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建筑结构工程设计中的剪力墙设计与探讨

  建筑结构工程设计中的剪力墙设计与探讨

  徐其友

  伊犁花城勘测设计研究有限责任公司 新疆 835000

  摘要:目前,在我国建筑行业发展过程中,为了给人们营造良好的生存环境及工作环境,为社会和经济发展作出贡献,需要建筑设计单位加大对建筑结构设计的研究力度。目的是提高建筑结构的质量,提高建筑结构稳固性。随着社会发展,城市空地减少,高层、超高层建筑及超长使用年限的建筑已成为城市的未来趋势。因此,在现有的建筑结构设计中,应融入剪力墙结构设计,这样一来,所设计的剪力墙结构就有较高的承载力,可以承担建筑结构产生的竖向力和水平力,从而提高建筑结构的安全稳固性,发挥剪力墙结构在建筑结构中的保护作用。

  关键词:建筑结构;工程设计;剪力墙设计
 

剪力墙结构


  1建筑结构中剪力墙结构设计综述

  1.1剪力墙结构的定义

  根据剪力墙结构在建筑结构中所发挥的作用可以看出,使用钢筋混凝土作为结构材料,代替原有的梁柱式框架结构,可以使建筑结构中的荷载支撑力得以发挥,同时,还能够对受力点进行有效的控制。此外,当剪力墙在建筑结构中发挥出自身的作用后,可以将建筑结构中的荷载力进行均匀分布,减轻垂直压力。当然建筑结构设计中剪力墙结构设计具有较高的抗震能力,可提高建筑工程的安全稳固性。

  1.2剪力墙结构的特点

  为提高剪力墙在建筑结构中发挥的作用,需要充分了解剪力墙结构的特点:(1)在建筑结构中,使用剪力墙结构,目的是提高建筑结构的支撑能力,保证建筑结构的良好抗震性能和稳定性能。(2)剪力墙结构能够对建筑结构产生竖向力和水平力,有良好的承担荷载能力,并与建筑内其他结构建立良好的受力体系。(3)在进行剪力墙结构施工过程中,使用较少的施工材料,通过简单的施工方式就能完成剪力墙结构施工。对上述剪力墙结构特点介绍,成为剪力墙结构广泛应用在建筑结构内的重要因素。当然,在建筑过程中,需要对剪力墙的结构性问题展开详细的研究,明确剪力墙结构存在以下缺点:(1)对剪力墙结构进行拆除难度较高;(2)施工技术要求较高;(3)建筑结构施工周期较长。

  2剪力墙结构的种类

  2.1实体墙

  在剪力墙结构中,如果未对墙体进行开洞处理,该剪力墙结构则为实体墙。如果对墙体进行开洞处理,对开洞面积在15%以内的墙体,也可以作为实体墙结构。除此之外,在实体墙结构设计中,可以将剪切力考虑进去,并利用实体墙的牢固性,不易发生弯矩和突变的情况,以此提高建筑结构的支撑荷载能力,提高牢固性能。

  2.2双肢剪力墙和多肢剪力墙

  在剪力墙结构类型中,可以使用双肢剪力墙结构,或者是多肢剪力墙结构。将两者应用在剪力墙中,可以按照形状大小,开凿多个洞口,并对洞口进行有序的排列。使用上述两种方式建立剪切墙结构,能够保持墙体的稳定性,但是在剪力墙结构和梁连接处,会出现反弯点情况。

  2.3壁式框架剪力墙

  在进行剪力墙墙体设计过程中,需要进行开洞处理。墙肢线应具有较高的刚性,且应当与梁线刚度保持在相同的范围内,该剪力墙结构为壁式框架剪力墙结构。目前在建筑结构中,该剪力墙结构类型应用比较广泛,但是会出现以下问题:(1)频繁出现安全问题;(2)在楼层连接位置,出现较多的反弯点情况。

  2.4剪力墙整体小开口

  在剪力墙墙体进行开洞的过程中,应当控制开洞面积在墙体总面积15%以内。由于在墙体进行较小面积的开洞处理,在墙体与连接梁位置出现突变的情况,但是该种墙体与实体墙结构具有的作用无明显区别,出现的问题不会影响墙体结构具有的作用。

  3高层建筑结构设计中剪力墙设计方案分析

  3.1合理布置剪力墙结构

  在对本次剪力墙结构进行设计时,设计人员应按照规则、简洁原则,在对整体建筑综合情况展开全面分析的基础上,对结构质心和刚心一致程度进行保证,进而达到最佳剪力墙设计效果。在进行结构布置时,需要对方案布置以及墙肢长短合理性进行保障。设计人员要对墙片长度展开合理管控,做好墙片平面形式设置,照可按照“T”字平面形式,完成相应布置任务。此外还应做好剪力墙间距控制,要按照相应规范要求对最大间距展开合理掌控。

  3.2做好墙体配筋控制

  通过对剪力墙结构分析可以发现,该结构往往存在着钢材量消耗较大的情况。加之钢筋混凝土剪力墙结构在国内较为常用,所以做好墙体配筋控制也是极为必要的。在具体对配筋进行控制过程中,设计人员要在配筋最小值满足相应规范的基础上,展开竖向钢筋内侧布置以及水平钢筋外侧布置设计。同时在对迎水面保护层实施配筋时,可通过双向钢筋网片安装手段,对配尽量形成有效控制,以将钢筋网片厚度控制在合理范围内。

  3.3墙肢截面布置

  在对剪力墙墙肢截面进行设计过程中,需要按照均匀、规则原则,对截面展开科学布置。整体竖向刚度水平需要达到相应要求,在进行门窗布置时,也要保证安装对其程度,防止出现安装偏差,以防对墙肢布置形成影响。如果出现施工误差,应按照弹性有限元分析手段,对应力大小展开分析,并按照分析结果,对墙肢配筋设计展开调整与完善,进而达到最佳结构布置效果。同时为保证整体建筑抗震性能,需对地上需对地上1~3层以及地下两层实施底部加固施工。

  3.4连梁的合理设计

  在剪力墙结构中,要充分对连梁进行合理设计,通过多个墙肢建立的联系关系,保证剪力墙结构受到外部水平荷载作用时,墙肢不会出现扭曲的情况。另外在连梁设计中,增加连梁装置的使用,目的是提高墙肢受到水平荷载作用力后,能够使墙体具有稳定的状态,保证剪力墙结构不受破坏。因此在剪力墙结构中,使用连梁结构不仅提高剪力墙结构承担荷载能力,同时作为剪力墙结构重要的组成部分,需要加大对连梁设计的投入力度。在进行连梁设计中,对连梁参数根据设计要求进行调整,目的是增加结构具有的跨度能力。在现代建筑结构发展过程中,需要不断提高建筑结构具有的承载能力和抗震能力,不仅要对剪力墙结构宽度和高度进行设计控制,而且要扩大连梁横截面面积,使连梁装置在剪力墙结构中具有的作用不断提高。

  3.5约束边缘构件

  由于边缘构件约束效果会对剪力墙作用发挥产生积极影响,所以在进行剪力墙设计时,需要做好边缘构件约束,要通过构造边缘件以及约束边缘构件的方式,对剪力墙边缘构件展开约束处理。两种处理方式各有利弊,但从整体而言,构造手段更加适合建筑承载力要求,而约束手段更为适合稳定性、抗震性较为理想的边缘构件处理,施工人员需要按照具体情况,合理对约束手段进行选择。在完成边缘构件选择的同时,设计人员还要做好边缘结构布置。一般剪力墙边缘约束结构中的无约束力截面所承受的作用力,要远远小于约束力截面受力,通常小于2//5左右。

  4结论

  鉴于剪力墙设计对于建筑物建设质量以及使用质量所产生的重要影响,设计人员需要加强对剪力墙设计方案的研究力度。要在对工程建筑所在位置以及施工标准等内容展开客观分析的前提下,按照分析结果展开剪力墙结构设计,做好连梁、底层框架柱等环节设计。同时要通过反复研究与对比的方式,挑选出最佳的施工方案,以为整体工程高质量开展奠定良好基础,确保剪力墙所具有各方面优势可以在建筑物建设与使用中得到完全性发挥。

  参考文献:

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  [2]李伟.建筑工程设计中的剪力墙结构设计分析[J].科学技术创新,2018(33):106-107.

  [3]李鹏.建筑设计中剪力墙结构设计研究[J].价值工程,2018,37(28):130-131.

  [4]高中献.浅谈建筑工程设计中剪力墙结构的设计[J].低碳世界,2018(01):228-229.

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