摘要:建筑结构设计的发展将会影响建筑业的整体进步,也会对当地的发展和城市规划产生一定的影响。从目前的情况来看,许多建筑结构设计必须从多个角度出发,提高设计的可靠性和可行性,并在许多任务的实施中有效地整合剪力墙结构设计的概念和方法,这样不仅能够在相关问题的排除上取得较好的效果,还能在后续工作的拓展上,获得较高的成就。文章就此展开讨论,并提出合理化建议。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构;运用
1剪力墙的概述
剪力墙结构是指使用钢筋混凝土板作为柱子,成为各种荷载力的主要承载者,并加强水平力来控制建筑结构。在现代建筑结构中,剪力墙已经成为建筑结构中的主要支撑结构,对于承受垂直荷载和抵抗横向荷载非常重要。剪力墙结构可以提高建筑的整体稳定性,降低建筑施工中的钢材含量,并在一定程度上控制建筑成本。尤其是在高层建筑中,剪力墙结构能有效的结合建筑物内部的分离墙和称重强,在不影响建筑整体性能的同时,提升了建筑内部的空间,避免。
由于剪力墙自身结构的关系,当发生地震时,其地震反应也是比较大的。剪力墙结构可以利用自身刚度的优势,很好的防止侧向变形,但需要加强建筑物的下部结构作为基础,这就无形中增加了建筑的成本。同时,剪力墙结构中的配筋率比较低,可以有效的控制钢材的消耗。
2剪力墙结构设计的原则
剪力墙结构设计对建筑物的整体性能有着至关重要的影响。为了确保设计质量和效率,设计师在实际工作中应该遵循以下原则。首先,剪力墙应布置在建筑物主轴线两侧,以使两个方向的横向刚度尽可能接近,从而确保一致的自振周期。剪力墙结构的抗震能力与配体的增强密切相关。设计者应该根据实际需要选择具有合适模型和材料的钢筋。另外,还应尽量避免设计中出现错洞剪力墙和叠合错洞墙,以免增加施工难度与危险。其次,应保证剪力墙沿竖向贯通建筑物全高,为了分散应力,可逐渐减小抗侧刚度,具体措施是摒弃部分墙肢,还可以适当改变墙体厚度。现阶段,高层建筑日益增多,应选择短肢剪力墙与一般剪力墙相结合的方式,以此增大墙体结构的稳定性与可靠性。最后,还应科学控制剪力墙数量,在保证侧向变形限值的基础上考虑经济性,尽量减少剪力墙数量,以此降低建设成本,帮助建筑企业用最小的成本创造更大的利润。
3建筑结构设计中剪力墙结构受力分析
剪力墙结构设计有自己的设计原则和原则。因为剪力墙通常比普通墙更厚、更宽,所以它们的特性与平板相似,但仍然存在一些差异。剪力墙由弯曲构件计算,楼板由弯曲构件计算。因此,有必要在结构设计分析中考虑具体的设计差异。此外,剪力墙的长度和厚度范围有其自身的特点,当高度和墙段比厚度小于或等于4,应按框架柱的结构设计;当墙肢截面高度与厚度之比大于8时,使用一般剪力墙;当墙肢截面高度与厚度之比在4~8之间时,则要使用短肢剪力墙,这些也是剪力墙的结构设计的基本原则。剪力墙结构由一系列纵向剪力墙和横向剪力墙以及由空间结构组成的梁板组成。在两种负荷的主要:一是竖向荷载,竖向荷载主要是梁板传来的活载、恒载、竖向地震作用及剪力墙身自重;其他主要是水平荷载,地震作用和水平风荷载。剪力墙内力和变形分析包括承载力极限状态和正常使用极限状态分析。在极限承载力状态下,剪力墙在各种工况下不受破坏,能安全承受重力荷载。在正常使用极限状态下,结构变形满足规范要求,在满足设计要求的基础上结构经久耐用。框架结构的变形主要是剪切变形,剪力墙的变形主要是弯曲变形。
为了实现剪力墙的弯曲破坏的延性破坏模式。《高层建筑混凝土结构技术规程》中有规定,墙的长度最好不要超过8m。事实上,有两个主要因素影响剪力墙的破坏模式是轴压比和剪跨比,只要轴压比小于规定的限值而剪跨比大于2,可以实现延性破坏模式。当剪力墙的长度超过8m时,尽可能在墙体中部开洞,形成一个双墙肢,通过弱连梁连接,一般来说剪跨比也会大于2,可以满足延性破坏的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在地震作用下,通过连接梁的能量,梁端首先进入塑性变形,形成塑性铰,使梁成为抗震的第一道防线。
4建筑结构中剪力墙结构设计内容
4.1连梁设计
连梁是指建筑结构中连接各个位置墙肢和墙肢之间的结构梁,这种连梁可以建筑墙肢结构有效连接起来,而且墙肢受到建筑结构水平荷载作用影响很容易发生变形,使得连梁结构形成内力,反过来墙肢对于连梁形成一个约束作用力,因此连梁有助于提高建筑墙肢结构的稳定性,应合理设计连梁。建筑结构连梁设计应注意截面尺寸和连梁跨高比,若连梁刚度较大,应适当进行折减,根据建筑剪力墙结构设计相关标准,将建筑结构内力荷载转移到墙体中,实现折减。剪力墙结构折减设计,应注意折减系数,通常情况下,若建筑连梁结构设防烈度不高,折减度稍微少一些;若设防烈度较高,折减度稍微多一些,但是建筑连梁结构折减度必须高于0.5,确保建筑连梁结构保持良好的刚度和竖向荷载承受力。
4.2在长度和厚度方面的配筋要求
建筑墙体结构的长度和厚度的配筋率是墙体质量和整个建筑结构设计合理性的关键。因此,在墙体设计工作中必须明确规定配筋率的取值范围。为了解决抗震问题,建筑结构必须具有一定的延性,这也要求建筑墙体的配筋率满足最低要求。在进行建筑剪力墙结构配筋率设计时,要严格按照相关规定以及工程结构需求进行设计,而且要保证配筋率的设计满足建筑结构其他部分的设计需求,必须慎重的进行配筋率数据设计。
4.3剪力墙中大墙肢处理
在一定程度上,剪力墙结构的设计有其自身的结构广泛性优势,因此必须在施工过程中充分发挥其效用。这对整体结构有着至关重要的影响。一般来说,当设计剪力墙结构时,将其设计为具有高形状结构的剪力墙是非常容易的。这种墙体结构的外观会影响整个墙体的质量。因此,设计应根据实际施工需要进行调整,以避免这种情况的发生。当墙段长度较小时在受弯处就会极易出现裂缝的情况,从剪力墙作用而言,它质量的好坏将对整个墙体配筋的支撑力起到至关重要的影响。所以,为了有效避免这种情况的出现,就要对其进行施工留洞,待施工完成后可以对其进行填筑,从而有效的将长墙变成短墙。或是在设计过程中就可以依据结构实际情况进行设计然后预留洞,通过计算的方式也能增强短墙肢的承受力。
4.4剪力墙的平面布置要点
首先,由于在剪力墙结构中,全部竖向荷载和水平力都是由钢筋混凝土墙来承受的,因此剪力墙应该沿着平面主要轴线的方向进行布置。其次,在剪力墙的平面布置中,为了使剪力墙的质量中心与其刚度中心保持一致,剪力墙的平面应该尽量讲究对称,这样还可以起到降低剪力墙扭矩的作用。另外,我们还应该注意到,对于以抗震为主要目的的剪力墙结构,在对其进行设计的时候应该避免使用单向的平面布置形式,否则将大大影响剪力墙结构的抗震效果。
结语
剪力墙结构在建筑工程项目中应用广泛,其设计必须符合人们对于现代化建筑项目的要求,结合剪力墙结构的特性和优势,根据建筑工程项目的实际情况,加强建筑剪力墙结构设计各个环节的控制,重点解决剪力墙结构应用中的一些问题,积极进行分析和探索,不断提高建筑工程剪力墙结构设计水平,推动我国建筑行业的快速发展。
参考文献:
[1]傅学怡,邸博.基于有限基础刚度的框架-剪力墙结构抗震设计[J].土木工程学报,2014(04):29-37.
[2]曹彬,李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构,2013(22):65.
[3]王艳军.高层建筑剪力墙结构优化设计浅析[J].山西建筑,2010(05):73-74.
论文作者:吕博
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签:剪力墙论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 荷载论文; 墙体论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2018年第29期论文;