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摘要:众所周知,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。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;应用
1剪力墙的分类及划分标准
剪力墙结构是指纵向和横向的主要承重构件全部为混凝土墙的结构,剪力墙是承受竖向荷载、水平荷载和风荷载的主要受力构件。剪力墙结构具有抗侧刚度大、侧移小等特点。高层剪力墙结构的受力情况和变形状态随着剪力墙洞口的大小、形状及位置的不同而不同,剪力墙的受力特征由洞口的大小决定。根据洞口的大小将剪力墙划分为不同的类型。
洞口大小常用洞口系数ρ来表示,其定义为:
2剪力墙设计需遵循的原则
在剪力墙的设计当中,我们需要遵循一些原则,包括对墙体进行受力分析、平面内搭接以及调整超限等等,每一个环节都是我们所必须做好的。第一,对墙体进行受力分析,这是进行剪力墙设计的第一步。在建筑的设计当中,每一面墙所涉及到的力都是非常多的,剪力墙更是这样,所以,我们在进行剪力墙设计的时候,就必须先分析好其受力的情况,从而在建设完成后保证剪力墙的质量和使用的效果。第二,平面内搭接。通常情况下,墙体在同一个平面内的承载力和刚度是相对较大的,剪力墙也是如此。剪力墙也是其自身特点所决定的,与此同时,在平面外,刚度和承载力就要相对较小了。在这种情况下,是容易产生平面外弯矩的,主要是由于剪力墙连接了平面外梁体,这是一个比较大的安全隐患,因为在一般的建筑工程当中,是不会对剪力墙的承载力和平面外刚度等参数进行测算的,这样,墙体的受力情况就会不准确。从这一点来看,相关单位和人员在设计剪力墙的时候,一定不能将平面外连接设计进去,在特殊的情况下,如果确实无法避免平面外连接,就必须要进行剪力墙的加固措施,从而确保剪力墙的安全,防止出现问题。第三,调整超限。连梁是调整超限原则的主体,从参数上来看,跨高一般来说是要大于2.5的,这样的设定相对比较安全,超限的情况不会发生,同时,也能够防止出现弯矩,而如果跨高比过大,超过了5,在剪力墙的设计过程当中,就必须按照框架梁的标准进行,坚决避免对其的刚度进行折减。如果跨高比的数值超过5,但不超过6,在剪力墙的设计过程当中,要切实把握好这些原则,从而避免安全隐患。同时,也能够进一步的帮助企业降低生产和经营的成本,也就等于提高了利润,对于企业的发展是非常有帮助的。
3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1基础方案与承重构件的优化设计
依据建筑工程的地质和水文状况,确定剪力墙结构设计方案,对工艺、技术、周边建筑分布状况等,具备清晰的认识,并对其进行合理规划和布局,将基础方案的效用发挥到最大。而设计人员也要在原有基础上,对其进行修订和整改。依据建筑工程的事实背景,在具体标准和规范框架内,确定承重构件,并对其进行合理设置,使建筑主体结构更加安全、可靠。以剪力墙承重构件设计为例,该过程中,将墙体配筋率作为重点考量内容。剪力墙的抗震等级为一、二、三级,竖向和水平分布筋的最小配筋率不能低于0.25%;部分框支剪力墙的底部加强部位实际配筋率需在0.3%及以上。设计剪力墙结构时,设计单位要认识到基础方案的重要性,并对承重构件的优化设计过程进行严格控制,采用正确的方式,对相关标准和工艺参数进行合理确定和选择,避免与国家相关设计标准存在偏差,使设计方案更具实用性。
3.2大墙肢的方式
从理论层面上来说,大墙肢的长度与数量都具备更好的承受能力来容纳楼层剪力。但是大墙肢也存在抗震性差的弱点,为了提高大墙肢的抗震性能,可以选择以下几种方式:分解长墙肢。具体方法就是开挖施工洞,堆砌填充墙;当施工的项目不方便在施工时开挖施工洞的时候,可以选择在施工过程中开挖,但还要选择混凝土墙。此种方法虽然也可行,只是提高了配筋量的使用,增加了成本。剪力墙本身的结构状态是细高状的,但是为了充分发挥其延展性能,提高在脆性环境下剪力墙的质量,通常会被弯曲成延性剪力墙。当墙段长度太短时,其承受弯曲力后所形成的裂缝也会比较窄,这时墙体配筋的支撑能力就开始显现出来。
3.3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。
3.4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。
4结论
总之,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。
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