基于剪力墙的建筑结构设计研究论文_王彦军

基于剪力墙的建筑结构设计研究论文_王彦军

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摘要:要想保证建筑物的整体结构,首先就要合理的设计剪力墙,并且在整个建筑施工中也有着非常重要的作用,根据实际的建筑结构的要求,设计合理的剪力墙,从而保证人们的生命和财产安全。

关键词:剪力墙;建筑结构设计;应用

1剪力墙结构的形式

1.1开有不规则洞口的剪力墙

如果对剪力墙开设很多的不规则的比较大的洞口,实际上是会对整体的结构产生一定影响的,仅仅是为了满足建筑使用的要求,因此,需尽量避免,如果没有办法将其避免,可以采用一些合理的措施,从而能够降低其对整体结构的负面影响,如,开设不必要的洞口,使得剪力墙从外形上看是规则的,如果需要,可以采用刚度比较小的材料对洞口进行填充;在剪力墙中,可以设置暗柱,这样可以使得其连续性比较强,这样可以降低由于不规则的开洞对整体结构产生的影响。

1.2整体墙和小开口整体墙

如果剪力墙上面的洞口比较小,可以将其的影响进行忽略,这种剪力墙实际的结构是一种悬臂的构件,横截面的变形可以符合平面的假定,所产生的正应力是直线力,可以成为是一种整体墙。如果加大洞口的开放,墙肢中产生的应力要小于整体弯曲应力的百分之十五,这种情况下可以认为此面剪力墙符合对平面的假定,可以按照科学的方法对其进行计算,然后进行修整。

1.3短肢剪力墙

近年来我国兴起的一种新型的抗侧力的构件就是钢筋混凝土短肢剪力墙,这种剪力墙不仅可以保留异形柱的不突出的优点,还可以有相对的抗震性,比普通的剪力墙能够有更大的控制性,并对短肢剪力墙的要求也没有明确的规定,如计算模型、使用高度等等。因此,需要更好的了解短肢剪力墙结构的破坏形态等等问题,能够设计出一套合理的方案。

1.4联肢墙

在实际的建筑工程施工过程中,需要更多的弯构件能够将剪力墙进行连接,如,在建设住宅方面,墙体上需要大量的竖向排列的洞口,在外墙上,这些洞口的设计一般就是窗口,在建筑整体的内部这些洞口一般就是楼道和门。在实际的建筑设计中,这些洞口分开了整个剪力墙,墙肢需要进行相互连接,也就是联肢墙。如果剪力墙上开出比较大的洞口,这样就使得整个剪力墙的结构受到破坏,使得正应力的分布没有规律性。但是墙肢线的刚度比较大,比形成的连梁线的刚度大的多,在每根连梁的中间都有反弯点,而墙肢的反弯点不是每个楼层都能够出现。在水平荷载的作用力下,所有的连梁都会出现弯曲的形态,但是大部分的墙肢都出现了弯曲的形态。

2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。

3剪力墙结构设计的重点

3.1选择科学的设计方法

为了更好地保证建筑工程中剪力墙结构设计的合理性,在设计过程中,需要掌握几个设计重点:设计人员要选择科学的设计方法,从而更好地保证施工方案的合理性。在设计过程中,由于剪力墙的延展性较高,因此,要将剪力墙的形状设计为宽细状,而且剪力墙的高度不能小于墙体的宽度。为了更好地保证设计的准确性,在设计过程中,设计人员应借助计算机技术进行准确的数据计算,从而更好地保证剪力墙的安全性和稳定性。

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3.2选择合理的布局结构

要保证剪力墙结构设计的合理性,在设计过程中,设计人员要选择合理的布局结构,并且尽量采用对称结构方式,以更好地提高剪力墙的抗震能力。要将剪力墙设计成对称形式,设计人员需要使墙体的刚度中心和质量中心重叠,而且进行结构布置时,要减少对单项形式的采用,进而更好地提高墙体的抗震性能。

3.3合理处理剪力墙的延伸性

由于剪力墙具有一定的延伸性,进行建筑工程剪力墙结构设计时,要对延伸性进行合理的处理,一般情况下,设计人员首先要保证剪力墙具有较好的延伸性,以保证墙体的整体性能。其次,为了避免墙体结构受到破坏,要保证墙体的承载力满足相关规定,而且可以通过选用对称或前后连贯的方式提高墙体的承载力,以更好地保证墙体设计的合理性。

4剪力墙结构设计在建筑过程中的应用优化

4.1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。

4.2加强对剪力墙连梁设计的优化

为了更好地提高建筑工程剪力墙结构设计的质量,在设计过程中,设计人员要注重对剪力墙连梁设计的优化,连梁主要用于连接墙肢,当墙肢由于外力的影响而出现变形或超筋的问题时,会直接影响建筑工程的质量,进而威胁人们的人身安全,因此,加强对剪力墙连梁设计的优化非常重要。(1)进行连梁设计时,要结合建筑工程实际情况适当地降低连梁高度,避免由于高度超标而导致变形现象的发生;(2)要加强对结构塑性的控制,设计人员要加强对剪力墙连梁的抗震设计;(3)为了避免剪力墙出现超荷载现象,进行连梁受力计算时,要进行多次反复计算,保证连梁受力分析的准确性。一旦出现剪力墙超筋情况,施工人员要及时采取措施,严格控制剪力墙的受力,选用铰接的方法进行处理。

4.3加强对剪力墙大墙肢的优化

要提高建筑工程中剪力墙结构设计的合理性,设计人员要加强对剪力墙大墙肢的优化,保证剪力墙具有良好的延展性。一般情况下,剪力墙的宽高比要小于2。另外,要降低剪力墙的剪切破坏程度,需要保证墙体具有足够的高度,在施工过程中,可以对墙体进行分段施工,通过开洞技术将墙体分成多个独立的小墙段,从而更好地减少墙体在弯曲过程中所出现的裂缝。但是当剪力墙的高度超过8m且发生地震时,墙体就容易受到巨大的剪力作用,容易造成大墙体的损伤,对此,可以采用施工洞的方式进行处理,工程完工后,在用混凝土填补施工洞。

结束语

随着不断扩大的我国的城市化的建设,带动了建筑业的不断发展,居民居住的房产需求量也在不断的增加,尤其是高层建筑的发展,高层的剪力墙的结构不仅能够保证相关结构的安全性,还可以使得室内的空间更加的合理,因此,很多的建筑结构中多数都采用了剪力墙的结构,保证剪力墙结构设计的合理性,可以从根本上保证人们对建筑的要求,并且保证建筑企业的经济效益和社会效益。

参考文献

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[3]王凌霞.结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计[J].四川水泥,2018(12):97.

[4]杨媛媛.试论建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究[J].建材与装饰,2018(50):105-106.

论文作者:王彦军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/30

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