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摘要:长期以来,建筑质量问题备受人民关注,尤其是在城市化进程不断加快的背景下,建筑数量呈现出了急剧增长态势。如果建筑质量和性能不能够得到有效控制,将会对人民生命安全、财产安全、建筑行业的健康发展等都产生重大影响。本文基于剪力墙结构特点,探讨了剪力墙结构设计要点,并确定最优的结构体系,以达到建筑结构中剪力墙设计的功能性、安全性和经济性的统一。
关键词:建筑;剪力墙;设计
引言
剪力墙作为高层建筑结构设计的重要组成部分,其主要承受建筑的竖向力和水平力,具有抗震能力强、用钢量少、抗侧刚度大等特点。通常在建筑结构内部布置的剪力墙越多,其抗震性能就越好,但是如果布置过多,也会给工程造价带来不小压力。因此,应根据项目实际情况和剪力墙结构设计原则,以剪力墙结构特点为基础,注重设计过程的科学性与合理性,并对设计中存在的问题及时分析,适时解决,才能保证剪力墙结构的稳固性,达到建筑结构设计的经济性和合理性的最终目标。
1剪力墙结构设计相关介绍
1.1剪力墙结构具体含义阐释
剪力墙结构指的是由大量构件组成的可以承担水平作用力的结构,从而避免在传统建筑结构设计中,因为剪切力过大而破坏。就目前应用状况来看,该结构多是利用到钢筋混凝土的抗拉能力和混凝土的抗压能力,完成对梁柱的建设和施工,从而能够承受水平力。另外,剪力墙结构还能够在一定程度上有效提升整体建筑结构的稳定性和安全性,从而被广泛使用到各个建筑结构设计工作中。但是在实际施工过程中,会受到施工预算、施工人员主观因素等方面的影响,导致其厚度降低,对整体建筑质量产生一定影响。
1.2剪力墙结构形式特点
剪力墙又称抗震墙,该结构形式由于在承受外力的情况下所受侧向变形小,承载力大,延展性较好,因此其抗震性能比较好。但是剪力墙结构形式在进行平面布置时会有一定局限性,其间距较小,空间会显得稍微局促,因而广泛应用在住宅、酒店、公寓等建筑中,而公共建筑应用较少。另外,剪力墙结构由于承受竖向力和水平力的能力较大,且横向刚度大,因而建筑物建造的层数、高度要比框架结构更多、更高。由于剪力墙结构形式没有梁、柱等外露与凸出部分,室内空间会显得更为简洁、宽敞,但剪力墙不能进行拆除或破坏,对室内布局无法自行改造。随着短肢剪力墙结构的应用越来越广泛,室内布局改造的灵活性得到增加,但有试验研究表明该布置是以降低整个结构受力性能为代价的,虽然降低幅度较小,但在设计中还需根据建筑物整体情况慎重选择。
2建筑结构设计中剪力墙结构的的优点
2.1稳定性优好
剪力墙结构设计在建筑结构设计中表现出了稳定性优势。当前阶段,社会经济得到了迅速发展,建筑数量也呈现出了急剧增长的态势。在进行结构设计时,为了尽可能节省土地资源,建筑高度也出现了快速增长态势。因此,这便对建筑结构稳定性提出了更高要求。就目前形势来看,将剪力墙合理应用到建筑结构中,能够有效提升整体建筑的稳定性,从而更好地保障人民居住安全。
2.2安全性能高
在建筑结构设计时,也需要充分考虑到建筑结构设计的安全性。如果能够在一定程度上有效提升建筑的稳定性,便会降低自然灾害对其产生的影响。借助到剪力墙结构设计的积极作用,能够有效提升整体建筑的安全性。在安全意识不断提升的背景下,更是需要认识到安全性能对其所产生的影响。尤其是在当前建筑性能更加完善的现在,不能过于追求建筑科技性,降低安全要求。
2.3建筑结构抗震性能好
近年来,板块运动越来越活跃。相应的,这便会在一定程度上增加地质灾害发生率,尤其是在地震灾害方面。从其特点来看,具备了明显不可控性、难以预测性、破坏性较大的特点。
如果在发生了地震灾害时,没有对其进行有效控制,更是会对周围地区居民正常生活和生命、财产安全造成极大威胁。然而有效利用剪力墙结构设计原则,便可以加强内部设计稳定性,从而有效提升建筑的抗震能力。具体来看,在抗震性能方面,其具备较高的承载力,当地震灾害发生时,能够降低对建筑的影响,从而保障人民生活稳定。
3剪力墙结构设计要点
3.1注重分析结构受力点
首先,基于剪力墙结构形式特点,设计中必须注意剪力墙结构的延性设计,要采用相应的提高延性的措施,以增强结构抗倒塌的能力。其次,高层建筑轴向结构设计必须对建筑结构承受荷载的基本情况予以明确,高层建筑受竖向荷载和水平荷载的影响较大,而剪力墙能对横向及竖向荷载进行协调和抵抗,即使在高强度的水平荷载作用下也可将其侧移距离保持在合理范围内。
3.2结构布置要点
只有对剪力墙进行合理布局,才能体现该结构的作用,因此要根据建筑结构特点及建筑使用功能对剪力墙进行合理的选型布置。在设计中,剪力墙应尽量布置在建筑物端部、转角、平面突出及荷载较大的位置,如山墙、电梯间等。在对剪力墙布置时要保证双向均匀,保证合理的间距,为了减少地震作用下的扭转效应,应使平面的刚心和重心尽量重合。通过截面采用I、L、T型的组合墙形式,在布置中要尽量减少一字墙设计,短肢墙也不宜过多采用,以此达到剪力墙稳定性和延性的要求。
3.3剪力墙厚度设计要点
剪力墙结构墙厚设计与高层建筑稳定性设计相统一,设计人员要明确剪力墙厚度要求,采用合适的厚度设计,墙厚大于300mm时,则需要在端部中间设置钢筋,并沿墙肢方向设置箍筋,以满足剪力墙稳定性、刚度和强度的要求。另外,为了给后期建筑施工带来便利,在设计墙的厚度时,应以结构层高最小值来选取合适的剪力墙结构厚度;结构厚度确定后要对剪力墙结构支撑点进行明确,如支撑点可以采用剪力墙与剪力墙相交处及剪力墙与楼板交接处等;为了达到高层建筑结构的抗震要求,应以建筑层数及施工材料来加强底层结构设计,若建筑物处于地震频率较大区域,还应加强底部剪力墙结构厚度,以此提高建筑整体结构的抗震性能,达到剪力墙结构的抗震效果。
4剪力墙结构设计中需要注意的问题
4.1确保其数量的合理性
根据相关调查和研究发现:建筑结构在施工设计过程中,会因为工程的需要和变化做出类型不同、针对性不同的剪力墙结构。但是,这并不意味着剪力墙越多,建筑物抗震能力就越高。在实际工作中,需要结合具体工作情况,对其进行合理化设计,结合不同剪力墙结构的不同作用,进一步提升建筑的整体性能。
4.2对剪力墙结构进行持续优化
在开展施工建设中,经常会受到外界一些其他性因素的干扰,因此,便需要设计人员结合实际情况,从工程具体需求角度出发,设计出更为科学、合理的施工方案。在设计之前,设计人员需要对施工现场进行多次考察和研究,防止无关因素的影响。
结束语
综上所述,在实际工程设计中,为了进一步强化剪力墙结构设计,就必须对剪力墙结构设计要点进行综合分析。为此,在进行建筑结构设计时,需要从多方面进行综合性考虑,不仅要提升建筑整体的稳定性,同时还需要借助现代化技术的优势,使得最终建筑设计能更好地满足人民居住需求。在今后工作中,相关人员需要不断研究,结合具体工作需求,充分发挥剪力墙结构设计优势,有效提升建筑工程质量。
参考文献
[1]路民军.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].居舍,2020(28):111-112.
[2]韦一松.建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].住宅与房地产,2020(24):84+93.
[3]刘建辉.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用综述[J].居舍,2020(24):126-127.