摘要:建设结构设计对提高建筑工程质量,确保施工顺利进行具有重要作用。剪力墙结构设计广泛应用于建筑结构设计中,能够有效的提高建筑物对于抗震性要求。剪力墙结构设计具有整体性能优秀、结构刚度很大以及用钢量省,施工起来较为方便简单的特点,而且可以缩短建筑的施工时间,能有效地提高建筑的整体质量。在设计中应该根据建筑结构设计具体需要,科学合理设计剪力墙结构,最大限度满足建筑结构的功能要求,从而延长建筑的使用时间。
关键词:建筑结构设计 剪力墙结构 设计原则 设计应用
前言:剪力墙是一种主要承受风荷载以及地震作用引起的水平荷载的墙体,具有抗震能力强、抗侧刚度大等特点,对建筑工程有十分重要的意义。在建筑结构设计中剪力墙结构设计时要充分考虑剪力墙应用的优缺点,既提高建筑结构的质量和稳定性,又能提高抗震性能。要根据建筑结构设计的实际情况,做好剪力墙结构设计工作,提高剪力墙结构的应用率,促进建筑业的健康发展。
一、剪力墙结构概述
在建筑工程中,剪力墙结构主要是采用钢筋混凝土墙体板块来替换传统的框架结构,可以制约建筑结构中产生的水平力,能够承受建筑物产生的负载量。由于剪力墙结构可以大大的节省成本,获取很好的经济效益,建筑结构中剪力墙的应用极为广泛。剪力墙结构具有良好的稳定性与刚性强度,能够有效的抵抗外界的压力,合理的进行剪力墙的设计,能够在最大程度上发挥剪力墙的优点,为建筑工程施工打下一定的基础。在对剪力墙结构抗震能力的设计过程中,要注意剪力墙墙体所承受的地震倾覆力矩要大于结构承受的地震倾覆力矩,而地震倾覆力矩是位于第一振型的底部。如果剪力墙墙体的数量较少时,可以适当的减轻剪力墙墙体承受的倾覆力矩。在剪力墙的设计过程中设计人员要确保其墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力,并且在这一过程中精确的计算出其正截面承载力,并按照斜截面受剪承载力进行分析和验算,从而促进剪力墙整体载荷水平的有效提升。剪力墙结构中,墙是一种平面构件,它除承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力,即在轴力、弯矩、剪力同时作用的复合状态下工作,其在受水平力作用时,就似一根底部嵌固于基础上的悬臂深梁。剪力墙结构在设计的过程中要对地震、风力等发生的等级和发生率提前进行预测,根据实际情况设计一个科学、合理的剪力墙结构体系,使得墙体结构能够承受一定的荷载和地震,避免出现地震就造成倾斜和破坏影响。在剪力墙结构设计中,应当严格的控制结构的尺寸,保证剪力墙的结构功能稳定。在确保剪力墙结构安全及建筑使用功能的前提下,应充分发挥构件的受力特性,优化结构设计,做到技术可行、经济合理。
二、剪力墙结构设计的原则
在剪力墙结构设计中,要严格按照相关设计标准,严格遵循相关数据计算原则。剪力墙结构设计最基本的原则就是安全、经济,在保证设计质量的同时,还要考虑到经济成本,进行设计优化,实现最佳目标,使剪力墙结构真正的发挥出价值。剪力墙结构设计应严格按照剪力墙结构应用的标准进行实地的考察,才能保证剪力墙设计和应用的科学化、规范化、合理化,使剪力墙结构在建筑结构中的应用达到最理想的状态。在剪力墙结构设计中,减小剪力墙结构的重量是非常重要的,最好是用一个比较大的标准宽度的剪力墙,这样可以提高横向刚度,保证地板与地板之间的剪力系数,在标准范围内,从而降低工程造价。在剪力墙结构设计和应用过程中,应严格按照梁的具体要求,既可节省施工资金,又能优化剪力墙结构的性能。在剪力墙结构设计中,尺寸的选择更为重要,要合理选择剪力墙尺寸。设计剪力墙结构,应进行概念分析,准确计算墙肢轴压的具体数据,并对剪力墙结构进行合理的连接,尽可能减少剪力墙的实际厚度。在剪力墙肢具体强度设计上,要保证剪力墙结构具备良好的延性,要想防止结构被剪切破坏,就要创新和设计出延性比较强的剪力墙。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为保障墙肢能有效防止墙体发生脆性剪切破坏,剪力墙应尽量设计成延性弯曲型。要遵循建筑物楼层之间进行调整最小剪力系数的原则,使剪力墙结构能够拥有很强的倾向刚度,这样可以保证建筑物楼层之间的最小剪力系数大于规定要求中的数值,从而达到降低建筑工程成本投入的目的。要调整建筑物楼层与楼层之间最大位移和楼层高之间的比例,在剪力墙的设计中,要尽可能的减少楼层之间的扭转变形,建筑物楼层之间的位移也不能只是依靠塑向构件的刚度变化来进行调整。调整剪力墙连梁超限的原则,在剪力墙结构的设计过程中,通过调整剪力墙连梁的超限情况,来实现对建筑工程资金成本投入控制的目的,最大限度的节省建筑工程的资金成本。剪力墙体的设计要从整个剪力墙体系进行分析,同时考虑竖直和水平方向的结构性能,要结合剪力墙结构的优势与劣势,使剪力墙结构的各个性能都能够达到建筑要求。
三、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
3.1剪力墙连梁的设计
根据《高规》在连梁设计方面的规定,在对连梁抗震性与非抗震性设计时,从高跨比上来分类。首先是在开始计算内力之前,要先拆减连梁本身的刚度,其次是在计算内力之后,还需要在连梁的弯矩组合与剪力上乘以折减系数。在设计中应根据“强墙弱梁”的设计原则,同时,按照“强剪弱弯”的设计连梁,以避免结构损伤的发生。在计算时需要确定相应的剪力和弯矩设计值,并且这个数值要比调整之后的数值要小。剪力墙连梁的设计要严格的根据建筑的要求增加连梁的跨度,同时减小连梁的高度和刚度,适当的增加剪力墙的厚度能够使建筑物的抗震能力和承载能力得到提高。在设计弯矩时要根据低于预防烈度的地震组合值来获得,这样可以保证在正常使用情况下,或较小的地震作用下连梁不出现裂缝,同时要注重连梁的铰接处理,最终保证建筑的结构安全。在设计防裂的高度的时候,可以多进行折减,使连梁的荷载水平得到保证。
3.2剪力墙结构的布置
合理布置结构对于建筑工程结构设计中的剪力墙设计的重要性是不言而喻的。如果想要将剪力墙的重量核心和其刚度核心尽可能的布置在一起,应将剪力墙平面设计以对称的方式来进行,这样能够有效减少剪力墙扭矩的出现而且可以提升剪力墙的抗震性。为了保证剪力墙的安全性和经济性,必须对剪力墙结构进行合理的系统布置。首先要考虑竖向构件的布置,同时要保证结构的对称性要求,为避免较为严重的扭转效应出现,要保证剪力墙结构体系整体刚度,结构中要避免独立小墙肢的出现。剪力墙结构的布置应尽量选用L 形墙肢,剪力墙结构的布置要避免楼板主梁平面外置于剪力墙上,要在剪力墙的合理位置放置暗柱和扶壁柱,其纵向钢筋要满足构造要求。剪力墙结构合理的布置应当减少单向形式的设计,促进建筑工程抗震性能的有效提升。合理布置结构中应当使剪力墙侧向刚度能够充分发挥,促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计抗震效率的持续提升。
结束语
剪力墙结构设计对整个建筑项目的施工质量具有关键性作用,剪力墙结构设计是未来建筑结构设计的发展方向。在剪力墙结构设计过程中,应依据基本概念进行设计,认真把握设计中应遵循的应用要求和调整原则,还应不断的学习和创新,更新设计理念,提高设计质量,才能保证建筑结构的合理化稳定经济安全,有效缩小工程成本,从而促使我国建筑行业健康和谐可持续发展。
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论文作者:刘雷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/1
标签:剪力墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 刚度论文; 剪力论文; 墙体论文; 《基层建设》2019年第11期论文;