摘要:随着中国经济整体水平的不断提高和的建筑结构设计的不断发展和进步,剪力墙结构在建筑结构设计中的应用十分广泛。剪力墙结构具有承载能力、良好的结构刚度和优良的抗震抗风性能,在高层建筑中的应用十分广泛。高层建筑剪力墙结构设计不仅要对设计师有扎实的理论基础提出了要求,与此同时还要有相当丰富的工程经验去解决设计过程中的问题。本文从剪力墙结构设计的概念开始。就建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用进行了介绍,希望以此促进行业发展。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计中;应用分析
引言
建筑行业在现代社会快速发展的背景下,也取得了稳定发展。同时,由于现代人的日常生活质量和水平不断提升,对建筑物的整体要求越来越高,不仅要求建筑物本身的质量能够达到规定标准和要求,而且还能够满足现代人在日常居住时的个性化需求。因此,建筑结构设计在建筑施工过程中的重要性越来越明显,剪力墙结构是建筑施工过程中比较常见的一种结构形式。这种结构在设计过程中,如果设计效果比较良好,那么不仅能够缩短施工时间,而且还能够保证建筑物在使用过程中的寿命得到有效的延长。由此可以看出,在现代建筑结构设计过程中,要采取有针对性的措施保证剪力墙结构设计的完整性和有效性。
1剪力墙结构概述
1.1剪力墙结构简介
剪力墙结构是影响建筑物整体性能的关键因素,建筑企业应认识到优化其设计效果的重要性与必要性。剪力墙结构是用来承担风荷载与水平荷载的墙体,具有良好的强度与刚度,能够在地震发生时瞬间吸收地震能量,避免墙体被破坏。剪力墙又称为抗风墙、抗震墙或结构墙,是建筑物的重要承重墙。剪力墙结构的应用提升了建筑整体结构的可靠性与稳定性,能够避免破坏建筑结构。一般来说,混合结构、框架结构及框筒结构等是传统建筑施工中的常用方法,随着科学技术的不断发展,建筑行业融入了很多新元素,剪力墙结构以其抗侧刚度大、用钢量小、抗震能力强的优势迅速在建筑行业普及,已经成为应用最广泛的新型结构。钢筋混凝土是剪力墙结构施工中的主要材料,能够承受墙体来自竖向与横向两方面的压力,具有良好的经济效益与社会效益。
1.2剪力墙特征及种类
剪力墙结构的安全性与可靠性较高,能够为人们的生命财产安全保驾护航。剪力墙结构的抗压能力强、刚度大、侧移小,能有效应对各方应力,同时提高了墙面的平整度与美观性,能够满足人们对生活质量的要求。正如硬币具有两面,剪力墙结构也存在一定缺陷,施工难度大,且工序繁琐,需要优化资源配置才能保障施工质量。在实际施工中,剪力墙结构种类繁多,有效提高了房屋建筑的质量与性能,其主要结构包括以下几类。其一是实体型,该类剪力墙结构的开洞面积较小,不存在反弯点,弯矩图较为稳定。其二是小开口型,由于开洞面积较大,弯矩图极易在连梁处突变,但同样不易发生反弯点。其三是多肢型或双肢型,该类剪力墙结构与小开口型类似,墙体开口较大。值得注意的是,不同种类剪力墙的自身特点与适用范围存在差异,设计人员应综合考虑各方因素后再进行选择。
2剪力墙结构设计在建筑结构设计中应用需注意的问题分析
2.1剪力墙结构应用需要合理控制高度、宽度
在建筑结构设计中使用剪力墙结构设计的主要目的是提高建筑物整体稳定性和坚固性,延长建筑物使用寿命,保证建筑工程施工质量。相关人员要想保证剪力墙结构应用合理,就需要在应用剪力墙结构时注意剪力墙高度、宽度,具体可以从以下两个方面展开:一方面,相关人员需要避免剪力墙在使用过程中出现“宽度大、厚度小”的情况,一旦在使用过程中出现此种情况,就会让建筑物受力呈现出柱子结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆面对此种情况下,相关人员就需要严格按照建筑结构进行剪力墙结构设计,最好将剪力墙结构设计成为一个平面构建,让建筑物可以承担来自水平应力、弯矩力等众多压力,并满足建筑结构的弹性需求,提高建筑结构设计质量。另一方面,相关人员在进行剪力墙结构设计过程中还需要注意建筑物的竖向规则性,通过合理控制高度、宽度,保证建筑结构设计质量,让剪力墙结构可以顺利发挥出应有的作用。
2.2剪力墙结构应用注重设计墙计算工作
相关人员要想在建筑结构设计中顺利使用剪力墙结构就需要加强设计墙计算工作的重视,具体可以从以下两个方面展开:①剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系,主体结构构件之间不宜采用铰接,剪力墙布置一般按照均匀、对称、分散、周边的原则布置。相关人员在展开剪力墙计算工作时,需要重点考虑剪力墙在重力和横向延展力等方面的计算工作,针对建筑工程具体情况,进行剪力墙承载能力计算工作,保证剪力墙计算质量。②相关人员在展开剪力墙结构设计工作时,需要严格按照门窗与洞口之间的翼缘宽度进行带翼墙宽度计算工作,保证带翼墙宽度和剪力墙之间的距离最小值符合要求,最好位于墙肢总高度的1/10处,保证剪力墙结构在建筑结构中能够发挥出最大作用,提高建筑工程整体稳定性。
3剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
3.1约束边缘构件的作用
为了使剪力墙发挥更大的作用,设计者想了很多办法,约束边缘构件就是其中一种方法。约束边缘构件处理是由两种方法结合而成,即无约束边缘构建和有约束边缘构建,这两种都是不可缺少的,也各有各的利弊。通过各种比较来看,无约束边缘构建的表现要更好一点,能承受更大力。而在稳定性上面有约束边缘构件又要比无约束边缘构件要好,所以在实施到建筑结构上时要视情况而定。
3.2控制墙体配筋中的作用
剪力墙有一个最大的特征就是特别消耗钢量,而钢的生产消耗的人力物力都特别大,所以就要考虑如何把钢的使用量降低,节约资源和成本。可以通过控制墙体配筋量来减少钢的使用。一般最常见的方法是在确定了最小配筋量的情况下,在钢筋的分布上做文章,水平外侧分布,垂直内测分布。在使用双向钢筋网片的保护层也可以降低配筋量,即把厚度降到30mm就可以了。
3.3短肢剪力墙的说明
在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中规定说明:厚度≤300mm、横截面的高度与厚度比在范围4~8内的剪力墙就是短肢剪力墙。短肢剪力墙在生活中的使用范围越来越大,因为其肢厚比比长肢剪力墙的要小,这种微小的改良应用到一些小型的住宅区能在空间排布上看出优势,而且在布局上和对于住户日后对于房子的设计也会方便很多。短肢剪力墙的优点很明显,即其灵活性,但与长肢剪力墙对比,其也有一些弱势,它的承受能力大大降低和减弱了,这些问题都是需要解决的。对于短肢剪力墙的受力程度曾经有过相关测验,其结果说明了短肢剪力墙对于结构受力的反应不大,但还是很少有人会把短肢剪力墙用于高楼的建筑当中。如果遇到在一个建筑结构中有很多短肢剪力墙的情况,就要把建筑布置成筒体最合理,使许多的短肢剪力墙成为一体,成为一个受力更强的剪力墙体。
结语
中国的国民经济和建筑结构设计整体水平与发展规模都在提升,高层建筑将成为现代建筑的主流。剪力墙结在侧向刚度、侧向变形等方面具有一定的优势,在高层建筑中得到广泛应用。因此掌握剪力墙结构的特点,对剪力墙结构有很好的把握。我们要从从设计的基本原则出发,设计更加经济合理的剪力墙结构。因此建筑结构设计人员要对对剪力墙结构设计原理有明确的认识,同时,不断从设计实践出发来推动中国建筑业整个工艺设计水平的提高。本文从剪力墙结构设计的概念开始。就建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用进行了介绍,希望以此促进行业发展。
参考文献:
[1]李治国.建筑结构设计中剪力墙结构的作用分析[J].低碳世界,2017,(27):188-189.
[2]孙合平.建筑结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计[J].建材与装饰,2016,(33):48-49.
论文作者:蒋方俊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第7期
论文发表时间:2018/10/25
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