剪力墙结构在建筑结构设计中的运用论文_张桂航

剪力墙结构在建筑结构设计中的运用论文_张桂航

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摘要:随着我国经济水平的不断提高,建筑业也开始快速发展,人们对于建筑工程的质量要求也不断提高。想要有效提高建筑工程的质量就需要对建筑结构进行优化。剪力墙在建筑结构安全中起到关键性的作用,因为剪力墙的抗侧刚度高,对于建筑产生的水平作用力和水平剪力能够大部分吸收,使建筑物有很强的抗震性能,所以在建筑工程中剪力墙得到广泛应用。本文对剪力墙在建筑工程中的设计原则以及应用进行简要分析。

关键词:剪力墙结构;建筑结构设计;运用

1、设计剪力墙结构的原则

1.1系数调理原则

在建筑设计过程中,要保证建筑结构具有抗震性能,就需要建筑结构中楼层最小地震剪力小于楼层水平地震剪力。在剪力墙结构设计中应该对建筑结构自身重量进行调整,通过降低自身建筑重量增加建筑的抗震能力。

1.2楼层间位移调整原则

在进行建筑结构设计过程中设计重点应该是控制楼层间扭转变形和剪切变形。设计人员可以通过对竖向构件数目的调整,控制建筑物的剪切变形。在设计过程中要注意竖向构件的数量要适中,如果放置过多就会造成剪力墙的剪力比重失调,从而影响建筑的质量,同时也会造成楼层间出现大幅度扭转变形。想要保证剪力墙建筑结构拥有抗震效果,在设计中就需要关注楼层间的变形情况,通过对楼层间最大位移和高度比的调整,达到最好的建筑抗震效果。

1.3连梁调整原则

在建筑设计过程中,如果连梁的跨度比小于五,在总弯矩中竖向荷载产出的弯矩所占比例较小,水平荷载产生的反弯会使其产生剪切变形,从而在墙体中出现剪切裂缝。在连梁跨高大于五时,在总弯矩中竖向荷载产生的弯矩所占比例较大,这时的受力情况和一般框架梁相似。所以在设计过程中严格要求连梁的跨高比,可以有效避免剪力和弯矩在抗震作用组合下出现不符合规定的情况。在实际建筑剪力墙设计时,设计人员要对工程的情况进行具体分析,调整横梁的距离,从而保证工程建筑质量满足建筑抗震要求的同时减少工程支出成本。

2、剪力墙结构的运用

剪力墙结构本身具备着相当多的优点,能使得建筑结构的各方面性能得到有效的提高,因此在建筑工程设计中得到广泛的应用。

剪力墙结构在平面布置上具有一定的特点,一般而言,要求做到均匀堆成,剪力墙肢一般需要简单,并且具有一定的规则性。

剪力墙墙肢结构的设置是剪力墙结构设计中非常重要的一个环节,一般是依据墙体的厚度和高度来进行划分的,主要可以分为短肢剪力墙和一般剪力墙两个大类。

高层建筑中一般更倾向于使用剪力墙结构,因为考虑高层建筑受到风荷载和地震的影响较大,同时本身自重的荷载也比较大,这就需要更为稳定的结构形式来使得建筑的安全和稳定性得到充分的保障,高层剪力墙一般使用对称的布局,使得墙体的受力更加均匀,使得建筑的稳定性更高。同时,在建筑设计的过程中应对剪力墙的整体刚性进行合理的把握,使得建筑整体的抗震能力得到提高。

3、建筑设计结构中剪力墙结构设计的措施

3.1剪力墙结构的合理布置

剪力墙结构设计中,必须沿主轴方向双向均匀布置,两个方向抗侧刚度不应有较大差别,不宜采用单向方式进行布置。在设计时应当注意刚度的中心应尽量与质量中心相近,以尽可能的减小地震带来的结构性扭转。在对剪力墙进行结构性布设时,墙肢的选择上以T型和L型为宜,而不应该选择“一”字型的墙肢。为了减轻剪力墙结构的自重,同时达到加大建筑空间的目的,剪力墙的布置应以满足规范的侧移限制为好,而不应一味的顺应刚度需求,而使得剪力墙设计的布置过于密集。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行剪力墙设计时,竖向刚度必须匀称,由下到上的连续布置,可以根据高度的不同对剪力墙的厚度以及混凝土等级进行相应的调整。同时,剪力墙上必须布置洞口,尽量成排排列,这样就能够形成明确的墙肢和连梁,使得应力分布较为均匀,同时尽可能的符合计算简图,使得设计结果的可靠度较高。

3.2剪力墙长度和厚度选择

剪力墙结构需要较大的延性,细而高的剪力墙的延性较好,可以有效的防止脆性的剪切破坏,因此,为了满足剪力墙的延性的需求,墙肢的长度一班小于8m为宜,同时可以通过洞口将长墙分为长度较短,分布均匀的连肢墙,同时在洞口使用约束弯矩较小的弱连梁,使其成为相对独立的墙段。剪力墙的厚度,有着一定的成规,其最小厚度以保证剪力墙的刚度和稳定性为标准,同时根据实际情况进行相应的调整。如在短肢剪力墙结构中,其抗震等级根据规定应当有所提高,剪力墙住宅中,填充墙的厚度一般为200mm,相应的剪力墙厚度也应取200mm,这样才能使得剪力墙平面外的刚度得到保证,以防止结构在偏心荷载的情况下出现屈曲失稳的情况。

3.3剪力墙结构中的连梁设计

剪力墙结构中,墙肢与墙肢相连接的部分成为连梁,在风荷载、地震等特殊情况的作用下,墙肢发生弯曲变形破坏在很大程度上就取决于连梁,因此,在剪力墙结构设计的过程中,连梁的设计显得尤为重要。只有对连梁设计予以充分的重视,才可以尽可能的减小剪力墙收到破坏的几率。在剪力墙结构设计中应该遵循强墙弱梁的原则,以提高结构的延性,同时根据实际情况,对工程设计进行调整。有窗洞和窗台的部分,则应该相应的使用轻质的砌筑材料,飘窗处泽应该增加一根梁,梁之间同样应当使用轻质材料进行填充。

3.4剪力墙大墙肢的处理方式

剪力墙本身具有刚度较大的特点,同时还具有一定的延伸性,造成这些现象的主要原因是施工材料的特点决定的,因此,剪力墙结构设计中就必须对延伸性进行充分的考虑。结合工程的实际情况,科学的对结构设计的整体性进行考虑,使得剪力墙设计达到最优。在剪力墙结构设计中,建筑投入使用之后一段时间,由于应力的积累,容易出现弯曲的破坏方式,因此,设计中应该对此因素进行充分的考虑,剪力墙在满足承载要求的基础上,还应该有针对性的进行分层间隔设计,这样一来,均匀独立的剪力墙对于提高墙体的承载结构就起到了很大的作用。一般情况下,如果墙肢长度超过8m,就应该进行特殊的处理。具体方法有开施工钎,即在施工墙上留洞,完工后在进行填砌,以达到对墙肢进行分解的目的。其次是开计算洞,即在计算时就设有洞口,而施工阶段却为混凝土墙,从而达到使得其他墙角配筋能力得到加强。

3.5结构设计中的墙体配筋

建筑结构中。从建筑的安全性和工程的经济性等方面综合考虑,剪力墙配筋都占据着非常重要的地位,剪力墙本身面积较大,在整个建筑规模中所占的比例又高,剪力墙的配筋大多将竖向的钢筋置于内侧,而横向的钢筋则置于外侧,剪力墙的配筋必须满足有关规定中对最小配筋率的具体要求,在建筑设计中采用双向配筋网片的方式可以较大程度上的节省墙体配筋。墙体配盘的减少,对大规模高层建筑的工程造价有着极大的帮助,也使得这一方法在现阶段得到很多建设单位的认可和使用。

4、结语

在建筑工程项目结构设计方面,剪力墙结构具有较强的技术优势,同时可以满足社会需求以及建筑发展需求。现在剪力墙结构已经成为非常重要的建筑结构形式,同时其在实际中也有非常广泛的应用。为了使得剪力墙结构的优势得到真正体现,设计人员在开展设计工作时,一定要考虑到建筑工程项目的实际情况,从而设计出最佳的设计方案以及施工方案,一方面提升墙体安全性能以及建筑工程项目的整体质量,另一方面减少施工作业成本,从而使得各相关企业获得更多的经济效益。

参考文献

[1]俱海蕾.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰.2017(02).

[2]吴光雷.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].建材与装饰.2017(04).

[3]周任.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技与创新.2017(09).

[4]王孟国.建筑工程剪力墙结构设计方法分析[J].住宅与房地产.2016(36).

论文作者:张桂航

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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