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摘要:本文首先介绍了剪力墙结构设计的基本内容,分析了剪力墙结构设计的应用原则,并结合相关实践经验,分别从合理控制剪力墙数量等多个角度与方面,探讨了建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用方法,望对相关工作有所裨益。
关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙;设计应用
引言
随着经济社会的持续快速发展,建筑结构设计迎来了前所未有的重大发展机遇,剪力墙结构设计面临着严峻形势,如何采取有效方法与措施,切实优化剪力墙结构设计总体成效,成为业内广泛关注的焦点课题之一。本文就此展开了探讨。
1、剪力墙结构设计简述
当今社会,建筑工程事业发展质量显著提升,建筑结构设计需求日趋旺盛,对剪力墙结构设计产生了更为强烈的现实需求。在建筑结构设计领域,剪力墙结构凭借着出色的优势特点,始终占据着关键地位,在提高建筑工程稳定性与整体性,优化建筑工程总体质量等方面发挥着重要作用。长期以来,国家相关部门高度重视剪力墙结构设计方法的应用与创新,在设计标准规范、设计过程控制、设计效益评价等方面制定并实施了一系列重大方针政策,为切实优化剪力墙结构应用成效提供了基本遵循与方向引导,在剪力墙结构设计领域取得了令人瞩目的现实成就,为新时期建筑工程结构设计事业健康稳定发展注入了强大动力与活力。同时,广大建筑结构设计企业也在创新剪力墙结构设计方法,优化剪力墙结构设计流程等方面进行了大量卓有成效的研究与探索,成效显著,使其抗震性进一步增强,抗侧强度进一步增大,钢材使用量进一步降低[1]。尽管如此,受主客观等多方面要素的影响,当前剪力墙结构设计实践中依旧存在诸多短板与不足,局部空间的局限性依旧突出,结构压力性试验缺乏针对性,必须给予高度重视。
2、剪力墙结构设计的应用原则分析
2.1对墙体进行受力分析
受力分析是剪力墙结构设计的关键构成要素,需要在剪力墙结构正式投入使用前,对其墙体结构的受力状态进行优化分析,在墙体受力强度与受力方向等方面做出针对性优化处理。纵观当前剪力墙结构设计实际,普遍存在着缺乏对墙体受力状态的分析与研判,受力分析结果参考价值缺失等共性问题,不利于从宏观角度把握剪力墙结构的整体性与系统性。因此,必须遵循受力分析原则,对剪力墙结构纵向剪力和弯矩力进行重点分析。
2.2剪力墙在建筑平面中结构选型
剪力墙在建筑结构设计中的应用,需要根据建筑工程内部功能布局的实际需求,合理进行结构选型,充分体现剪力墙结构灵活多变的应用价值与优势。在结构选型过程中,应充分考量抗震概念、建筑功能、空间布局等客观要素。在当前技术条件下,通常按照结构体系的差异将剪力墙结构细分为多种不同类型,不同的细分类型具有不同的结构设计标准与要求,所起到的结构设计效果也存在相对差异,必须根据剪力墙结构实际,择优选取。
2.3延性设计要则
延性设计原则要求在剪力墙结构设计中注重关键墙体区域的延性功能。由于剪力墙结构具有较强的系统性特征,不同的结构设计构件所承载的负荷有所区别,因此部分构件将会承载较大的结构性负荷,这对其延性强度提出了更高要求。在延性设计原则要求下,应在纵向与横向两个方向上对墙体的负荷状态进行综合性分析,并根据建筑层高等技术参数合理分配荷载,有效控制墙体的结构性变形。
3、建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用方法探讨
3.1合理控制剪力墙数量,科学布置剪力墙
在现代建筑结构设计中,剪力墙的数量与其结构设计的最终整体效果密切相关。要在垂直载荷与水平载荷的双重因素考量下,科学控制剪力墙数量。若剪力墙数量过多,则后期施工难度较大,施工工期较长,对建筑工程原材料的消耗量较高,而若剪力墙数量不足,则难以起到理想的载荷作用,极端情况下容易导致剪力墙结构整体性失衡失稳,危及建筑结构性安全。要遵照相关技术标准与行业规范,科学布置剪力墙,充分体现剪力墙布局的对称性,合理控制剪力墙之间的空间距离及分布格局。要科学掌握剪力墙结构布置的先后顺序关系,使其结构设计的各项构成要素融合为一个有机整体。
3.2剪力墙结构中的连梁设计及延伸性处理
连梁设计是剪力墙结构设计的关键环节与步骤。由于连梁与剪力墙的系统性具有直接关联,因此必须从宏观角度着手进行连梁设计,通过优化连梁设计的整体效果,防止剪力墙墙体结构发生扭曲或变形,确保剪力墙结构的稳定性(如图1所示)。在连梁设计完成后,应采取的特定技术方法,对其刚度、高度、跨度等技术参数指标进行专业技术检测,全面了解其设计参数。剪力墙结构的延伸性方面,要根据结构的抗震性、承载力等实际需求,进行科学有效处理,最大限度上提高剪力墙结构的支撑效能,确保剪力墙结构的各项构件受力均衡,始终处于平衡水平受力状态。
图1 连梁结构设计示意图
3.3大墙肢处理及墙体配筋
部分情况下,建筑结构设计中的剪力墙结构设计具有特定长度与形状,由于受力相关不均,其延展性存在显著缺陷与不足,容易在后期出现墙体表面破损等不良问题。对此,需要在技术标准的约束下,对大墙肢作出科学性的技术处理,有效缓解剪力墙结构所遭遇到的额外应力,即便建筑结构处于相对恶劣的情况下,依旧能够保持整体稳定性。要为后期剪力墙结构砌筑提前预留充足空间,将大墙肢细化分解,分为多个规模相对较小的墙肢,并充分确保各不同墙肢之间的衔接关系。要科学控制剪力墙配筋数量与密度,避免在墙体内侧布置竖向钢筋,根据建筑结构设计需求,按照相关技术计算方法,得出最小配筋率,优化剪力墙结构的配筋效果。
3.4剪力墙结构的综合优化设计方法
现代科学技术的快速发展,为剪力墙结构综合优化设计提供了更为丰富的技术手段,使设计人员在优化工具与方法方面具备了更为广阔的选择余地,使得传统模式下难以完成的剪力墙结构综合优化设计任务具备了更大的可行性。要积极引进现代信息化技术,为剪力墙结构综合优化设计配备更为先进的可视化、系统化、直观化的信息化操作平台,科学精准计算抗侧刚度和承载力,保持合理的疏密度和合理的测向刚度。要依托于现代信息化技术,充分利用平面内部刚度,核算剪力墙结构整体承载能力,实施半刚接设计剪力墙和平面外的梁结构。
4、结束语
综上所述,受设计理念、过程控制等方面要素的影响,当前建筑结构剪力墙结构设计中依旧存在诸多薄弱环节,有关人员应该从建筑结构设计的客观实际出发,遵循剪力墙结构设计基本原则,切实提高设计整体水平,促进建筑事业发展。
参考文献:
[1]张法强,李伦坤.浅谈剪力墙结构设计在现代建筑工程结构设计中的应用[J].湖南大学学报(自然科学版),2019(10):207.