宁夏建投设计研究总院 宁夏银川 750001
摘要:在整体建筑工程中,剪力墙结构发挥着非常重要的作用,其具有显著的优点,适用于高层住宅和宾馆。针对剪力墙的设计,设计人员需要结合建筑工程设计的具体要求,选择科学合理的设计方法,不断提升其性能与强度,从而实现剪力墙结构稳定性及安全性的提升,剪力墙设计水平的提高。
关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙设计
引言
剪力墙的结构设计在建筑结构设计中是比较重要的一个部分,在我国的建筑行业进行广泛的应用,能够提高我国建筑工程的质量,同时能够有效的优化建筑的结构,设计人员应该将剪力墙的设计原则以及设计重点进行仔细的研究,然后通过探索创新出更多的新技术,促进我国的建筑事业稳定的发展。
1关于剪力墙
1.1剪力墙概述
剪力墙结构具有稳定性强与承载力高的优势,在建筑过程中,应用剪力墙结构,可以提高建筑墙体与楼板的承载能力,是建筑结构设计中最为广泛的应用结构。剪力墙结构有着应用范围广的特点,其是纵向与横向钢筋混凝土墙的结合,可以承受一定的重力,提高建筑质量。同时,剪力墙钢筋混凝土结构的产生是建筑结构设计中最主要的部分,不仅可以代替传统的梁柱承担一定荷载,还能增强建筑结构的稳定性。当前,剪力墙结构在建筑结构设计中的应用较为广泛,是一个常见的结构体系。
1.2剪力墙的分类
剪力墙主要根据墙上是否有开口进行区分,不开口的为实体墙,开口的又会根据开口的大小分为整体上小开口的剪力墙、多肢剪力墙以及壁式框架剪力墙。
实体墙一般情况指没有开口的剪力墙,这样墙体因为受力面积比较均匀,在弯矩图处显现出的特点就是,既不会有明显的反弯,也不会有明显的突变,具有较强的承受能力,是很多建筑物中必不可少的一部分。而另外三种剪力墙均为开口的,其中开口最小的是整体上小开口的剪力墙,剪力墙上的开口大小不会超出正面墙体总面积的15%,于实体墙相比,这种墙的变形为弯曲性,在弯矩图处也不会体现出反弯,但是会有出现突变的可能性;而多肢剪力墙相对开口面积较大,有一些开口还是以成列状进行排列的,在剪力墙的弯矩图处也不会发生任何异常的情况;最后一种类型就是壁式框架剪力墙,它的开口是所有类型中最大的,具有剪切型的变形。
2 建筑工程剪力墙结构设计中的常见问题
2.1 大于20 层的建筑物剪力墙结构所存在的问题
在实际建筑工程结构设计过程中,有部分施工人员没有意识到高层建筑物和低层建筑物的差异性,在结构设计过程没有对高层建筑物和低层建筑物进行有效地区分,比如说,超过20 层的建筑物结构最好还是采用传统的现浇剪力墙,如若采用短肢剪力墙体系,结构就会较柔,结构顶点位移和层间位移规范要求就不一定能够得到满足,底部剪力系数也偏低,就会造成不安全的结构。有时在采用传统的现浇剪力墙结构时,结构的刚度过大可以采用在墙肢上开孔,或者将窗台改成砖砌结构等措施进行调整。
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2.2 小于20 层的建筑物剪力墙结构所存在的问题
在建筑工程剪力墙结构设计过程中,还存在的问题就是对于小于20 层的建筑物,在施工过程中还是采用以往传统的现浇剪力墙结构施工方式,在这种施工方式下,剪力墙该有的承载水平以及能力就很难有效地展示出来,并且还会消耗较多的施工费用。一般情况下,对于小于20 层的建筑物剪力墙结构施工大多是现浇联肢短肢结构来代替,这样就能将建筑结构定点位移、周期以及结构底部所存在的剪力都控制在合理的范围之内。
3剪力墙设计分析
3.1选择科学合理的设计方法
在建筑工程结构设计中,要想保证剪力墙结构的稳定性,使整个建筑工程质量得到提高,设计人员首先要选用科学合理的设计方法,确定恰当有效的施工方案,从而使建筑工程的安全稳定性及整体强度得到最大程度地增加。由于处于受弯工作状体的剪力墙结构具有较高的延展性,因此,设计人员在设计方法选择过程中,应首先将剪力墙形状确定为宽细状。为了保证剪力墙设计满足建筑工程抗震的要求,设计人员需要注意剪力墙的长度,以免出现低宽剪力墙,影响建筑工程质量与安全。除此之外,在设计方法选择过程中,设计人员还可以利用计算机技术进行精确地计算,同时参照以往剪力墙设计过程中成功的经验与失败的教训,使所设计剪力墙的安全性与稳定性得到保障,在确保施工成功顺利进行的同时,使得建筑工程设计中剪力墙设计水平得到显著提升。
3.2合理布局结构
设计人员在对剪力墙水平结构进行布置的过程中,应该尽可能地采取对称的方式来完成剪力墙的平面设计。这样的布置不仅能够极大地增强剪力墙的抗震性,而且还能够有效地防止剪力墙扭矩问题的产生,为促成对称,设计人员需要尽可能地将剪力墙的刚度核心与重量核心布置在一起。此外,为了使剪力墙的抗震性得到有效提高,从而确保整个建筑工程的抗震性能得到提升,在布置剪力墙结构的时候,设计人员可以适当地减少对单项形式的采用。值得注意的是,在布置剪力墙结构的时候,设计人员需要对剪力墙侧向刚度能否得到充分有效发挥进行重点关注,这也是保障剪力墙结构的抗震性能的有效措施之一。
3.3合理处理剪力墙的延伸性
剪力墙的延伸性是剪力墙设计过程中的核心内容,在建筑设计阶段一定要有效的处理剪力墙的延伸性。通常情况下,剪力墙本身就具有一定了延伸性能,因此,在对剪力墙的结构进行设计时,首先要确保其具有较好的延伸性,这样才能够很好的保证剪力墙具有很好的整体性与耐久性。对于这一点,建筑设计人员在处理剪力墙延伸性功能时,为了避免剪力墙的结构遭到损坏,需要保证剪力墙的承载水平达到相关标准,此外还可通过均匀对称、前后连贯的方式来提高剪力墙的支撑能力,从而增强剪力墙设计的有效性与合理性。
3.4增强剪力墙的强度及其性能
提升强度与性能是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的重中之重。根据我国相关机构出台的《高规》中所规定,在建筑工程的设计、施工过程中一般的剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率都应当得到可靠的保障,即对于非抗震设计和四级抗震设计时这一数据应当在0.20%之上,与此相对应的则是,当对于一、二、三级抗震情况的建筑工程设计时,设计人员应当确保这一数据不小于0.25%,从而能够促进建筑工程抗震强度与自身性能的有效提升。除此之外,在提升强度与性能的过程中设计人员还应当遵循《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中的相关规定,即通过约束边缘和构造边缘的剪力墙构件来促进矩形截面剪力墙的极限承载力能够优化40%以上,并且促进其抗震能力得到20%左右的提升,最终促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计合理性的不断进步。
结束语
剪力墙结构是当前建筑结构设计中非常常见的类型,尤其是近年来逐渐受到了各施工单位或企业的普遍关注和重视。剪力墙结构具有抗侧刚度大、抗震性能好、侧移小的优点,能够满足不容结构风格建筑的要求,特别适用于高层建筑与宾馆。为了确保剪力墙结构在建筑中作用的有效发挥,就需要加强对剪力墙设计进行分析,从而使剪力墙结构设计水平得到提升,为施工的顺利正常开展创造良好条件,最终实现建筑结构设计水平的整体提高。
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论文作者:陆彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/5
标签:剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 建筑工程论文; 设计人员论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;