探析短肢剪力墙在建筑结构中的设计运用

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:陈波
[导读] 短肢剪力墙是建筑中的常见结构,为确保建筑物的抗震性能,
        摘要:短肢剪力墙是建筑中的常见结构,为确保建筑物的抗震性能,应按照规范设计要求,科学设计短肢剪力墙结构,积极分析剪力墙的力学性能,有效提高建筑结构整体的强度,积极掌握高层短肢剪力墙结构设计要点,最终促进短肢剪力墙在建筑结构设计中合理运用。
        关键词:短肢剪力墙;建筑;结构设计
        1 短肢剪力墙结构设计的准备工作
        1.1 进行针对性考虑
        短肢剪力墙结构在具体设计过程中需要体现出较强的针对性和个性化特点,尤其是在优化相应高层建筑的抗震性方面,更是需要以实际项目为出发点,避免仅仅根据规范标准进行设计处理。具体到抗震性能的优化中,在短肢剪力墙结构的处理上还需要关注到各个参数的合理设置,比如地震倾覆力矩就需要充分考虑,确保整体结构具备更强的稳定性。
        1.2 结合规范性要求
        设计人员在对建筑进行结构设计的环节,首先需要及时了解短肢剪力墙在建筑内设置的具体位置,及时短肢剪力墙与建筑结构紧密结合起来。结构设计之前,相应人员需要及时根据实际情况来进行结构设计,合理布置短肢剪力墙的位置、数量、长度,更好的确保建筑整体结构的安全性。
        2 短肢剪力墙在建筑结构设计中的运用
        短肢剪力墙指的是:截面厚度相对较小,高度和厚度的差异也相对较大。在短肢剪力墙的具体设计应用中,必然需要切实关注具体受力状况,这种受力状况的分析不仅仅是自身结构,还需要关注于梁、楼板等结构,最终优化整个受力模型,如此才能够较好提升短肢剪力墙的实际应用效果。
        2.1 短肢剪力墙特点
        短肢剪力墙是当前建筑中使用较多的一种结构设计技术,其使用功能与建筑的使用功能相似,是通过将结构与建筑平面融合的形式,最大化提高建筑整体结构的稳固性和可靠性,在设计过程中,必须要严格按照规范化流程进行设计,只有这样才能发挥出短肢剪力墙应有的支护作用。短肢剪力墙的数量和规格,都需要根据建筑结构抗侧力大小来决定,其设计过程较为灵活,应该根据建筑抗侧力来调整设计方案,更好的处理楼盖支撑。短肢剪力墙对整个建筑来说,具有稳定梁体的重要作用,可满足建筑平面的刚度及强度需求。
        2.2 短肢剪力墙的设计运用
        在设计短肢剪力墙之前,要认真了解构件的变形、承载情况,考量剪力墙结构设计与抗侧力之间的关系,充分利用短肢剪力墙的延性特征来进行设计,合理的布置短肢剪力墙。同时,要科学选择梁的截面和配筋量,时刻关注刚度耦合量的变化,坚持强剪弱弯的基本原则,提高建筑结构体系的抗震性能。
        2.2.1 把握设计关键
        结构设计人员要根据实践经验,合理布置短肢剪力墙,采取有效措施提高建筑整体稳定性。比如从以下几个方面入手:
        (1)努力提高整体的抗震性:高层建筑遇到地震,一旦结构不稳固,就会遭受地震的侵害,轻者导致建筑结构变形,严重的,会引发重大事故,为避免这种情况的发生,设计人员必须要及时了解建筑内各个部位的受力情况,时刻关注局部变形。以提高建筑结构整体性能为主,采用最科学、最合理的方法布置短肢剪力墙,严格控制边角周围剪力墙的轴压比,适当增加配筋量。

积极增强剪力墙结构的承载能力,根据实际情况合理安排钢筋的配置量,保证建筑结构实用,主要采用竖向配筋和水平配筋这两种形式,对于具体配筋的应用也需要详细把关,更好提升其整体连接效果,避免出现严重的连接隐患。
        (2)正确判断短肢剪力墙的属性,比如在对建筑结构设计剪力墙的环节,一定要根据具体情况来设计短肢剪力墙,根据框架梁确定跨高比。设计过程中,还要充分考虑建筑主体刚度和抗侧力对短肢剪力墙设计的影响,了解剪力墙的墙梁刚度变化,合理配置梁体、墙体等部位的配筋量。
        (3)短肢剪力墙设计往往还需要重点考虑到整体性系数,确保整理性系数较为合理,避免该方面的偏差影响到短肢剪力墙的具体应用效果,对于短肢剪力墙的弯曲状态同样也需要严格把关控制,如果建筑顶层为剪切型,说明建筑整体的受力性能较差。短肢剪力墙运用效果与墙体截面面积、墙体总高度、建筑层高、梁体跨度等都有关系,一旦一个部位的短肢剪力墙设计不合理,就会导致建筑整体性能受到不利影响。
        (4)含钢量设计:针对短肢剪力墙的具体设计处理进行优化还需要关注到构件的含钢量大小,不同含钢量的构件在实际应用中的表现存在明显差异,如此也就需要结合短肢剪力墙所处结构的实际要求进行详细分析,确定最优含钢量,既能够维系整个短肢剪力墙结构的稳定性,同样也不至于含钢量过大带来较多的经济损失。
        (5)短肢剪力墙结构设计中需要用到的材料不多,并且配件部分较为复杂,常见的配筋方式有横向配筋和水平向配筋两种形式。具体的设计过程中,设计人员及时了解各个部位的配筋量,短肢剪力墙在配筋率方面应该严格管控,同时还注意钢筋的间距和直径必须满足规范的构造要求。
        (6)对于墙肢较厚的剪力墙,由于其自身刚度较大,当变形接近弯曲型时,可适当放宽要求,按照一般剪力墙进行设计即可。比如对双肢剪力墙进行抗震设计的环节,墙肢不得出现小偏心受拉,否则会失去抗剪能力。为提高结构的抗侧刚度,对于短肢来说可适当增加墙肢数量,借助连梁间形成一定刚度,避免墙肢刚度偏大。
        2.2.2 完善主体设计
        建筑结构设计时,相应工作人员及时了解建筑构件的使用情况,主要采用短肢剪力墙来提高整体的稳定性。限制截面尺寸,防止框架部位的轴压比超过限值,主要考虑设计环节的侧移、扭转、总高度限值等工作,加强短肢剪力墙。科学控制轴压比,根据建筑墙体和梁体的延性来预测地震作用,积极掌握轴压比控制指标,防止框架倒塌,增加水平配筋量,积极提高柱体的延性作用。以满足建筑结构的承载力、减少扭转、轴压比等技术要求,合理布置短肢剪力墙,同时采取了以下措施:按照规范要求来进行,在楼梯部位采用长肢剪力墙,让楼梯间形成短肢剪力墙-筒体结构。建筑内除楼梯部位外,均采用小开间短肢剪力墙的形式进行设计,并且根据各个部位的具体情况,适当增加短肢剪力墙的侧向刚度。科学布置抗侧力结构,要求建筑内各个轴线部位的水平抗侧力的受力是均匀的,合理调整墙肢长度,将结构整体与刚度中心的偏差控制在一定范围内。设计人员应遵循规范要求,时时注意楼层竖向构件的层间位移,确保短肢剪力墙高度与楼层平均值的比值达到规定值。
        3 结语
        综上所述,设计人员需要在具体设计过程中以短肢剪力墙的技术优势为基础,重点考虑到短肢剪力墙的多个影响因素,结合实际进行合理设计,才能较好提升其整体稳定性。设计人员还应该严格掌握轴压比控制指标,将结构整体与刚度中心的偏差控制在一定范围内,严格控制配筋量,严格控制结构变形弯曲,进一步提高建筑结构设计的安全性。
参考文献:
[1]吴晓磊.小高层建筑结构中短肢剪力墙的设计要点综述[J].建设科技,2019(15):80-82.
[2]午首超.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(02):15-17.
[3]张志强,贾洪亮.论建筑短肢剪力墙与异形柱结构的设计原则[J].中国标准化,2018(22):183-184.
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