建筑项目剪力墙结构设计要点之浅谈梁世儒

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年第4期   作者:梁世儒
[导读] 我国建筑行业发展至今已经取得了非常不错的成就
        摘要:我国建筑行业发展至今已经取得了非常不错的成就,其成果得到了世界领域的认可,改善我国人们的生活水平和生活质量。剪力墙结构的概念设计是指运用对建筑结构体系和地质工程力学的正确认识,妥善处理建筑结构设计中的各种问题。在经历了地震灾害后,人们逐渐认识到剪力墙结构概念设计的重要性。
        关键词:建筑项目;剪力墙结构设计要点
        引言
        我国整体经济建设的快速发展离不开各行业的支持,其中建筑行业的大力贡献尤为突出,为我国基础建设奠定基础。剪力墙施工是指墙板而不是墙体的施工。具体的说,墙板材料是钢筋混凝土,可以有效的代替原框架,但也有不同之处。水平力的控制程度。由于剪力墙结构具有显著的经济效益,可应用于实际施工,降低施工成本。
        1剪力墙结构设计中的主要原则
        1.1规则原则
        在剪力墙结构设计中,设计人员要以区域的功能及剪力墙设计的基本要求和原则为基础,合理划分建筑区域。建筑能够形成多种不同的功能区,从而满足住户对建筑的个性化需求,增强建筑空间的功能性和布局的合理性。因此,在剪力墙设计工作中,设计人员要依据业主的实际需要和行业发展趋势,调整并优化剪力墙结构设计,从而完善剪力墙设计,最大限度的展现剪力墙结构的独特优势。
        1.2选择合适刚度原则
        在地震作用下,结构的振动周期会随着结构刚度的增加而缩短。如果建筑结构刚度过高,将承受更大的地震荷载,遭受更严重的破坏;如果建筑结构刚度太低,风荷载和地震荷载产生的侧向挠度会增加很多,这样会影响建筑物的稳定性和正常使用性能。因此,选择合适的刚度对建筑物的安全性、经济性和使用性能有着直接的影响。
        1.3连续原则
        建筑剪力墙结构能够维护建筑结构的稳定性,分割构件,分散建筑结构需要承载的作用力,从而规避刚度突变所引发的侧移问题。为改进设计的质量,设计人员需注重剪力墙结构设计的连续性,防止设计中出现结构刚度突变的问题。再者,设计人员在剪力墙结构设计中,需在部分墙肢施工中使用更高强度等级的混凝土材料,不断增大剪力墙结构的抗侧刚度,将重点放在高抗震性能的结构设计中。在剪力墙结构施工中,剪力墙连续性影响因素较多。对此,设计人员应结合实际,采取针对性措施延伸剪力墙,优化结构抗震效果。
        1.4选择合适的几何结构特性原则
        地震振动频率越接近结构的固有频率,结构发生共振的可能性就越大,从而导致建筑物位移和损伤的增加。因此建筑对地震的反应依赖于其几何结构特性,尤其是建筑高度。高层建筑对长周期(低频)地震的反应更强烈,而多层建筑对短周期(高频)地震的反应更强烈。
        2建筑项目剪力墙结构设计要点
        2.1做好结构参数控制
        为保证剪力墙结构布置合理性,剪力墙的布置位置及数量,主要由满足规范规定的结构周期比、位移比、受剪承载力比、剪重比以及侧向刚度比等整体计算指标确定。以位移比参数控制为例。所谓位移比是指楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。控制位移比可以达到对结构布置不规则性实施限制的效果,可以有效预防较大偏心力出现。同时因为位移比限值是依据刚性楼板进行确定的,所以需要对偏心力因素进行考量,要保证高层建筑最大水平位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍。


        2.2确定墙肢长度和厚度
        在剪力墙结构设计中,剪力墙墙肢长度首先需要考虑满足建筑功能要求,其次其长度不能太长,也不能太短。墙肢长度不宜超过8m。如墙肢长度大于8m,则属于超长墙肢,由于其刚度大,延性差,当高宽比小于2时,出现脆性破坏。这样会直接影响剪力墙设计的质量和安全,此时应对超长墙肢进行开洞处理(真正目的在于确保其他墙肢的安全),在分割墙段的洞口上设置弱连梁(连梁的净跨度与连梁截面高度的比值宜大于5),这也是设计人员必须要关注的内容。为了保证剪力墙墙体的稳定性及施工的便捷性,且保证墙体有较好的承载力及地震时的耗能能力,剪力墙的厚度要求如下:一、二抗震等级时,普通部位剪力墙的厚度不应小于160mm;底部加强部位剪力墙的厚度不应小于200mm;三、四级抗震等级时,普通部位剪力墙的厚度不应小于140mm,底部加强部位剪力墙的厚度不应小于160mm。但墙体的厚度须与填充墙的厚度保持一致,实际工程中,设计人员结合建筑的功能要求及经济性综合确定。
        2.3平面结构
        平面结构在设计的过程中要尽量保持结构的整体完成度以及结构各自之间的规范性,尽量简单明了而受力良好。如果是一些不规则的超长超宽结构的话,就需要设置分集成化的伸缩构件,也可用作防振接头。经过多年的研究和分析,由于建筑布局的不对称性,剪力墙布局必须经过多次试验;结构的质心与刚度的偏差小于1m,偏心率较小;除核心筒外,其余剪力墙均布;尽量增强沿边缘的扭转效果。从结果来看的话第一周期主要是平动周期,且第一平动周期与扭转周期比不超过0.75,每一层之间的最大水平位移比不超过1.4,这样就能够确保结构满足平面的布置需求,能够进行有效的变形控制。但是实际应用的过程中很多高层建筑是没有做好这一点的,经常会出现布局不够规则且刚度过大的问题,这样一来设计的时候大扭转面的破坏问题就十分显著,为了避免这一问题需要尽量让质心与刚心进行重合。
        2.4做好连梁部分设计
        连梁超筋处理是剪力墙结构设计重点,如果连梁出现剪切变形问题,就会对整体建筑坚固性与实用性产生直接影响,所以设计人员需要对该部分设计予以高度重视,要对连梁超筋问题进行合理设计。在具体设计过程中,设计人员一方面要明确,剪力墙最为重要的特点,就是具备一定的抗地震能力,所以在进行连梁弯矩与连梁剪力设计时,要对两者可塑性与可调幅性进行保证;另一方面要在条件允许情况下,降低剪力墙连梁截面高度数值。因为连梁具有提升剪力墙刚度以及连接墙肢的作用,所以设计人员要做好连梁刚度调整与计算工作,要适当对连梁刚度进行折减,以对高层建筑结构抗震性能进行保障。在对连梁折减进行计算时,设计人员要按照建筑综合情况,做好折减值控制,一般建议应将折减值控制在0.5以上,且应保持在0.5-1.0的范围之内,以对其状态进行保证。在实际进行调整时,很有可能会因为各方面因素的影响,而出现在对连梁刚度折减也无法调整到预期目标的情况,会造成剪力墙结构抗震性能不达标的问题,此时设计人员可通过对适当减小连梁刚度以及降低连梁高度等方式,降低地震对于建筑物所造成的影响。
        结语
        总而言之,建筑项目建设单位要明确剪力墙结构价值,要在对建筑项目实况进行综合分析的基础上,按照结构设计原则以及建筑实际设计要求,对项目剪力墙结构设计要点进行明确,要有目的、有计划的展开各项剪力墙结构设计任务,为最终结构设计质量进行保障,确保剪力墙结构优势能够在建筑项目结构中得到完全性发挥。
        参考文献
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        [2]张倩.短肢剪力墙结构体系在高层住宅建筑中的应用[J].城市住宅,2019,26(4):151-152.
        [3]刘琴.短肢剪力墙在民用建筑结构中设计和运用分析[J].建材技术与应用,2019,208(2):15-17.
        [4]柳丁.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J].建材与装饰,2019,568(07):80-81.
       
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