摘要:在建筑技能水平不断提高的当下,建筑设计及施工各方面的建设标准都有所提升。在建筑项目当中,剪力墙结构设计的作用至关重要,设计时应予以较高的重视。剪力墙结构设计是否规范会对整个建筑工程的施工进度与建筑的质量安全产生直接影响。建筑机构的设计人员必须完善自身的剪力墙结构设计技能,进而促进建筑行业的发展与进步。
关键词:建筑结构;剪力墙结构;设计
前言
随着科学技术的不断进步,在建筑结构设计中,也充分应用了先进的施工技术,剪力墙结构技术便是其中一种。要结合剪力墙结构的特点,以及建筑工程施工实际情况,制定合适的施工技术方案,以保障剪力墙结构质量。
1剪力墙结构的分类和优缺点
1.1剪力墙结构的分类
剪力墙本身的厚度、宽度和高度,将会对其承载力造成一定的影响,其可分为以下几类:第一类是在设计剪力墙的时候,不再墙体上打孔开洞,即使是开洞了,也要将其面积控制在15%以下,防止因为孔洞过大而影响剪力墙的稳定性,防止出现曲型突变;第二类是剪力墙开洞面积比较大,洞口以分布式排列,需要规避剪力墙发生弯曲变形;第三类是采用壁式框架设计法,剪力墙上有较大直径的洞口,会在力的作用下发生变形。
1.2剪力墙结构的优缺点
剪力墙结构的优点主要表现在以下几个方面:一是剪力墙结构设计,在建筑设计中所花费的成本比较低,可在维护剪力墙结构质量,强化建筑功能性的同时,减少设计成本和施工成本;二是剪力墙的刚度性较好,其在功能上较为完整,能够承受各种负荷力,提高剪力墙的承载能力;三是剪力墙结构的应用,有利于重新组合建筑设计中的承重墙和分割墙体,有利于拓展建筑项目的内部空间,使其外观上更加美观。当然,剪力墙结构也同样有着其缺点,正是因为剪力墙结构的刚度比较好,这就使得其一旦遇到外力的影响,便会进行抵抗,以致于在力和力的作用下发生变形;二是剪力墙结构中的框架设计,会增加剪力墙的重量,同时也使得建筑整体重量提升;三是就目前而言,所应用的剪力墙结构,在承载功能方面还有待进一步挖掘;四是虽然剪力墙施工的成本相对来说比较低,可在一定程度上节省施工材料,但是同样也会对剪力墙结构的延续性产生影响。
2剪力墙结构设计中存在的问题
2.1低于二十层的高层建筑剪力墙结构问题
在低于二十层的高层建筑当中,应用传统的现浇剪力墙结构的建筑数量众多,这种结构设计方式主要利用构造配筋的方式进行墙体配筋,同时,各个墙肢轴压比的计算值较小。基于这些原因,实际墙体的承载能力与设计情况不符,建筑施工费用消耗也较大。
2.2高于二十层的高层建筑剪力墙结构问题
在高于二十层的建筑当中,短肢剪力墙结构应用仍然较为广泛,然而由于未能根据建筑项目的实际情况而选择适合的剪力墙结构方式,因此剪力墙底部的剪力系数难以符合建筑设计标准,进而会导致建筑结构连锁性问题的出现。
2.3在建筑结构中框支剪力墙结构存在的问题
在建筑物结构与底部处理过程中,采用的结构有所不同。通常会在剪力墙的上部采用短肢剪力墙,而底部则使用全落地剪力墙与框架支撑相结合的剪力墙结构,在商业性住宅小区或商店店铺等建筑设计时,此种结构的应用较为方泛。然而这种结构较为脆弱,上下两个部分的刚性并不一致。一旦发生自然灾害,在相同的压力作用下,上部由于自身的压力承受能力较强而不易发生变形,而下部由于压力承受能力相对较低,经常会出现变形问题,即使外部压力来自于水平方式,下部出现变形的概率也较高。
3剪力墙结构设计的计算原则
3.1对楼层间的最小剪力系数进行规范
剪力墙应用数量越少,该建筑物的抗震能力越强,其中,短肢剪力墙应承担超过四成的地震力。
其于此,应将剪力墙结构设计成大开间的形式,以此保证建筑结构具有一定的侧向刚度,进而使楼层间的最小剪力系数趋于规范,从整体层面提升建筑物的稳固度,同时也可以有效节约建筑成本。
3.2对楼层间最大位移和层高比例进行优化
楼层之间的设计是建筑物设计的重要内容,其中,扭转变形与剪切变形极为重要。在设计过程中,通常会对纵向的构件数量进行掌握而达到剪切变形的目标,一旦纵向构件设置过多将会导致剪重比超标,进而会对设计质量产生影响,难以将扭转变形保持在合理范围之内,进而使楼层出现不合理位移。基于此,对扭转变形进行控制是建筑物设计的关键。
3.3对剪力墙连梁超限进行调整
将剪力墙连梁的跨高比进行提升,将之控制在2.5之上,可以有效保障连梁的剪力处于合理范围,同时也可确保变矩符合设计要求。一旦跨高比高于5,此时应根据框架梁的设计规范进行连梁设计;如跨高比接近6时,在连梁刚度恒定的情况下,剪力与变矩将会超出限定范围。基于此,必须合理调整连梁的超限,进而促进建筑设计的优化,节约建筑工程的施工费用。
4剪力墙结构设计的内容分析
4.1剪力墙设计方法
由于建筑工程情况不同,选用的设计方式也应有所差别,进而可以保障建筑施工工作的顺利进行。设计方案的制定应遵从设计方法的制定标准,结合建筑工程的具体情况选择最为适合的设计方案。在剪力墙设计之时,由于剪力墙结构状态受弯情况较多,因此,通常会采用宽细状的设计形状,正因如此,剪力墙结构具有明显的延展特性。为了实现这一设计要求,设计人员必须具备物理学知识,掌握一定的计算机应用技能,并且要充分了解结构的受力状况。在这些知识与技能的综合运用下,设计人员设计出的方案才具有较高的科学性,才可以确保建筑工程项目的稳定与安全。
4.2实现各部分结构的合理布局
只有保障设计人员设计的合理性与可行性,才可以实现对各部分结构的合理布置,基于此,设计方案必须具有一定的对称性,进而确保剪力墙的重量与刚度核心的有效融合,进而提升剪力墙结构的抗震能力,促进其自身性能的有效发挥。
4.3有效处理剪力墙的延伸性
由于剪力墙的延伸性较高,因此会对剪力墙结构的整体性与耐久性产生直接影响。因此,在剪力强设计与施工过程中,必须确保剪力墙的延伸性符合设计标准,这样可以提高剪力墙结构自身的支撑能力,进而保障建筑工程的稳定与质量安全。
5设计重点注意的问题
5.1数量合理
建筑建设过程中需要根据实际的需要设计很多不同的剪力墙结构,但这并不意味着剪力墙越多建筑的抗震能力越强,要根据实际的情况进行设计,利用不同类型的剪力墙提升建筑整体的性能。
5.2持续优化设计
建筑工程建设的过程中会受到很多其他因素的影响,需要设计人员根据具体的情况制定合理的设计施工方案。部分建筑设计人员在施工前并没有进行实地数据的勘察,导致设计出现误差,降低了剪力墙的性能。
结束语
由此可见,剪力墙结构设计是建筑结构设计中的重要组成部分,它在建筑结构设计中的应用满足了人们对生活质量的追求以及对美的追求,由于人们生活水平的不断提高,人们对建筑结构设计的要求也越来越高,剪力墙结构设计的出现,无疑解决了建筑结构设计中的一个大难题,更加促进了建筑行业在社会经济市场中的发展进程。
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