建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析论文_葛建民

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析论文_葛建民

合肥国瑞集成建筑科技有限公司 安徽省合肥市 231100

摘要:现如今,随着我国建筑事业较快发展,建筑工程应满足时代发展需求,注重施工质量通过施工质量的保障,达到施工目标。在人们对建筑工程质量要求越来越高的如今,剪力墙结构由于其较强的抗震能力和刚度,被广泛应用于建筑施工之中。本文通过对剪力墙结构进行简述,对剪力墙设计进行了介绍,最终结合剪力墙结构的布置要求与特点,对其在建筑结构中的应用进行了分析。

关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用

引言

当前建筑工程行业得到快速发展,我国建筑工程结构设计主要以建筑安全性、实用性、经济性为原则,为建筑工程施工建设提供了有力的依据和保障。建筑设计单位在进行结构设计的时候不仅要从实用性的角度进行考虑,还需要结合建筑结构整体安全和经济形势。剪力墙结构是建筑结构设计中常见的一种类型,结构侧移较小,具有高性能的抗侧刚度与抗震性能,因此被广泛应用于建筑工程结构设计中。从当前我国剪力墙结构的使用情况来看,由于是过程中没有对剪力墙的位置、尺寸等做出具体的要求,很容易导致后续施工的一些问题,不利于工程项目的顺利发展,充分发挥剪力墙结构设计的优势,提高建筑结构设计水平,从整体上、局部考虑剪力墙结构设计具有重要意义。

1剪力墙结构的相关概述

1.1剪力墙结构概述

建筑剪力墙结构主要是指在进行建筑房屋及其附属物中用于抵抗地震,风负荷等水平荷载影响的墙体。建筑剪力墙的设计能够增加建筑结构的稳定性以及荷载能力,防止建筑受到地震、风力等的破坏。目前来讲,使用较多的建筑结构主要有框架结构、框筒结构、混合结构和剪力墙结构等。在众多的建筑结构中,剪力墙结构在建筑施工中得到了广泛的运用,主要是由于其具有抗侧刚度高,抗震性能优越,用钢量较小等特点。在剪力墙结构的设计中,利用最多的建筑材料是钢筋混凝土,用来承受横向和竖向荷载力。

1.2剪力墙结构的优点和缺点

剪力墙结构在应用中优缺点是并存的,下面我们就从这两方面进行分析。首先,剪力墙结构的有点,剪力墙结构主要具有稳定性、经济性、美观性三大优势,稳定性主要是指剪力墙结构自身具备良好的刚度和承受能力,能够抵挡外界各种荷载作用的侵袭,特别是在水平方向上,支撑效果较为明显,采用剪力墙结构能够在很大程度上提高建筑物的安全性和稳定性;经济性是指剪力墙结构主要采用混凝土浇筑的方式,在一定程度上减少了用钢量,能够具有节约成本的效果;美观性主要是剪力墙结构不仅可以满足建筑安全性、经济性的要求,还可以现代化人们所追求的舒适性、美观性,将建筑物内部的分隔墙与承重墙完美的结合在一起,特别是隔断墙而设计,使建筑物内部空间呈现多个层次,提高建筑使用性能。另外,剪力墙结构除了优点外还有一些缺点,比如:框架结构自重比较大,由于多采用混凝土浇筑的方式,自身重量比较大,增加了建筑物的承重要求,这给结构设计带来一定影响;延续性差,剪力墙结构所采用的钢筋配比较小,虽然降低了成本节省了钢材,但也使得建筑结构延性变小,无法发挥出建筑结构应该具有的承载力。在具体的应用过程中设计人员还应该结合实际情况,从多方面入手综合考虑剪力墙结构的应用。

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1.3剪力墙结构设计原则

进行建筑剪力墙结构设计时,应遵循4个基本原则:(1)设计计算过程中,要整体考虑剪力墙竖直和水平方向的结果,考虑不同方向上剪力墙的受力情况,在得知内力的情况下,要结合剪力墙的偏拉情况以及偏拉对剪力墙和界面和主界面造成的施力情况进行分析验算。(2)剪力墙和平面外的梁进行衔接时,容易导致墙体向平面产生外弯矩,因此,进行剪力墙结构设计时,要避免和墙外的平面梁相互连接。(3)剪力墙结构是一个平面结构,需要承受竖直方向的压力,因此,进行剪力墙结构设计时,要保证墙体结构对外力的承受能力以及墙体的刚度。(4)由于剪力墙的尺寸比较大,而且厚度比较薄时,为了保证剪力墙的受力合理,当剪力墙的长厚比在3-5时,应将墙体设计成异形柱形状;当长厚比小于3时,要将墙体设计成柱形。

2剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

2.1平面布置

剪力墙开始布置时必须注意平面布置的墙体情况,剪力墙虽然有着竖向荷载较强承受力,然而横向荷载仅有较弱承受力,剪力墙结构体系中横向荷载多数依靠楼板负担,因而布置墙体时保证刚度的中心及墙体质量的中心处于同一中心点,使得剪力墙的设计体系保证结构对称布置平面,降低不对称产生的结构扭矩,此外设计尽量沿不同方向双向开展结构布置,这样可以有效避免单项墙体由于布置的侧向刚度差异过大。

2.2注重把握剪力墙的尺寸和外形

要加强剪力墙结构设计在建筑过程中的应用,进行剪力墙结构设计时,首先要注重把握剪力墙的尺寸和外形,从而实现剪力墙结构比例的优化。由于剪力墙在竖直方向和水平方向的刚度和荷载不同,墙体的截面高度必须大于墙体厚度的8倍才能保证墙体的基本承载力。为了更好地保证剪力墙结构的稳定性,进行剪力墙结构设计时,应将墙体设计为T形或L形,不仅可以减轻墙体质量,还能有效提升墙体的侧向刚度,从而更好地进行建筑工程项目的成本控制。

2.3剪力墙中大墙肢的处理

剪力墙结构自身来讲,具有很强的延展性,在具体的施工过程中,要尽可能的避免把高桩结构作为设计目标,这样的墙体会影响建筑物的稳定性,降低剪力墙结构的刚度。但是,如果剪力墙的长度比较小,又会使墙体产生裂缝,使墙体配筋的支撑效用受到影响,进而影响建筑物的稳定性,降低建筑物的质量,对用户的生命安全受到威胁。要想对上述现象进行规避,在进行剪力墙结构设计的过程中,根据建筑物的实际需求进行设计,要对剪力墙进行留洞,对剪力墙的支撑效果进行检测,并运用一定的计算方法对大墙肢的实际承受能力进行分析。在施工完成以后,对预留的洞口进行填筑,这样能够把长墙变为短墙。

2.4合理设计边缘构件

边缘构件的设计水平会对剪力墙结构的延展性产生直接的影响,需要受到设计人员的重视。一般来说,剪力墙结构的边缘构件包括暗柱与端柱这两种,设计人员需要通过边缘构件的合理配筋,保障剪力墙结构的稳定性及抗震性。与此同时,在进行边缘构件设计过程中,设计人员需要合理调整超限,避免剪力墙结构出现位移超限问题。具体而言,设计人员需要按照楼层间剪力墙数最小的要求,明确剪力墙结构的抗震性要求,确保其地震倾覆力矩控制在40%以内;并合理设置楼层最大位移和层高的比例,保障剪力墙结构的质量,避免墙体出现结构突变。

结束语

综上所述,剪力墙结构具备显著优势,设计人员需要保障其结构的合理性。通过本文的分析可知,设计人员需要明确剪力墙结构的墙肢长度、墙体受力状况及墙体厚度,合理配置墙身配筋、合理设计边缘构件,做好连梁设计,并应用先进的软件对剪力墙结构相关数据进行分析,保障剪力墙结构数据分析的准确性,为剪力墙结构设计提供准确参考依据。

参考文献

[1]周文华.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].江西建材,2017,(07):26-27.

[2]吴光雷.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].建材与装饰,2018,(04):57-58.

[3]曹建田.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产,2018(19):132.

论文作者:葛建民

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期

论文发表时间:2019/8/1

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