建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究

发表时间:2020/11/3   来源:《建筑实践》2020年6月17期   作者:杨武
[导读] 建筑结构设计的合理性将对建筑物施工进度和施工质量造成较为深远的影响
        杨武
        北京都市霍普建筑设计有限公司武汉分公司  湖北武汉  430014
        摘要:建筑结构设计的合理性将对建筑物施工进度和施工质量造成较为深远的影响,而剪力墙结构作为建筑结构的重要组成部分,其设计的重要性也受到了越来越多人的广泛关注。剪力墙结构具备了稳定、安全和整体性的特点,而这也就需要相应的设计人员能够从优化剪力墙结构设计的角度出发,分析建筑结构设计中剪力墙结构设计的重点与要点,探寻提升剪力墙结构设计水平的有效对策,从而为后续工程建设活动的顺利开展提供必要的保障。
        关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;研究
        一、剪力墙结构概要
        剪力墙结构在我国建筑工程行业之中得到了非常广泛的应用,其拥有着较为良好的抗风能力和抗震能力,因此能够在建筑物之中起到承受水平荷载的目的。而在剪力墙结构设计之中,可以结合剪力墙结构洞口的大小和数量,对其中诸多要素进行深入分析,将其划分成为不同种类的墙。第一种墙是整体墙,如果门窗洞口的总面积小于剪力墙面积的15%,洞口边长尺寸比洞口之间的净距离和孔洞墙边之间的净距离要小,那么说明其为整体墙,这也是整体墙最为重要的判断方法;第二种则为框支剪力墙,如果建筑物底部需要大跨空间,那么则应该通过框支结构对上部剪力墙结构进行转换。在地震的高烈度(例如9度区)地区,建筑结构设计之中则不应采用框支剪力墙结构进行设计;最后则是壁式框架,这种结构体系的洞口尺寸相对较大,连梁的线刚度以及墙肢的线刚度相互贴近,这也是壁式框架的关键所在,不同框架结构能够满足不同建筑体系的要求,而设计人员则应该结合实际情况和建筑物功能的具体要求,选择符合建筑功能要求的方案,从而使建筑工程的质量得到有效提升[1]。
        二、剪力墙结构的常规设计
        (一)剪力墙平面布置
        剪力墙平面布置是否合理将对整个建筑结构的安全性、经济性造成较为直接的影响,而在剪力墙平面布置过程中则应以均匀对称为布设原则,确保建筑结构体系的刚度和质量保持高度重合,使不均匀作用力对建筑物造成的不良影响得到全面的控制。这里要避免剪力墙的抗侧刚度出现过大的问题,否则就会导致剪力墙自重过大,最终违背了抗震性能设置的初衷[2]。
        (二)剪力墙墙肢截面厚度
        剪力墙结构设计之中,对于墙体的厚度有着较为明确的要求,需要设计人员结合楼层做阶段性变化,将其厚度变化控制在50毫米到100毫米之内,同时也要确保这种变化更具均匀性和连续性。除此之外,如果建筑物混凝土的强度等级也发生了一定的变化,设计人员则应该对其加以全面的调整,防止出现承载力突变的情况。
        (三)剪力墙连梁钢筋配置
        连梁是建筑结构之中较为重要的承重、耗能构件,而在其配筋的过程之中应该遵照建筑抗震设计的规范要求进行截面设计,必须遵循实际情况对抗剪进行计算,防止出现连梁剪切等脆性破坏问题对建筑物结构造成的破坏情况。
        (四)剪力墙对大墙肢的处理
        在剪力墙结构设计之中,为了确保建筑结构的稳定性和延展性满足既定要求,要求对墙肢的长度进行合理控制。如果墙肢的长度超过了规范的要求(比如墙长大于8m),则应在墙上开设一定数量的洞口,将长墙分为若干连梁连接的连肢墙,进而使建筑体系的稳定性得到全面提升,确保建筑物符合安全美观的要求。
        (五)边缘构件的处理
        一般而言,剪力墙结构设计之中无边缘构件约束的承载能力比有边缘构件约束的要低,其抗震性能也不够好,因此在剪力墙设计过程中,应该根据规范要求设置边缘构件,从而使剪力墙的抗侧刚度与抗震能力满足规范需求。


        三、剪力墙结构设计要点
        (一)对剪力墙设计方案加以完善
        在建筑工程设计之中,剪力墙结构能够使建筑体系的安全性得到全面保障,设计人员在结构方案制定时,应该采取更加有效的措施,对剪力墙结构的作用加以彰显,并在提升抗震性能的过程之中使建筑工程的成本得到有效控制。为此,设计人员在剪力墙结构设计之中,应该结合建筑工程的实际情况对现代化的技术手段加以有效运用,从而使建筑结构规划得到全面完善,使剪力墙结构的价值得到充分体现。除此之外,设计人员应该将更多的精力和时间放在控制工程成本之上,选择更加合适的建筑工程材料,使长度较长的剪力墙得到有效调整,并确保洞口得到合理设计,确保各个剪力墙长度更加协调,对于各个墙段,应该通过弱连梁的方式进行连接,对独立墙段的高度和截面比值采取科学控制,进而防止剪力墙发生脆性破坏[3]。
        (二)对剪力墙结构加以科学定位
        在建筑工程结构设计之中,为了确保剪力墙结构的优势能够得到充分发挥,相关工作人员应该从完善剪力墙结构布局,结合平面布置的具体要求进行结构的合理设计。要能够根据剪力墙结构的刚度中心和质量中心对剪力墙结构进行对齐处理,总体而言,在剪力墙结构设计之中,不应该出现过于繁琐和复杂的处理方式,要能够在设计之中结合标准和规范要求提升剪力墙刚度的适宜性,使其能够与建筑结构的要求相符,确保剪力墙的刚度能够符合建筑结构标准的要求,保证剪力墙结构的作用得到充分发挥。
        (三)科学处理剪力墙内大墙肢
        剪力墙结构本身具备了诸多优势,设计人员在剪力墙设计之中应该考虑到剪力墙结构的延展性要求,确保其能够对整体结构性能有着较为充分的考虑。一般而言,应该对剪力墙结构进行全面设计,而大部分设计人员会将其设计为高状结构,其结构也将与整个墙体性能和质量产生较为直接的联系。设计人员应该对施工要求和施工条件进行深入分析,并对施工方案进行优化和设计,防止因为其细节问题没有得到有效处理,对工程建设总体质量造成不良影响。如果说墙段长度较小,在其受弯部位更容易产生裂缝,而剪力墙的优劣则将对墙体配筋的支撑力造成深远的影响。除此之外,设计人员在设计阶段应该以建筑结构的要求为基础,设计能够满足要求的预留洞,从而使墙内大墙肢得到更加科学的处理[4]。
        (四)有效控制剪力墙内墙的配筋
        在建筑工程施工之中,设计人员在剪力墙结构设计之中要能够结合建筑结构安全性要求和稳定性要求,对剪力墙结构设计进行不断的完善,剪力墙设计方案与整个墙体质量有着较为直接的联系,同时也将对墙体内部钢筋的设置情况产生一定的影响,因此相应的设计人员应该能够通过剪力墙之中竖向钢筋的设置,从而确保墙体配筋情况能够与建筑工程的施工要求相符。
        (五)通过软件进行优化
        随着信息化技术的全面发展,建筑结构设计人员也可以在设计之中引入更加先进的结构设计软件,来进行剪力墙的数据分析工作和设计优化工作,从而提升设计的精准性,为后续剪力墙建设工作的顺利开展提供必要的保障。
        四、结束语
        综上所述,剪力墙结构在建筑结构设计之中有着较为重要的地位,而这也就要求了相应的设计人员能够对建筑工程的设计要求加以明确,有目的有针对性的进行剪力墙结构设计的任务,从而使结构设计的质量得到全面的保障,为剪力墙结构的全面优化奠定更加坚实的基础,为我国建筑工程行业的深入发展提供必要的推动作用。
        参考文献
[1]杨志成.建筑结构设计中剪力墙结构的应用及优化设计研究[J].建筑工程技术与设计,2020,(24):993.
[2]陈凌.框架剪力墙结构在建筑结构设计中的应用研究[J].中国房地产业,2020,(24):76.
[3]张峰丽.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J].建材发展导向(上),2020,18(7):164.
[4]刘青.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J].建材发展导向(下),2020,18(7):145.
       
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