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摘要:在建筑结构设计中,剪力墙结构设计是很重要的一个环节。本文首先针对剪力墙结构概念进行简单阐述,其次对剪力墙结构的具体分类情况进行分析。在这一基础上,与实际情况进行结合,提出建筑结构设计过程中,剪力墙结构在其中的具体应用。在保证建筑结构设计质量得到有效提升的基础上,保证剪力墙结构科学合理的应用效果。
关键词:建筑;结构设计;剪力墙;结构设计
引言
近年来,中国经济实力大幅提升,高层建筑如雨后春笋般涌现在城市的建设中。在高层建筑的应用中,剪力墙是最为广泛应用的建筑结构。从剪力墙结构的具体施工来看,其特点比较突出,主要表现为可以有效抗震,深得用户的青睐。虽然剪力墙结构在施工中得到越来越多的应用,但同时也要求施工人员注意剪力墙结构的质量要求。众所周知,剪力墙结构是不同的,所以选择一个合适的结构设计方法是关键,这不仅对促进施工快速进行发挥作用,同时也能保证施工的质量。所以这也就要求相关技术人员努力提高自身的能力,同时又可以严格要求设计过程中的每一个细节,避免失误的产生。
1.剪力墙结构概述
剪力墙结构主要是指使用钢筋混凝土墙取代梁柱框架结构,可以进行各种荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,目前这种结构广泛应用于高层建筑。一般来说,剪力墙在建筑设计中的主要作用是承受垂直荷载和抵抗水平荷载,防止建筑结构发生倾斜和倒塌。一般的剪力墙和楼板共同构成一个应力系统来完成整个建筑的支撑,但其缺点是剪力墙不能任意拆除或破坏。由于设计空间的限制,不利于建筑空间的自由组合,所以对于居民来说,装修过程必须按照剪力墙结构的要求来设计,不能随意改变室内布局。然而,短肢剪力墙结构的应用使居民在一定范围内自由改变室内布局,增加了建筑设计的灵活性。最后,剪力墙决定了建筑主体底部剪力的最大承载力,因此墙体质量较高。
2.剪力墙结构分析
建筑结构一直都是建筑物在建设过程中非常重要的内容,同时也是保证建筑物整体质量的必要前提条件。建筑结构一般是指房屋或者是建筑物当中,一定数量的构件相互组合而成,并且这些构件能够承受一定的荷载空间体系。在建筑施工过程中,由于施工项目具有明显的差异性,所以施工方法上也大有不同,针对这一现象,在施工时,可以将建筑结构分为各种不同的形式,其中包括混合结构、剪力墙结构等。其中,剪力墙结构在实际应用过程中,其根本作用是为了能够承受一些由于风荷载或者是地震作用引起的水平荷载,这样不仅能够从根本上保证建筑物自身的安全性和稳定性,而且还能够延长建筑物的使用寿命。剪力墙结构其实就是通过钢筋混凝土墙板,对垂直结构或者是水平方向力的结构起到良好的支撑作用 。在对剪力墙结构进行设计的时候,需要结合实际情况,采取有针对性的措施,这样不仅能够保证剪力墙结构的作用和价值充分发挥出来,而且还能够保证建筑结构设计的质量和水平得到有效提升。
3.剪力墙结构设计中容易出现的问题分析
在实际设计过程中,设计剪力墙结构的侧向刚度不能太大,对底层剪力墙设计厚度要求为:在对抗震进行设计时,筒体与一般的剪力墙承所受的第一振型底部的地震倾覆力矩是不允许小于总底部地震的倾覆力矩的50%。对短肢剪力墙较多的结构中,不少设计人员会将较短的墙段画成约束边缘构件或构造边缘构件,并把计算所需要的纵向钢筋均匀的配置于整个墙段内,但这样很不妥,因为配置于墙肢中及轴附近的钢筋不能发挥其作用,因此其纵向的钢筋必须向着墙肢端部来集中,可打印出剪力墙边缘构件配筋的计算结果来加以复核。抗震墙的墙肢长度应不超过墙厚的3倍时,要按柱的设计要求来进行设计,箍筋必须沿全高进行加密与SATWE等的程序在计算时,都要按照该条规定进行办理。如墙厚为200mm与墙肢的长度为600~800mm,此时墙肢的长度虽然为墙厚的3~4倍,但还是应按柱来配筋。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆某些设计人员在电算总信息里输入的配筋率为0.30%,剪力墙的竖向与横向分布筋也不需要过大,若墙厚为200或250mm,纵与横向的分布筋都配Φ12@200双排(配筋率达0.565%~0.452%)就没有必要,但其钢筋间距应不大于200mm,以此来防止剪力墙的开裂处。
4.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
4.1工程概况
某工程 C2# 楼,主体结构高度 99.57m,地下室 2 层,地上 1~2 层为底层商铺,3~32 层为建筑,其中 3 层为结构转换层。建筑物平面尺寸为37m×23.5m,建筑总面积为 15440.36m 2 ,该工程结构设计寿命为 50 年,施工结构安全等级为 2 级,剪力墙抗震等级为四级。该地区工程抗震设防烈度为Ⅵ度,设计的基本地震加速度为 0.05g,设计地震分组为第一组,为Ⅱ类类别的建筑工地,地面粗糙度为 B 类抗震设防烈度为Ⅵ度第一组。根据规程规定,底部加强部位(本工程为地下 1~4 层)剪力墙及柱抗震等级为二级,1~5 层框架梁及连梁抗震等级为二级,其余部分框架及剪力墙抗震等级均为三级。
4.2剪力墙厚度的确定
由于剪力墙结构的宽度与长度尺寸较大,可按双向受力结构及柱形受力结构等特性来进行设计。根据我国所制定的抗震规定,在剪力墙结构当中需要加强墙体的厚度,针对厚度的选取应结合建筑楼层高度来进行确定。
4.3对剪力墙进行合理定位
(1)若在建筑的设计中牵涉到弧形、圆形或多边的平面结构,可将剪力墙设计为环形或沿着径向的位置设置剪力墙。(2)在设计中若呈Y型结构,需根据建筑自身的三个轴线的分布方向进行剪力墙的设置。(3)在结构的设计中若呈现出T型或矩形等平面结构,就需沿着自身结构的两个轴线的方向进行设计。在进行剪力墙结构的设计过程中要保证结构的对称与均匀,将整体结构中的质量核心与刚度中心进行重合设置,以保证建立的墙体不会产生扭矩。在建筑结构设计过程中,要保证剪力墙的墙肢的设置能满足规则,并遵循建筑结构设计简单的原则。
4.4剪力墙墙肢长度的确定
墙肢长度是指整个剪力墙的截面高度,此参数的确定对保证剪力墙结构稳定性与外观的协调性有着巨大作用。剪力墙墙肢长度需控制在八米内,而在剪力墙结构中为了进一步确保墙体构造的延伸性,合理避免外力对墙体的损坏,还可将宽度与高度比例相差较大的部分采取弯曲设计的形式,设计成延伸性的剪力墙,避免弯曲对墙体造成的损害。但在实践设计中部分建筑的墙体长度较大,为了进一步确保剪力墙的墙体宽度与高度之间的比值,需采取开洞的方式,将墙体分隔成为连续、均匀、长度较小的连续肢墙,针对其开洞的设计应采取弯矩约束较小的弱连梁的设计形式,来增强墙体的结构稳定性与刚性。
4.5处理剪力墙中存在的连梁超筋现象
在剪力墙结构中,较容易出现连梁超筋的现象,主要表现是墙体整体的剪力与设计过程中对剪压比规定的数值要求不相符。在墙体中出现连梁超筋的现象,主要由于剪力墙整体结构的高度,位于建筑整体结构高度的三分之一处。若在平面结构中,墙体较长,就会较容易出现连梁超筋的现象。在出现连梁超筋时,墙体会发生严重剪切变形。若是墙体中较容易出现连梁超筋现象的部位时,可采用铰链的形式进行处理。
5.结束语
剪力墙结构在现代建筑结构设计过程中具有非常重要的影响和作用,所以需要采取一系列先进的科学技术手段。在保证建筑结构得到优化和完善的基础上,做好对剪力墙结构设计的应用,以推动我国建筑行业的整体发展。
参考文献:
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[3]陆江洲.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用解析[J].江西建材,2016(05):30+33.
论文作者:刘飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/29
标签:剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 墙体论文; 建筑论文; 荷载论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第24期论文;