建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 刘蕊

发表时间:2021/7/12   来源:《建筑模拟》2021年第3期   作者:刘蕊 黄修进 同皎洁
[导读] 建筑结构的安全性尤为关键,要求建筑单位在建筑结构设计中合理应用安全措施,保障工程的建设质量。剪力墙结构在建筑结构设计中得以广泛应用,该结构形式具有显著优势。以下笔者就将简要分析建筑结构设计中剪力墙结构设计的具体应用,以供参考。
        刘蕊  黄修进  同皎洁
        1.身份证:6105261992****6127
2.身份证:3522281985****1516
3.身份证:6105281989****8611
        摘要:建筑结构的安全性尤为关键,要求建筑单位在建筑结构设计中合理应用安全措施,保障工程的建设质量。剪力墙结构在建筑结构设计中得以广泛应用,该结构形式具有显著优势。以下笔者就将简要分析建筑结构设计中剪力墙结构设计的具体应用,以供参考。
        关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙
       
        引言
        随着社会经济的快速发展,人们对建筑工程建设质量提出了更高的要求。框架剪力墙结构施工是建筑工程的重要环节之一,不仅能够对工程受力和刚度特性进行有效改善,还能降低施工成本,因此深化施工技术内容有利于推进建筑企业的可持续、健康发展。
        1.剪力墙结构的基本概念及优势
        1.1概念
        建筑结构设计中的剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,承受着竖向压力和其平面作用下的水平剪力的双重力量。剪力墙的宽度和高度较大,但厚度相对较小,这使得剪力墙具备几何特性以及不同于其他结构的受力特征。由于剪力墙厚度较小,相当于板的厚度,所以如果单独使用,在地震灾害下,很容易因刚度不足引起结构变形、断裂等问题。所以在设计过程中,除要考虑增大剪力墙刚度外,还需对弹性变形能力和抗震性进行综合分析,合理设计结构种类和规模,确保结构的稳定性、安全性。通常情况下,剪力墙结构设计以延性弯曲型为主。
        1.2优势
        建筑工程设计中,采用剪力墙结构具有十分显著的优势。首先,剪力墙结构具有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构具有更好地抗侧能力,因此,剪力墙结构可建造较高的建筑物。其次,剪力墙墙体布置无凸出,剪力墙结构的楼盖一般采用现浇钢筋混凝土楼板,楼板周边不设明梁,所以空间利用比较好,可节约层高。最后,剪力墙的抗震性能好,用钢量小,可大量的适用于开间较小的住宅、公寓、旅馆项目
        2.建筑设计剪力墙结构设计的应用策略
        2.1剪力墙的规划布置
        在剪力墙结构设计中,需要参照空间特点展开合理布局,一般情况下,如果是高层建筑,会采用双向剪力墙结构,确保两侧剪力墙刚度的均衡性,减少水平位移的产生,避免剪力墙在外界荷载作用下出现扭转,提高建筑结构的稳定性。剪力墙的水平地震作用力较大,自振周期短,结构本身稳定性很容易受到影响。所以在设计过程中,需考虑到力的平衡,可通过减小剪力墙厚度,或者增加剪力墙之间的间距,来降低水平地震作用力带来的影响,防止位移、断裂等问题的出现。同时上述操作也能够降低剪力墙自重,削弱建筑结构承担荷载。如果剪力墙设计中存在较大洞口,洞口位置要保证在一条线上。考虑到墙体结构受力情况,应展开应力的科学划分,确保两者均衡性、对称性。底部结构如果设置框架支撑层,落地剪力墙的数量要在上部剪力墙数量的一半以上。剪力墙设计中,需充分考虑抗震性能要求,避免楼板平面等结构因变形发生危险。
        2.2剪力墙连续梁方案
        连续梁指的是剪力墙中连接墙肢结构的梁,具有跨高比小、连接墙肢刚度大等特点。连续梁除起到连接作用外,还具有较为明显的支撑作用,能够有效抵抗地震荷载、风荷载带来的影响,一旦连续梁结构出现问题,建筑结构也将受到较大影响。所以在设计中需结合实际情况,合理设计连续梁施工方案,增大其刚度,保障结构的稳定性。

在工程实际设计中,剪力墙连续梁的设计宜按“强墙肢弱连续梁”原则进行抗震设计,为了提高连续梁的延性,通常情况是对于跨高比较小的连续梁内宜设置交叉斜筋,交叉斜筋的走向与主拉应力的走向一致,目的是抵抗弯剪作用下主拉应力的变化,从而控制应力变化产生的裂缝问题。另外,交叉斜筋的延性、耗能和抗震性能,相较于传统配筋连续梁具有更大优势,在提高剪力墙结构质量,增强建筑结构整体性和稳定性上起到了显著作用。
        2.3科学控制剪力墙的弯矩
        建筑工程中剪力墙结构的设计需要结合实际工作要求,对剪力墙的结构以及特点等进行分析。剪力墙自身的抗压能力以及承载力比较强,但是平面外的承载力相对来说却比较低。导致剪力墙连接的位置可能会由于外部承载力能力差的情况导致墙体出现弯矩,这也是剪力墙比较容易出现的问题。针对这个问题首先在剪力墙设计中需要控制好弯矩。可以在剪力墙墙面连接的位置设计与剪力墙外侧的连接结构。具体的操作中可以先设计梁轴线的位置,并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向,合理计算弯矩,保证设计的科学性。同时,做好扶壁柱的设计工作,合理设计扶壁柱可以提升剪力墙的强度和刚度,保证剪力墙质量。如果在剪力墙设计中出现扶壁柱设计问题,需要及时更改设计,如果无法更改,必须立即采取有效的改善措施,可以通过在梁墙间设计暗柱的形式做好配筋的预估和计算,控制好弯矩。此外,也可以设计对梁端稳定构件对弯矩进行控制。
        2.4提升剪力墙的性能
        建筑的使用寿命一般都比较长,因此剪力墙作用发挥年限也比较久,必须保证剪力墙的强度和性能,并在墙体结构设计中重点加强剪力墙的设计,保证符合施工标准要求,防止剪力墙结构在长时间的使用中出现质量问题。剪力墙结构设计中必须对可能导致墙体受到影响的因素进行分析,有利于对墙体使用风险的预防,保证剪力墙结构价值的凸显。剪力墙结构的性能以及强度容易受到配筋率的影响,因此需要对剪力墙横纵向的配筋率进行分析,通过配筋率的科学计算和设计,保证剪力墙的稳定性和安全性。除了剪力墙的配筋率外,还需要做好剪力墙边缘位置的设计和控制,严格按照剪力墙施工标准做好墙体边缘的设计,提升剪力墙质量,促进建筑工程的健康发展。
        2.5强调建筑设计人员培训
        建筑结构中剪力墙设计人员的能力和素质直接影响剪力墙的质量,为了提升剪力墙的质量,保证剪力墙的稳定性,需要加强对设计人员的培训,保证建筑人员各项专业能力过硬,并能够结合现场实际做好剪力墙设计工作,保证剪力墙的合理性。首先企业在设计人员招聘的过程中需要先对设计人员的资质以及设计能力进行审核与考核,加强对设计人员工作理念以及核心素养进行分析,选拔出更优秀的剪力墙设计人员。同时进入到公司内部后也需要做好设计人员的培训工作,保证每个设计人员都能够掌握剪力墙设计理论知识和技术能力,并符合公司对人才的要求。最后,在建筑体设计人员的管理中需要落实责任制,将设计人员的设计质量与福利待遇等相结合,并对设计人员负责的工作内容和工作责任等进行明确,有利于在剪力墙建设出现问题时进行追责,并督促设计以及建设人员做好对剪力墙的整改,保证剪力墙质量。
        2.6合理确定剪力墙结构边缘构件
        剪力墙布置完成后合理确定剪力墙边缘构件显得尤为重要。设置剪力墙边缘构件目的是为了增加墙体的延性,增大耗能能力,从而进一步降低其他结构构件的抗震需求。剪力墙边缘构件一般指的是剪力墙中的暗柱或者端柱,暗柱一般位于墙肢平面的端部、转角以及剪力墙开较大洞口后洞口两边位置。在剪力墙中设置边缘构件,既可提高墙体的承载力,又能提高墙体的延性
        结束语
        总之,建筑结构的设计质量,与房屋建筑结构整体的安全性和稳定性具有直接关联。建筑结构设计人员为了能够提升设计的安全性与科学性,在充分应用剪力墙结构进行设计,在保证设计质量的基础上,充分考虑人们对建筑结构设计提出的实际需求,进而为人们设计出更加舒适、美观的建筑空间。
        参考文献:
        [1]马丽.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].绿色环保建材,2021(05):49-50.
        [2]单志伟.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].中国建筑金属结构,2021(03):72-73.
        [3]李海巍,张晨.建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].砖瓦,2021(02):74-75.
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