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摘要:现阶段,随着我国经济的飞速发展,人们生活水平的不断提高,人们对建筑设结构设计的要求也越来越高,这便让建筑结构的设计越来越多样化。因此,不断追求新的建筑结构设计是当前建筑业在市场经济中稳定发展的有效手段,要想让建筑结构设计不断地创新,就避免不了剪力墙结构设计在建筑行业中的应用。剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用能有效提高我国建筑结构设计的水平,从而促进我国建筑行业的发展。
关键词:建筑工程设计;剪力墙;结构设计
引言
目前,在我国建筑行业发展过程中,为了给人们营造良好的生存环境及工作环境,为社会和经济发展作出贡献,需要建筑设计单位加大对建筑结构设计的研究力度。目的是提高建筑结构的质量,提高建筑结构稳固性。随着社会发展,城市空地减少,高层、超高层建筑及超长使用年限的建筑已成为城市的未来趋势。因此,在现有的建筑结构设计中,应融入剪力墙结构设计,这样一来,所设计的剪力墙结构就有较高的承载力,可以承担建筑结构产生的竖向力和水平力,从而提高建筑结构的安全稳固性,发挥剪力墙结构在建筑结构中的保护作用。
1剪力墙结构优点与类型概述
1.1剪力墙结构的优点
我们都知道,剪力墙最好的一点便是其十分巩固,因为这种墙的构成材料中使用最多的便是钢筋混凝土,这种材料极其坚固,且受力面积大,因此在水平与垂直方向所承受的力都要比其他类型的材料的大的多。还有剪力墙,还被称为结构墙等。换个角度说,剪力墙对于整个建筑来说,就相当于我们人类的骨架,就是整个建筑最为关键、重要的一部分,其能够起到整个建筑、承担各种作用力的最重要作用。与此同时,剪力墙还有着极好的抗震能力以及其整体结构也足以支撑整栋楼的重量,故其也能够很好的被广泛运用到高层建筑。因此,剪力墙结构是我国运用最为广泛、以及极其重要的结构体系之一。
1.2剪力墙结构的分类
(1)小开口剪力墙结构。小开口剪力墙就如同字面理解那样,即会在墙上开许多较小的口子,尽管这些口子比较小,但是其面积却是不小的。一般来说,小开口剪力墙结构却会很容易变形,故一旦受了一定程度的外力后,就会很容易变形,而我们平时见到的大都是已经弯曲很多的小开口建立墙结构。但是需要注意的是,尽管其容易变形,但是其弯曲的限度总是会在许可应力范围内的,所以其稳固性还是极好的。(2)多肢剪力墙结构。多肢剪力墙顾名思义就是会分部成列,并且其洞口面积都是比较大的洞,而这些洞之间的排列很像多肽化合物的结构,故就称它为多肢剪力墙。(3)有壁式力墙结构。有壁式力墙和多肢剪力墙一样,都会开面积比较大的洞,并且其樯肢线的刚度与剪力墙的刚度之间的差别是很少的。而且有壁式力墙与其他不同类型的结构相比,他是最容易发生变形与弯曲的一种类型。
2剪力墙结构的设计原则
2.1宽度和高度控制原则
在进行普通剪力墙结构设计过程中,按照剪力墙宽度和高度控制原则,保证剪力墙结构按照柱体受力方式,对建筑结构起到支撑稳定的作用。在进行剪力墙结构设计过程中,按照水平力和竖向力承载要求,对剪力墙内产生的弯矩力进行计算,同时按照结构具有的弹性和非弹性特点,对剪力墙结构宽度和高度进行控制。
2.2刚度和延展性的控制原则
为提高剪力墙结构在建筑结构内具有的稳定能力,根据刚度和延展性控制原则,能够最大限度提高剪力墙结构的应用能力。因此在对剪力墙刚度和延展性设计过程中,要求外梁不与剪力墙结构产生连接,从而提高剪力墙承载外部作用力的能力。另外,在特殊结构内进行剪力墙结构设计时,根据施工技术能力和施工条件,需要对设计内容进行不断优化和完善,实现剪力墙结构刚度和延展性能力的提高。
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2.3剪力系数控制原则
在进行剪力墙系数设计过程中,根据剪力墙具有的抗震性能,通过对剪力系数的控制,从而提高建筑结构整体抗震能力,同时提高结构具有的倾向刚度能力。因此在对结构倾向刚度能力设计过程中,通常在结构内增加倾覆力矩,实现在不同结构内对剪力系数进行有效的控制。
3剪力墙结构设计要点
3.1平面的安排
在对剪力墙进行设计的过程中,首先需要对墙体的平面进行安排,并且依据对应的设计原则来保证好剪力墙的中心能够与墙体的刚度达到很好的契合,来达到其最好的功能要求,从而更好的实现墙体极好的平衡力。而在对墙体平面具体的设计过程中,首先需要沿着主轴的方向,来进行多方向以及双方向上的安排,如此就能科学合理的实现墙体的平衡设计,而后,在保证剪力墙达到相应的安全性能的基础上,还需要采取相应的措施来有效的减少剪力墙施工的成本,比如就可以通过降低剪力墙侧抗力的刚度来实现,如此还能很好的有效的降低剪力墙墙体的重量。
3.2定位剪力墙
在建筑结构设计中应用剪力墙结构,应准确的进行剪力墙定位,将其刚度中心与质量中心重合,这样才能保障平面布置上,结构整体处于均匀、对称的状态,从而发挥出保障结构整体稳定性的作用。所以设计中最好沿着建筑的主轴作为设计方向,同时展开对称式的设计,并尽量在设计上避免出现单向有墙的设计。在剪力墙平面设计的定位上要遵循对称性原则,尽量保障建筑结构的两侧对称,并使质量中心与刚度中心重合在一起,控制墙体的扭矩程度,避免出现变形。而在对内外部剪力墙结构进行设计时,要遵循拉通与对直的设计原则,并保障剪力墙肢体截面处于规则的状态。
3.3注意剪力墙截面厚度
在建筑结构设计中对剪力墙厚度的设计,是保证人们日后住房的关键。建筑结构设计中规定了剪力墙最小厚度,如在没有抗震设计的时候,剪力墙的最小厚度不应该小于层高或者1/25,还应该大于出房屋层高的16mm。在抗震设计的时候,剪力墙底部加强区在抗震等级时不能小于1/20,还应等于或大于160mm。这是为了保证剪力墙平面外的刚度和稳定性,当剪力墙在平面外与墙肢相交时,可视为剪力墙的支撑,更加有利于保证剪力墙的平面外刚度和稳定性,因此,剪力墙结构设计在建筑过程应用时一定要注意剪力墙截面厚度的设计。
3.4剪力墙边缘构件的设计完善
在进行剪力墙边缘构建设计过程中,需要约束边缘构造,应当对构造边缘构建进行合理的设计。在结构施工过程中,应当根据现场施工环境,选择合适的技术方法,对边缘构件设计进行不断的完善。而在完善的过程中,需要结合构件产生的作用进行划分,目的是发挥构件在剪力墙结构中的作用。可见,按照相关施工规定,根据箍筋和配筋特征值,并结合墙肢长度是十分重要的,可以有效控制结构中的尺寸和形态的大小,防止设计出现不合理的现象。另外,在纵向钢筋配置中,如果约束构件对相关结构产生约束性,则可以降低施工企业的剪力墙刚度,从而实现结构内边缘构件具有的约束作用。
结语
剪力墙应用于建筑的结构设计能够提高建筑整体结构刚度以及抗震性能。借助剪力墙的结构分析帮助设计科学安全的剪力墙类型,使剪力墙的结构作用充分发挥。具体设计时相关力学分析以及承压计算工作必须做好,保证剪力墙的高跨比以及墙厚参数合理安全,使得剪力墙既符合实际工程需要,又给建筑的稳定性提高保障。
参考文献
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论文作者:杨颖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/27
标签:剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;