建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第5期   作者:苏娟 王昊昊 王记朋
[导读] 近年来,随着建筑领域的快速发展,人们对建筑建设质量也有了新的要求

        苏娟   王昊昊  王记朋
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        摘要:近年来,随着建筑领域的快速发展,人们对建筑建设质量也有了新的要求,这使得建筑企业针对施工技术积极探索创新路径,在这一背景下,建筑结构设计也衍生出了新的技术方法,剪力墙结构便是其中一种。目前,剪力墙的位置和尺寸等内容的设计都没有建立明确的标准规范,多数情况下只能依靠设计人员的设计经验进行设计,这也导致剪力墙结构设计存在一定的偏差,可能会引发一些质量及安全隐患。结合建筑工程的实际情况调整设计方案,进一步发挥剪力墙结构的应用效果。本文主要围绕建筑结构设计展开论述,探讨了剪力墙结构设计的具体应用。
        关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙结构;应用
        引言
        现阶段,我国社会经济和科学技术发展水平不断上升,同时也在很大程度上推动了建筑领域的快速发展,特别是对建筑结构设计方面的要求更为严格,以往传统模式下的建筑结构设计已经无法满足当前人们提出的设计要求,这就需要建筑结构设计者基于社会大众要求,对原有建筑结构设计进行相应地创新。就此本文基于剪力墙结构,探究其在建筑结构设计中的应用策略,具有一定的现实性意义。
        1剪力墙结构的基本概述
        剪力墙又被称之为抗震墙,在建筑房屋之中,主要负责承受由风力或者地震所引起的水平荷载与竖向荷载的一种墙体结构,其有效避免了建筑墙体受剪切力的破坏影响,保护了建筑整体稳定性,通常由混凝土制作而成。剪力墙一般分为两种类型,一种是平面剪力墙,这种剪力墙在升板结构、框架混凝土结构中比较常见,通常能够有效增强结构的刚度与强度,提升结构的稳定性。除此之外,针对于一些特殊的部位,还可以采用现浇或者预制装配的方式,完成剪力墙的建造。另一种是简体剪力墙,这种剪力墙在高层建筑、悬吊结构中比较常见,简壁一般是由现浇混凝图墙体建立而成,相较于平面剪力墙,这种剪力墙的强度与刚度较大,能够承受更大的水平荷载。总而言之,剪力墙是建筑结构重要的组成部分,因此在实际开展建筑结构设计过程中,尤其要注重剪力墙结构的设计,如此才能够保障剪力墙功能充分发挥,更好地维护建筑结构的稳定性。
        2建筑结构设计中剪力墙的设计原则
        ①拉通对直。建筑设计期间,剪力墙中的门窗和洞口需要上下楼层对齐,规划好结构的传力途径,提高剪力墙结构的抗震能力。剪力墙结构需要沿着轴线拉通对直,同时要规避错洞或重叠等现象,避免对建筑结构的功能性和质量带来影响。②双向布置原则。为了进一步提高剪力墙结构的抗震能力,需要沿结构的横纵向布设剪力墙,只有这样才能确保剪力墙结构的双侧抗侧力。同时,要让双向结构中来源于两个方向的侧刚度尽量持平,也就是自振周期相似性。③竖向贯穿。竖向上剪力墙需要由上至下,从整体上贯穿结构,通常当剪力墙竖直方向产生变动时,墙体厚度和刚度也可能随之发生变化,可以通过降低剪力墙单元刚度的方式来降低抗侧刚度,避免刚度突变而对抗震性能带来的不利影响。④开设洞口。虽然开洞会影响剪力墙的承载能力,但部分长度较长的剪力墙结构需要通过开设洞口来分摊墙体所受的负荷力,洞口之间通过弱梁联结,但强肢不能过长,通常在8m内为宜。⑤和建筑高度适配。剪力墙类型选择期间需要保证剪力墙结构能够适配建筑高度与建筑的受力情况,部分剪力墙类型不能过多应用于高层建筑结构设计中,避免出现受力不均等问题。


        3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
        3.1剪力墙连梁设计
        在进行剪力墙结构设计时,还要重视对连梁部分的设计。所谓连梁,具体指的是剪力墙结构中边端与平面布置两者相连的过度梁。连梁在剪力墙结构中的作用主要有以下几点。其一,连接墙肢,将连体墙肢在建筑结构中特有的作用充分发挥出来;其二,能够起到对内力传递路径的优化效果,同时对抵抗水平荷载力有一定作用。根据以往大量工程实践经验来看,因水平荷载的作用会增加连梁剪切力,从而使得连梁出现不规则形态弯矩情况,而这也是导致连梁成为剪力墙结构中比较薄弱部位的主要原因。若连梁所承受的水平荷载力超出承受范围的情况下,就会导致连梁出现剪切变形弯矩,若剪切力高于连梁耐受范围,就会使得连梁产生裂缝,对整个建筑的安全性带来不利影响。基于以上,只有结合当前建筑工程实际,科学地进行连梁设计,才能从根本上保证连梁的抗剪能力和延展性,降低因剪切力影响发生损坏的几率。除此之外,还要对连梁刚度进行有效控制,这主要在于若刚度过大,就会在很大程度上影响连梁设计成效,因此这就需要相关工作人员根据规章制度提出的规定以及当前建筑工程施工实际来进行剪力墙折剪作业。若整个工程施工具有一定困难的情况下,可采取转换内力到墙体的方式来开展施工,这主要在于建立钱个墙体防裂与折减两大指数成正比,防裂指数小的同时折减系数也就小,基于此,在剪力墙结构设计过程中,控制折减指数在0.5以上,才能切实保证剪力墙结构的连梁设计要求。
        3.2剪力墙框架梁设计
        所谓框架墙,具体指的是剪力墙与框架两者连接所处位置,一般来讲,连接方式可分为两种,一种为框架梁与剪力墙平面外连接;另一种为框架梁与剪力墙平面内连接,从本质上来讲,以上两种连接方式存在一定的差异性,对于前者,虽然其与普通框架梁设计比较相似,但其中需要特别注意的是,设计者要将剪力墙伸出梁纵向钢筋锚固考虑其中。若剪力墙厚度在200mm左右时,就会导致梁纵向钢筋深入剪力墙内部锚固区域弯折前水平投影长无法达到标准,这就需要相关设计师采取锚固处理,对伸出梁纵向钢筋进行加固,防止因此导致锚固发生损坏。在进行框架梁连接时,如果梁体跨度和梁体高度两者之间比例在5以上,就可根据框架梁设计标准进行相应设计,若比例在5-6之间时,因框架梁手里所处位置在框架梁与连梁两者中间,这就需要增加配筋梁在其中的设计。
        3.3基础方案及承重构件的设计
        按照建筑周边的地质环境及水文情况制定剪力墙结构设计方案,明确周边的建筑群分布及施工技术工艺,进行合理规划与设计,进一步提高基础方案的设计效果。设计人员需要在原本的基础方案上进行修订与整改,按照建筑工程的建设环境,在有关标准框架中规划好承重构件,确保建筑主结构能够安全稳定。在剪力墙承重构件的设计上,设计期间需要重点考虑墙体配筋率,剪力墙的竖向及水平分布筋的最小配筋率要在0.25%以上,部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率则要保证高于0.3%。在剪力墙结构设计时,设计人员需要明确基础方案的重要性,重点控制承重构件的设计及优化,选择科学的方法确定建设标准及工艺参数,避免承重构件设计误差带来的质量隐患,提高设计方案的可行性。
        结束语
        综上所述,剪力墙结构作为建筑结构中的重要的承重部件,在维护建筑整体稳定性方面发挥着非常重要的作用。因此需要做好建筑剪力墙结构的可行合理设计,使其能够更好地承受来自竖向与水平方向的荷载。在实际进行剪力墙结构设计过程中,应注意做好剪力墙结构设计要点的落实,并基于不同的设计需求,做好剪力墙设计在建筑结构设计中的应用,有效提升剪力墙结构设计的可行合理性,使其充分发挥应有的功能价值,提高建筑整体稳定性。
        参考文献
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        [2]陈思义.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].建筑与装饰,2019(9):21.
        [3]吕洪建.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].房地产导刊,2019(14):38.
        [4]王冕.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].建筑与装饰,2019(10):39.
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