程铭
大连建筑技术发展中心设计研究院有限公司,辽宁 大连 116093
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。为此,在今后工作中,相关工作人员必须要对此给予足够的重视,结合新的施工技术、先进管理方式的积极作用,有效提升建筑工程质量[1]。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用与发展
引言
现阶段的建筑结构,需要满足抗震性能,其中剪力墙结构的应用显得尤为重要。在现浇式的剪力墙施工项目中,因为施工质量要求较高,整体施工难度相对较高,如何合理应用剪力墙显得格外重要。剪力墙的抗震性能得到保证,可以简化施工过程,缩短工期。剪力墙结构本身具备侧移量小、刚度大的优势,同时抗震性能相对较高,在建筑结构设计方面可达到比较突出的应用效果,施工部门为了进一步提高经济效益,往往会在剪力墙结构施工中提高施工质量水平,为后续施工质量提供支持。
1剪力墙结构
剪力墙结构主要是指建筑墙的截面高度和厚度的比例,促使其维持在5-8,通过钢筋混凝土替代以往建筑物中不同方面荷载作用的墙体。建筑结构设计中剪力墙结构非常重要,其主要作用在于将建筑本身的受力裁剪开,促使建筑可以承受更大的压力,提高整个建筑的承重能力。剪力墙结构的优势主要有3个方面。(1)稳定性。剪力墙结构具备比较突出的刚性特征,可以提高建筑物的支撑性能和稳定性,这也是剪力墙结构的主要作用与优势。(2)经济性。剪力墙结构主要是通过钢材料填充制造而成,可以直接应用混凝土浇筑的方式进行施工,整个施工的经济效益相对较高,属于施工部门常用的施工方式。(3)美观度高。随着人们生活水平的不断改善,对建筑结构的要求不仅在于安全舒适上,同时对美观度的要求也在不断提高。
2剪力墙结构设计分类
建筑剪力墙设计中具有多种类型,在建筑施工设计中剪力墙的建设一般采用打孔的方式进行施工,孔洞的数量以及大小不等。通过最新研究结构发现,剪力墙的性能以及结构形式与建筑中的孔洞具有直接关系,影响剪力墙的受力情况。剪力墙的分类如下:
2.1整体墙
剪力墙结构自身具有较强的稳定性,而且抗拉和抗压能力都比较强,整体墙孔洞比较大,但是数量少,部分墙体上并没有设置孔洞,从受力方向上来看属于竖向受力的情况。从水平结构来看,较大的荷载会使剪力墙的高度和宽度扩大,导致墙体界面出现变形的情况。整体墙截面虽然可能会出现变形,但是仍然是符合剪力墙标准的,墙体正面在应力的影响下形成线性分布,使墙体始终保持安全性和稳定性。
2.2小开口墙
小开口墙也是剪力墙结构中比较常用的一种模式,剪力墙的孔洞面积如果不断变大的情况下就会形成小开口墙。从墙体的水平结构来看,荷载的压力会导致小开口剪力墙结构受到影响,使得墙体截面存在正应力,而这些正应力的分布呈现规范性,属于偏离直线分布。这种力的分布方式,会使剪力墙的局部弯应力与主应力之间互相叠加,如果这种叠加力不产生反弯点的情况下,小开口剪力墙形成。
2.3联肢墙
联肢墙与小开口墙相似,都是孔洞比较大的墙体,如果开孔连接位置强度比墙肢小时,水平荷载将导致剪力墙连接位置出现反弯点的情况。这种结构中每个墙肢都是独立的个体,并独立发挥作用。而这些独立的墙肢个体进行连接就会形成剪力墙,这种剪力墙也被称为联肢墙。
3剪力墙结构的运用
3.1合理明确剪力墙结构位置
建筑结构中剪力墙结构位置的设计是决定整个剪力墙使用效果的关键,其与整个建筑整体结构密切关联。在建筑结构设计期间需要充分考虑剪力墙结构在整个建筑中的位置合理性,确保所有的剪力墙设计位置都可以发挥最大的保障作用,同时满足建筑工程的整体结构需求,从而提高整个剪力墙结构的实际施工效益。剪力墙结构的位置确定必须从2个方面考虑。(1)从整个建筑结构角度着手。剪力墙结构的优缺点,不仅需要合理应用同时也要杜绝滥用现象,须满足整个建筑的设计需求。保障位置合理的同时需要基于建筑结构的特征及应用需求,尽可能保障剪力墙位置合理性,并从平面布置及纵向布置的角度着手。(2)充分考虑平衡性问题。针对剪力墙结构的设计应当尽可能满足结构对称基础原则,不仅需要每一阶段的剪力墙都满足构造规则,同时还需要确保建筑物的整体与剪力墙之间的合理性,做好对称格局优化设计,发挥剪力墙的结构优势,规避对建筑结构形成的失衡、失重等问题。从对称与均衡角度来看,需要从剪力墙结构的设计环节着手,对设计前期布局提高重视度,并考虑建筑整体设计和施工条件。
3.2剪力墙结构配筋优化
对高层建筑工程造价来说,合理控制剪力墙配筋具有重要意义。分析过往高层建筑结构设计,多数情况下剪力墙配筋均根据相关规范标准的最小配筋率进行配筋的构造,因此需要对墙体厚度进行控制,进而实现对剪力墙身钢筋用量的有效控制。在正式施工前选择合理、优质的材料十分重要,主要在于钢筋材料的选择,需要对其进行检查,保证其质量性能达标后方可进场投入使用。在选择剪力墙结构配筋时,需要确保材料符合工程测算及相关标准要求,水平钢筋需要设置在外侧,垂直钢筋需要设置在内侧,根据具体情况展开优化设计,进一步降低成本。
3.3合理控制剪力墙厚度
建筑墙体设计工作开展中,需要保证建筑墙体的厚度满足建筑标准,提升剪力墙的承载能力,有效预防墙体结构损坏,实现对剪力墙墙体寿命的延伸,并强调剪力墙质量的安全性。建筑剪力墙结构设计中,还需要剪力墙厚度与规划要求相符,结合具体施工情况,可以适当在剪力墙中设置一些构件,做好建筑剪力墙的支撑作用,使剪力墙结构质量能够与建筑规划要求相符。
3.4节点以及构件的设计
为更好地提高建筑结构设计的合理性,需要在建筑设计期间充分考虑节点与构件方面的设计。目前,水平分布筋、水平施工缝、边缘构件属于设计中的重点。(1)水平分布筋。剪力墙周围的构件是需要进行现浇的,需要把双墙板水平方向的钢筋全部埋在边缘处的现浇构件里,这种方式可以约束墙板端头处的部位,厚度和一般的现浇墙差不多,不会因为对抗剪截面而造成削减。(2)竖向分布筋。在叠合式剪力墙里面,竖直向上的分布筋在现代技术规范中可以这样设计,水平缝合部位可以参照技术规范来连接,在错开的连接当中把钢筋连接起来,这种方式可以更好地满足结构计算方面的要求。(3)水平施工缝。叠合式剪力墙边的上下两端设置了水平方向的施工缝,在施工缝间接处的墙体,其有效面积需要和现浇的基层总厚相同。想要避免结构性特征的变化,在计算的时候需要将墙实际厚度作为计算模型,如果墙体是2m,那么有效的截面厚度就是1.5m。在水平施工缝方面需要确保检测结果的可靠性,一般可以借助对钢筋连接面积的计算方式确保结构的整体设计效果。
结语
综上所述,建筑剪力墙的设计中存在多种剪力墙形式,不同剪力墙的应用工程存在一定的区别,因此需要结合具体工程情况选择合理的剪力墙。同时在剪力墙设计和施工中需要做好剪力墙位置、弯矩、延伸以及厚度等方面的处理,并做好人员的培训工作,保证剪力墙设计和施工的合理性[2]。
参考文献
[1]刘雪成.探究剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].城镇建设,2021(1):272.
[2]许涛.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用探究[J].建材发展导向(上),2021,19(1):160-161.