浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

发表时间:2021/3/11   来源:《建筑实践》2020年32期   作者:朱顺兴
[导读] 剪力墙结构设计是现代建筑通常采用的建筑结构设计方式,
        朱顺兴
        安徽寰宇建筑设计院 安徽 合肥 230000
        摘要:剪力墙结构设计是现代建筑通常采用的建筑结构设计方式,剪力墙结构设计在实际工程结构应用中比较广泛,能有效的提高建筑物的抗震性、整体性、安全性。是现代框架结构建筑中主要采用的建筑结构设计形式。本文主要针对结构设计中剪力墙的结构设计进行分析,结构工程师更多的把剪力墙结构应用到建筑结构设计中。
        关键词:建筑结构设计; 剪力墙结构设计; 策略
        引言:随着我国科学技术和国民经济的发展进步和稳步提高,现代高层建筑正在朝着多元化的功能方向发展,人们对高层建筑结构设计也提出了更加严格的要求,普通框架已经不能满足实际的建设需要,为了提高建筑的安全性,并使建筑总高度不断突破,剪力墙结构及框架剪力墙结构被应用于建筑中,在对剪力墙结构进行设计时,需要对设计难点进行合理分析,从根本提高设计水平,使建筑质量可以满足实际的发展需要,使建筑质量不断提升。
一、剪力墙结构的优势
        剪力墙结构是指用含有钢筋的混凝土板来代替传统的框架式梁柱,并对建筑的水平力起到一定的控制性作用,保证建筑的稳定性。剪力墙结构的优势有很多,包括以下几方面:第一,稳定性较高。剪力墙结构通常会使用含有钢筋的混凝土结构,与传统的框架式梁柱相比较,这种结构方式的整体性能较好,能够起到良好的支撑效果,对提高建筑的稳定性有着极强的作用。第二,经济性较强。由于剪力墙结构中会更多地使用到钢筋混凝土,因此,不需要填充更多的钢材料,降低了钢材料的使用量,节省了一定的成本,使得建筑企业的经济效益更好。第三,美观性较好。剪力墙结构的抗侧刚度较强,可以根据实际情况做出适当调节,因此,其应用的范围较为广泛,能够满足不同人们对建筑美观性的需求。第四,连续性较好。剪力墙结构除了要保证建筑的稳定性之外,还起到了一定的分隔作用,划分建筑的不同区域,因此,剪力墙结构在区分建筑不同区域的同时也起到了一定的连续性作用。
二、剪力墙结构设计策略
        1、合理定位剪力墙结构
        如果想从根本上提升剪力墙的安全性和稳定性,应该对剪力墙进行正确的布置,宜沿两个主轴方向双向布置,以使建筑具有适宜的侧向刚度。在剪力墙布置时应该严格遵守相关的原则和规定,应使刚心与质心尽量吻合。对扭矩进行控制和约束。内外剪力墙应该处于垂直的状态,剪力墙的肢截面不能过于繁琐,应该保持简单、明了,满足实际的建筑需要。应避免因剪力墙布置造成的结构上、下层刚度的突变。对剪力墙上的洞口应进行结构的规则化处理,剪力墙的门窗洞口宜上下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和连梁。洞口设置应合理,避免使墙肢刚度相差过大。剪力墙的内收和外挑距离应该控制在合理的范围内。
        2、墙体配筋
        在对剪力墙进行配筋时应该合理进行控制,才能从根本保证建筑结构的稳定性,为建设企业获得更多的经济收益,剪力墙结构不仅数量繁多,涉及范围也比较宽广,在进行具体配筋时,对于不同方向的配筋应该放在不同的位置,同时需要按照最小配筋率进行计算。如果选择双向钢筋网片,保护层厚度不能超过三十厘米,避免墙体配筋出现资源浪费的问题。使剪力墙无论在任何方向,都能具有较好的抗剪性能,当前形势下剪力墙在超高层建筑中主要就是构造配筋,不过在进行配筋时,边缘构件的配筋需要按照计算和最小的配筋率进行配筋。结合相关规定和要求,将钢筋设置于比较脆弱的部分,如果竖向配筋数量较多,需要调整嘉力强的布置和墙肢截面,保证剪力墙的抗震能力。
  3、科学处理剪力墙内大墙肢
        剪力墙结构自身具备诸多优势,设计人员在开展剪力墙结构设计工作时,需要充分考虑到剪力墙结构的延伸性。

剪力墙结构的延伸性对整体结构性能具有密切联系。在一般情况下,设计剪力墙结构时,大部分设计人员会将其设计为高状结构,该墙体结构关系到整个墙体性能及质量。为此,设计人员要基于施工需求及实际条件,调整和优化设计方案,避免由于细节处理不到位影响整体质量。若墙段长度偏小,当经过受弯部位时,容易产生裂缝,而剪力墙质量优劣关系到整个墙体配筋的支撑力。鉴于这一情况,相关工作人员要结合实际情况,开展施工流动工作,在施工完成之后进行填充,以改变长墙形态。
         4、转换层结构设计
        在转换层结构设计中的应用大多是针对高层建筑来说的,而高层建筑剪力墙结构设计中转换块垒结构布置是其中最核心的一项内容,要科学且合理的进行设计工作,优化结构复杂的高位转换底部空间。在对转换层高位转换状态下要对其不断提升质量和高度进行恰当的优化调整,保障转换层能够与上限高度保持一致性,然而在进行转换层设计时要控制转换成水平状态对其进行密切关注精确分析和判断转换层内部留有的空间,了解转换层的均匀状况。对于选择的建筑材料要尽可能保障其质量水平,为后续建筑工作提供坚实保障,同时还要使其保持较小高度,对于转换层结构设计中所存在的薄弱地位要不断进行加强和调整,对于转换成分配特点进行细致研究,调整和完善薄弱的部位,对于构件配机数量进行优化调整,使其性能得到改善,从而保障高层建筑剪力墙结构设计上的安全性能能够满足居民居住需求。
         5、结构的截面厚度设计
        在建筑结构设计中之所以会规定剪力墙的最小厚度,是为了保障剪力墙平面之外的刚度以及稳定性能。当墙肢平面外出现与之相交的剪力墙的时候有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定性。设计中在确定墙肢的最小厚度的时候,应按层高以及无肢长度两者的较小值来计算。设计时需要注意设计的剪力墙建筑结构是钢筋混凝土材质的话,需要在设计剪力墙建筑结构的横截面时对剪力墙建筑结构进行横截面上所受的建筑体各部分构件的压力和所产生的偏离中心的压力进行调查、分析和计算,设计人员要保证剪力墙建筑结构横截面设计时所需要的资料和数据是准确无误的。
         6、剪力墙连梁的优化设计
        建筑剪力墙结构中,由于开间不大或墙体较长时开洞后形成连梁,在计算过程中,容易产生连梁抗剪超限的情况。根据《高规》在连梁设计方面的规定,在对连梁抗震性与非抗震性设计时,从高跨比上来分类主要有两种,同时也对受剪承载力与截面的配筋有着相应的规范要求。①增大截面,可以提高连梁自身的抗剪能力,也可通过加宽梁宽,使得抗剪力的提高值仅大于分担剪力的增加值。②调整设计内力,在增大连梁截面对提高抗剪能力没有效果的情况下,通过人为的内力调整,对连梁刚度进行折减,控制剪力分配比,解决连梁抗剪问题。在计算的时候需要注意,无论采取哪种算法,在实际使用时都需要来确定相应的剪力和弯矩设计值,并且这个数值要比调整之后的数值要小。设计时也可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其它加强受剪承载力的构造措施来提高连梁抗剪承载力。
三、结语
        如今的社会发展迅速,建筑行业的发展日新月异,这就要求建筑结构设计必须努力进行创新,加强设计,努力引进外来先进技术,注重细节,更好地保证施工的进行。剪力墙承受着建筑物的整个轴承负荷,对维持安全与稳定建筑工程的整体质量起着重要的作用,因此,在建筑工程的设计工作中,应加强主体建筑的剪力墙结构设计,有效地提高建筑物的抗震性能和整体质量,从而做出安全,经济和合理的结构设计,实现我国建筑业的可持续发展。
参考文献:
        [1] 于毅.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].绿色环保建材,2018,(4):95-95.
        [2] 郑鹏.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].科技创新与应用,2017,(3):248-248.
        
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