摘要:在建筑工程中,建筑结构设计中剪力墙结构设计是十分重要的内容,剪力墙结构在建筑结构中主要承担着各种作用力的作用,它对建筑结构的完全稳定有着直接的关系,同时也是保护建筑工程内人员和财产安全的必要的措施。为了更好的实现建筑结构的性能,应合理有效的应用到建筑结构的设计中,来提高建筑工程的质量。基于此,本文对建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用进行分析。
关键词:建筑结构;剪力墙结构;设计;应用
在建筑的建构中,要想保证建筑后续的使用的安全性和可靠性,满足结构功能的需求,就需要认识到混凝土结构设计和施工的重要性。科学合理的建筑设计是保证建筑质量的基础,重视对钢筋混凝土结构的控制,也要着眼整体,稳步提高与建筑设计相关施工技术。另外,在施工中要监测剪力墙结构的施工,并记录备案监测数据,同时根据监测结果对采用的施工工艺进行合理调整,保证工程质量。
1剪力墙结构概述
剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载的墙体,防止结构剪切破坏。一般用钢筋混凝土做成。剪力墙按照洞口的大小、多少及排列方式可分为以下四类:(1)整体墙指没有洞口的实体墙或洞口很小的剪力墙,其受力状态如同竖向悬臂构件。当剪力墙高宽比较大时,受弯变形后截面仍保持平面,法向应力呈线性分布;(2)整体小开口墙,指洞口稍大且成列分布的剪力墙,截面上法向应力稍偏离直线分布,相当于整体弯矩直线分布和墙肢局部弯矩应力的叠加。墙肢的局部弯矩一般不超过总弯矩的15%,且墙肢在大部分楼层没有反弯点;(3)联肢墙指洞口更大且成列布置,使连梁刚度比墙肢刚度小得多,连梁中部有反弯点,各墙肢单独作用较显著,可看成若干个单肢剪力墙由连梁联结起来的剪力墙。当开有一列洞口时为双肢墙,当开有多列洞口时为多肢墙;(4)壁式框架,当洞口宽而大,墙肢宽度相对较小,墙肢刚度与连梁刚度相差不太远时,剪力墙的受力性能与框架结构相类似。其特点是墙肢截面的法向应力分布明显出现局部弯矩,在许多楼层内墙肢有反弯点。
2剪力墙结构设计的原则
2.1控制剪力墙的高度和宽度
建筑结构设计中剪力墙结构具有着重要的作用,它对建筑物起着一种支撑作用,同时它也能够对各种荷载都能够起到一定的抵挡作用,不仅支撑作用好,还具有不错的抗震能力。剪力墙主要包括墙肢和连梁,而在剪力墙结构的设计中一定要控制好剪力墙的高度和宽度,剪力墙的结构形状类似于板状物,高度比较高而厚度比较小,由于它要对各种荷载进行承受,因此,在对剪力墙结构的设计中,就要严格把握好其高度和厚度的比例,对于比值在3之内,进而再参考柱体结构原则进行设计,对于比值在3-5之间的,要根据双向受压结构的设计原则来进行,从而来满足其性能要求。
2.2避免剪力墙与平面外梁相连
剪力墙的结构主要是承载平面内的承载力,而对于平面外的承载力一般都是比较小的,因此,在剪力墙的结构中,如果和平面外梁相连则很容易就会造成墙肢向外弯曲的情况,为了避免外墙向外弯曲,在对剪力墙结构设计的时候就要特别注意不要和平面外梁相连,而如果剪力墙不能避免和平面外梁相连的时候,在对剪力墙的结构设计中就还要涉及相应的保护措施,这样当两者相连发生问题的时候,也能够很好的进行处理和解决。
2.3全面分析剪力墙所承载的作用力
剪力墙的作用主要是对建筑物中的各种荷载进行承受,因此,在对剪力墙结构进行设计的时候,还要对其所承受的各种作用力进行全面的分析,从而来保证剪力墙结构的性能符合使用的标准。在对剪力墙结构的设计中,首先要对墙体所承受的水平和垂直方向上的作用力要进行准确的分析,并进行相应的安全性判断和验证,然后,对于墙体的斜截面的承载力也要进行分析和判断,并验证它的稳定性,同时,对于墙体所集中承受压力的极限也应该进行分析,保证剪力墙的结构合理性和稳定性。
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3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
3.1平面的布置
剪力墙结构设计中,首先要对墙体平面进行布置,根据相应的设计原则来保证剪力墙平面的中心和刚度正好完美结合,发挥出其最大的性能特点,从而实现更好的墙体均衡作用力。在对剪力墙平面进行布置设计中,首先要沿着其主轴的方向进而进行多方向以及双重方向上的布置,这样就可以很科学的实现墙体的均衡设计,然后,在保证剪力墙安全性能的前提下,还要采取一定的措施来科学的减少剪力墙施工的成本,就可以采取降低剪力墙墙体的侧抗力的刚度来进行,同时也能够有效降低剪力墙墙体的自重。
3.2剪力墙截面的厚度
剪力墙结构设计中,对于剪力墙横截面厚度的设计也是有着相关标准规定,其厚度是根据具体的剪力墙的结构类型而定的,对于短肢剪力墙结构来说,其底部的厚度设计一般是不能低于0.2m的,除了底部以外的部分,其厚度不能低于0.18m,这样才能保证剪力墙结构性能的稳定性。
3.3连梁钢筋的配置
钢筋是实现剪力墙结构的主要材料,增强材料具有良好的强度和刚度。因此,在剪力墙结构的使用中,可以有效地提高剪力墙的承载力和抗震能力。在剪力墙结构设计中,连接梁的设计是一个非常重要的部分。它对提高剪力墙的安全性和稳定性具有重要作用。为了控制施工成本,不能选择不符合施工要求的钢筋材料,避免影响施工项目的安全。
3.4墙身钢筋的配置
墙身是剪力墙结构设计中的主体部分,它也是剪力墙承受承载力的主要基础,因此,对于墙身钢筋的选择来说,就要严格地按照相关规定或者国家标准来进行,并对剪力墙结构设计的钢筋配比进行有效的验算,在对剪力墙结构进行钢筋配率的计算时,需要对垂直以及水平两个方向的承载力进行全面的分析和计算,保证其抗震的能力符合要求。在剪力墙结构的墙身钢筋配置一级、二级、三级的抗震设计中,垂直和水平的墙身配筋率都不能低于0.2596,同时,对于钢筋使用的间距也会有严格的要求,不管是垂直方向还是水平方向,钢筋之间的间距一般在300mm左右,直径也不能低于8mm。
3.5剪力墙中的墙肢处理
剪力墙具有一定的延展性,因此在设计剪力墙结构时,必须考虑其伸长性的影响,而剪力墙结构中最重要的是剪力墙的脆性破坏现象。剪力墙的设计应以剪力墙的特定长度为基础。对于墙长较长的剪力墙,应采用分层间隔的设计方法,并将墙分成多个截面,以避免墙体的延性损伤。对于前提长度较短的剪力墙,应连接墙体。当墙肢长度大于8m时,通过设置施工孔,可将长壁肢改为短壁肢。
结语
综上所述,在城市高层建筑数量不断攀升的今天,人们对建筑结构的形式、使用安全性和使用效能都有了新的要求。而为了满足人们的这种的需求,就要对剪力墙的设计及优化原则、注意事项都能有一个全面而又清晰的认知,不断革新剪力墙结构的技术,从而有效提高建筑物的质量,为建筑的使用功能的充分发挥提供有力保障。
参考文献
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论文作者:王水兰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/16
标签:剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 墙体论文; 钢筋论文; 建筑论文; 洞口论文; 《基层建设》2018年第24期论文;