狄亚利
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摘要:剪力墙是建筑物中非常重要的一种结构,其具有抗侧刚度大、抗震性能高等特点,并且其自重较大,能够使建筑物的内部墙面保持平整。但是剪力墙也具有施工技术要求较高和成本较高的缺点,因此在建筑物建造过程中的程序比较复杂,若能从方案选择、图纸设计到现场施工,做到合理选择、精心设计、规范施工,必能在很大程度上节省投资,更好的保证工程质量,促进建筑市场的健康发展。
关键词:剪力墙;结构设计;体会
前言:在建筑工程中融入剪力墙的主要目的是加强建筑物结构的稳定性,提高建筑物对灾害的抵抗能力,为了提高建筑物的稳定性和牢固性,一般选择钢筋混凝土为剪力墙的主要材料。利用钢筋混凝土建成的剪力墙结构,可以承受来自横向和纵向的力,针对剪力墙的建筑过程中,一般用混凝土版代替框架结构中的梁柱,以承受来自各个方向的荷载。
1剪力墙结构的设计
1.1设计原则
在建筑结构设计中,运用科学的数字化手段对房屋受力进行计算和估测,增强建筑的抗震、抗侧及承载能力,控制剪力墙楼层间的剪力系数,根据建筑结构合理开口,在很大程度上将减少房屋自身重量,降低施工时的难度和成本。通过查阅资料和实地调查发现,为了对建筑楼层之间的剪切或扭转变形,在竖向上常采用脚手架等构件进行控制。然而,构件本身重量将增大剪力墙的承载负荷,造成剪力墙受力不合理,从而减少剪力墙结构的抵抗性能,不利于建筑结构的安全设计。所以,对于剪力墙结构的建筑设计,应更具建筑层数、层高、楼层间的最大位移等比例调整楼层高度,尽可能减少建筑发生变形的情况。在剪力墙结构设计中,如果剪力墙结构设计跨高比系数小于2.5,那么设计的剪力墙结构的抗弯、抗侧性能将达不到预测的目的。因此,剪力墙结构设计应该根据不同建筑性能做出合理调整,根据跨高比值不同做出合理的结构设计,确保剪力墙结构性能更好地发挥出来。
1.2设计要点
1.2.1剪力墙结构的平面设计
在剪力墙平面布置的时候应注意,首先,剪力墙结构应呈T型或L型沿主轴方向双向均衡布置,不宜成“一”字形单向布置,增加结构的稳定性,从而减少地震时建筑的扭转程度。其次剪力墙的数量不应过多过密,厚度要有计算进行设计,否则将造成建筑自身重量增加,不利于建筑长期发展。最后,为了使建筑剪力墙刚度分布均匀,剪力墙上的开口位置、大小要有所控制,尽量成排设置窗口或门,是剪力墙均衡受力,从而设计出的较为实用的剪力墙结构。
1.2.2剪力墙的规格选择
在对剪力墙结构设计时,墙体的宽度和厚度应有所限制,如一般剪力墙分支长度不超过8米。由于剪力墙较薄,住宅设计中一般不超过20公分,当其高宽比系数大于2时性能较好,可以防止建筑受力发生脆性破坏。而如果剪力墙分支长超过8米时,将成为独立的剪力墙结构,或者为满足其性能,通过在剪力墙上开口,使之形成分段式受力均衡的剪力墙。
1.3剪力墙结构的其他细节设计
由于剪力墙结构的运用范围较广,所以剪力墙结构设计时所需要考虑的细节也较多,常见的有以下两个。
1.3.1剪力墙结构的组成材料设计。剪力墙结构中竖向和横向钢筋的布置、水泥和砂石的性能等级以及它们的比例等细节,都是影响剪力墙结构设计性能的重要影响因子,所以,在进行其材料选择时,应对建筑的构造受力进行计算,选择正确的材料才能达到建筑设计的要求。
1.3.2剪力墙结构中的连梁细部设计,即建筑结构中起到连接墙肢和墙肢的梁,简称连梁。在长期的水平荷载影响下,注重连梁的结构设计,使与轻质材料填充缝隙,可以很大程度上减少剪力墙受破坏的几率,提高其结构性能。
2剪力墙结构设计过程中的优化措施
2.1充分发挥剪力墙对空间有分割的作用,从结构设计上按一定规范布置剪力墙,减少室内柱、梁的布置,使室内空间最大化,以人为本进行布置,为建筑使用者提供方便。
2.2利用剪力墙可开口的设计原则,运用美学原理和力学计算在建筑外立面合理的设计窗口,增加建筑室内自然通风采光和建筑的审美,从景观的角度优化建筑外立面装饰,提高建筑整体风貌的美学设计。
2.3利用建筑剪力墙具有一定自重和抗风抗震的性能,在地震多发地区应加强技术创新,增加剪力墙体的形体表现,突出地域风俗的建筑特色,为乡镇旅游规划创造亮点。
3剪力墙结构设计实践中所应该重视的几个问题
3.1对剪力墙外形和尺寸进行科学的设计。
在进行前期设计的过程中,要对于剪力墙外形和尺寸进行科学的把握,对于整个结构设计的方案进行科学地优化。相对于其他的墙体结构设计模式来说,剪力墙结构设计本身具有一定的特殊性,其结构整体水平和竖直方向的荷载与刚度的分布是不均匀的,整个墙肢截面的高度必须要超过墙体厚度的8倍之上,其才能确保对荷载传递的需求。与此同时,现阶段L形和T形是较为常见的剪力墙外形的设计选择,其可以更好地提高整个墙体的稳定性,降低整个墙体的重量和体积,提高整个剪力墙的侧向刚度,并最大限度地优化施工成本,提高建筑工程的经济效益。但是进行相应设计活动的过程中,要确保剪力墙方向符合标准,避免产生配筋的问题。
3.2科学地对于大墙肢进行设计。
为了更好地提高整个剪力墙结构的延展性,对于整个结构设计的过程中要对于大墙肢进行优化设计。相对于其他结构,剪力墙结构具有一定的特殊性,整个柱体高度较高,并且柱体较细。为了更好地降低剪力墙剪切破坏的程度,可以对剪力墙进行适当的弯曲设计。针对于超过8米的剪力墙结构,为了避免大墙肢在地震中受到过高的剪力所造成损伤,在保证剪力墙高度的情况下,采取分段设计的方式,通过运用开洞口的技术,对墙体进行分段,从而减少弯曲中裂缝问题的发生,更好地提高剪力墙的整体支撑能力。
3.3优化剪力墙边缘构件。
通常,约束边缘构造和约束构造边缘构件是现阶段较为常见的剪力墙便于构件的设计方式,这两种方式具有一定的区别,但是都以提高剪力墙边缘构件合理性为目标。在实际施工的过程中,要严格遵守相关的技术规范,对剪力墙墙肢长度和箍筋配箍的特征值进行明确,但要注意纵向钢筋范围必须大于规定要求的阴影而积。约束边缘构件主要是针对暗柱、端柱、翼墙等,通常由于剪力墙刚度较小易导致层间位移,故为避免这一现象,则需要通过搭建相关结构进行约束。同时,根据施工特点,还可适当增加暗柱和端柱的截而尺寸和配筋,进而达到优化剪力墙边缘构件的目标。
3.4剪力墙连梁的优化设计。剪力墙连梁作为连接墙肢之间的重要结构,其如果受压产生超筋和变形,对于整个建筑工程的整体质量控制效果会产生很大的影响。在剪力墙结构设计的过程中,要对于剪力墙连梁的高度进行适当的调整,结合工程的实际情况,科学地设计整体高度,避免由于尺寸问题所造成的连接梁变形。针对于剪力墙的结构塑性标准要进行严格的控制,并通过适当的调整来优化抗震设计。通过对荷载进行科学的分析,在可控制的范围内结合不同的受力情况进行相应的计算,从而选择更加科学的实施对策。针对于超筋与位移的问题,相关施工部门要进行及时的调整,做好处理,并严格按照相关技术规范进行执行。
结束语:
随着我国的建筑朝高层的方向发展,剪力墙结构技术将会得到越来越广泛的运用。因此,为了充分的将剪力墙结构技术的作用充分的发挥出来,切实提高建筑物自身的抗震性能,需要对剪力墙结构的布置、结构参数以及计算与配筋等要点进行分析研究。
参考文献:
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[2]吕瑞孝.姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点田.科技信息,2012(19).