墙结构承载,因此,在对剪力墙进行设计时,必须考虑到其安全性,还要考虑经济问题。不仅要加强对抗侧力构件作用的思考,还要满足各项位移的限制值。在剪力墙竖向设计时,一方面不能影响基本的振力,另一方面还要满足位移限制值的要求,减少其的数量。
2.1调整剪力墙结构的连续超限
根据相关规定,剪力墙结构的连续跨高比要合理,如果较小的话,就会产生弯矩或是剪力过大的现象,一般情况下,跨高比不能小于2.5。因此,合理的选择跨高比,一方面能够避免剪力和弯矩过大的发生,另一方面还能使工程的成本降低。另外,在设计剪力墙结构时,要结合各方面因素,根据相关规定,剪力墙的结构一定要距房屋的中间远一些,建筑物的立面和平面要保证均匀,这样可以降低整个建筑的抗扭能力。
2.2调整楼层间最大位移与层高的比例
在计算最大楼层的位移时,要考虑建筑所处的地区地震发生的情况,如果地震发生的频率多,在计算楼层的标准值时,要保留整体结构的弯曲变形程度,如果建筑是以弯曲变形为主,则要计入扭转变形。高层建筑中,楼层间的剪力变形和扭转变形是需要重点考虑的。通常,通过竖向构件的数量来确定结构的剪力变形,然而在实际工程中,很多构件不能满足工程的要求,就需要合理的布局构件,如果布局不合理,很容易发生扭转变形,则楼层间的位移就不能达到工程的要求。因此,高层建筑的竖向构件的刚度,不能只通过位移来确定,还可以尽量减少构件的扭曲变形。
2.3调整楼层最小剪力系数
在设计剪力墙时,构件的布置要尽量减少,最好的办法就是剪力结构的布置要大开间,从而使侧向结构达到理想的状态。另外,楼层间的剪力系数也要根据相关的规定,保证在较小的范围,整体的底部和短肢剪力墙二者承受的地震倾覆力之间的比例最好不要大于4∶1,这样不仅能减少地震对建筑的破坏,还能减少自身结构的重量,达到节约成本的效果。
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3、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1进行建筑结构平面布置
一般来说,在进行建筑结构平面布置之前,应深入分析建筑结构状态和建筑物周边环境,同时引入剪力墙结构设计模式。而且在建筑结构平面布置时,还需要保证剪力墙呈现相互对称的状态,避免建筑剪力墙出现单面墙的现象,进一步保证剪力墙结构在建筑物建设施工中发挥自身最大的作用。除此之外,还应保证剪力墙结构与建筑墙面各个中心点处于相互重合的状态,避免剪力墙结构施工时出现脱落现象,充分彰显建筑剪力墙结构稳定性特点。从建筑剪力墙结构平面布置的角度出发,应考虑剪力墙抗侧力刚度与承载力与建筑物整体布局相互衔接,优化改善建筑剪力墙设计时潜藏的问题,借以保证剪力墙结构设计能够慢建筑结构设计要求,从而实现建筑结构平面布置合理性提升的目标。
3.2边缘构件约束处理
为保证剪力墙与建筑物之间的契合性有所提升,必须对剪力墙结构边缘构件进行约束处理,同时保证剪力墙约束边缘构件负载能力符合相应标准,在保证剪力墙与建筑物相互衔接的同时,全面提升剪力墙结构设计的合理性。不仅如此,在对剪力墙结构进行边缘构件约束处理时,还需要考虑建筑剪力墙结构的抗震效果,尽可能保证建筑剪力墙结构设计师所选取的边缘构件抗震效果和其他方面因素能够满足建筑物实际需求。而且建筑剪力墙结构设计中涉及的边缘构件约束处理技术非常多。这就需要按照建筑结构设计要求选取适当的技术手段进行边缘构件约束处理。在提升建筑剪力墙结构抗侧力刚度和抗震效果的同时,确保建筑吴正体稳定性和安全性有所提升。
3.3剪力墙对大墙肢的处理
就目前来看,人们对建筑物整体结构延伸性的要求越来越高,其根本原因在于建筑物结构延伸性合理不仅能够提升建筑物整体稳定性,对于保障建筑物中居民人身安全也起到非常重要的作用。因此,在进行建筑剪力墙结构设计时,就需要通过剪力墙结构对建筑物墙肢进行有效处理,借以保证建筑物墙肢长度符合建筑结构设计要求。对于不同长度的建筑物墙肢来说,应结合建筑物实际情况制定合理的技术手段进行强制处理。在保证建筑物墙肢长度合理性的同时,提升剪力墙结构设计效果,为推进建筑结构设计顺利开展提供有效参考依据。
3.4墙身钢筋的使用
众所周知,建筑剪力墙结构中使用的钢筋材料具有一定抗震效果,因此,在进行建筑剪力墙结构设计时,必须保证所选取的钢筋材料抗震效果符合建筑结构设计要求,有效抵挡地震波对建筑物产生的侵袭,进一步提升建筑物整体稳定性。而且在对建筑剪力墙结构进行深入分析的过程中,了解到不同抗震级别的剪力墙,其水平方向和竖直方向的配筋率存在本质上的差异。基于此,在进行建筑剪力墙设计之前,需要考虑建筑物整体结构和建筑物周边地震率等多方面因素,据此制定合理的建筑结构配筋方案。在保证建筑结构抗震效果的条件下保证建筑结构设计能够满足建筑施工多方面要求。
结束语
总而言之,建筑行业要想不断的发展,就必须积极创新施工技术,争取在保证建筑物质量的前提下,有效的节约经济成本,从而在最大程度上获取更多的经济利益,剪力墙结构设计充分满足了企业的发展需要,又使人们居住环境的安全性得到保证,从而促进建筑行业走向更高的发展平台。
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论文作者:张双印
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月下
论文发表时间:2018/9/11
标签:剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑物论文; 建筑论文; 构件论文; 剪力论文; 《新材料.新装饰》2018年3月下论文;