剪力墙结构在高层住宅结构设计中的应用研究 米日阿依·热合曼

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:米日阿依·热合曼
[导读] 随着高层住宅行业的发展,剪力墙结构是目前各种多高层建筑结构领域中广泛使用的一种结构设计方式

        新疆四方建筑设计院有限公司  新疆乌鲁木齐市  830000
        摘要:随着高层住宅行业的发展,剪力墙结构是目前各种多高层建筑结构领域中广泛使用的一种结构设计方式,其能够有效提升整个建筑结构的整体性、耐久性,在高层建筑结构的发展中有着不可否认的重要地位。目前来看,剪力墙结构的应用技术已经相对成熟,但是对于剪力墙结构设计及施工研究也在继续。
        关键词:剪力墙结构;高层住宅结构设计;


        引言
        当前我国城市化发展进程越来越快,通过建设高层住宅,有利于提升土地资源利用率,同时还能对建筑建设形式起到优化作用。在正式开展高层住宅施工作业前,需要对整个高层建筑进行选型、布设和外观的分析,再进行结构设计,从多个角度分析当前该高层住宅的受力形式,以此为基础保证高层住宅在未来使用中的载体稳定性,保证高层住宅的使用安全性。
        1关于高层住宅结构设计的意义
        高层住宅质量和广大人民群众的生命财产安全联系紧密,而高层住宅结构设计则是一项任务较重、责任较大且设计工作繁琐。具体设计质量会对高层住宅物的安全性、舒适性和适配性有所影响。所以,高层住宅结构设计一定要对高层住宅结构的适应性、耐久性和安全性充分考虑,同时还需要满足高层住宅美观要求。为此需充分考虑下述几点内容:其一是适用性——设计人员需要确保高层住宅结构其适用性充分满足消费者的需求;其二是耐久性——即高层住宅工程建设的可靠度。设计人员需要为高层住宅施工的顺利进行供应一定的保障,进而为高层住宅工程的选材、施工等供应依据;其三是安全性——设计中根据所有国家规范要求,保证整个高层住宅结构,是满足安全性要求的。尽可能规避外力影响,安全就是施工设计中的重要内容。哪一个环节出问题都能影响整个高层住宅整体的安全稳定性。因此不断的优化对高层剪力墙结构的设计,是很有必要的。
        2剪力墙结构在高层住宅结构设计中的应用研究
        2.1墙肢的设计
        在剪力墙结构设计与施工期间,相关人员普遍都能够意识到大墙肢对于整个剪力墙结构的影响力,这也是目前高层住宅结构设计期间非常重要的环节。但是,在具体设计与施工期间大墙肢的问题最为明显。大墙肢对于高层住宅物而言具备比较高的设计难度,其本身的抗震性能及抗荷载效果属于设计核心。一般情况下,在设计处理方面有2个重点。一是墙肢的合理布置设计,除了大墙之外采用短墙肢进行部分替代,在设计期间需要预留施工洞,并在整体施工完成之后再进行填充,普遍而言,剪力墙结构的墙肢应控制在8m以内,促使剪力墙可以保持一定的延性,同时避免因为墙肢过长而导致脆性损坏;二是需要适当的配筋设计,剪力墙结构的优势在于侧向刚度大、变形小、既承重又维护。其可以有效降低整体施工成本、施工难度及复杂程度,同时还可以提高整个高层住宅结构的抗震性能。对此,在大墙肢施工期间需要尽可能满足抗震要求,并应用相应的措施在墙肢中配置钢筋,尽可能提升剪力墙的整体强度及承载力,避免配筋量少而导致墙体弯曲等问题,提高整个剪力墙的抗震性能,提升高层住宅稳定性。
        2.2剪力墙结构配筋优化
        对高层住宅工程造价来说,合理控制剪力墙配筋具有重要意义。分析过往高层住宅结构设计,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。也就是在规范要求、业主需求的合理范围内,需要对墙体厚度进行有效控制,实现对剪力墙墙身钢筋用量的有效控制。在进行剪力墙结构配筋时,需要确保所有的设计均能满足相关规范的各项抗震要求及构造要求,根据具体情况展开优化设计,进一步降低成本。除了设计提供的依据,在正式施工中选择合理、安全、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,保证其质量性能达到设计要求、使用需求后方可进场投入使用。



        2.3高层住宅功能的结构优化
        在进行高层高层住宅结构优化中,根据当前工程项目的建设意图以及建设方要求进行细节部分的高层住宅功能和结构布置优化。由于剪力墙具有一定的延伸性,在结施建筑工程剪力墙结构时,应合理的处理其延性。一般情况下,为了保证剪力墙的整体性能,设计时首先要保证剪力墙具有良好的延展性,其次,为了避免墙体结构的破坏,墙体的承载力应满足相关要求,通过选择剪力墙对称或连贯布置的方式来提高整个墙体的承载力,从而得到墙体设计的最佳合理性。其次还要重视对高层住宅结构整体水平力,这部分也是结构功能优化的关键所在,将原本单一方向的荷载分解为高层住宅结构整体的受力,这样做的目的在于保证整个高层住宅结构不会因为水平侧向受力较大而导致弯曲破坏。通过以上措施,来进一步强化整个高层住宅结构的安全性和稳定性,以此更好地促使高层住宅适应其在未来使用中产生的各种影响。
        2.4科学控制剪力墙的弯矩
        剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大,而平面外刚度及承载力都相对要小。因此为了防止剪力墙平面外变形过大和承载力不足,应采取一些有效措施:一、要控制楼面大梁与剪力墙墙肢平面垂直相交或斜向相交时,较大的梁端弯矩对墙平面外的不利影响。二、沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙,抵抗该墙肢平面外弯矩;三、当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时,宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋;四、当不能设置扶壁柱时,应在墙与梁相交处设置暗柱,并宜按计算确定配筋;四、必要时,剪力墙内可设置型钢。
        2.5优化平面布置
        平面布置工作同剪力墙承载性能、刚度分布、结构稳定性等关系密切,如果设计不合理可能导致承载力与刚度不均匀,或者结构存在扭转效应等不良问题,墙体存在程度不一的弯曲和变形。因此剪力墙在平面布置上要尽量做到均匀、对称、分散、周边。应沿纵横两个方向布置剪力墙;在房屋端部、平面形状变化处、恒荷载较大处及楼电梯间处应布置剪力墙,房屋中部尽量少布置。沿房屋高度方向也是尽量做到贯通布置,做到力的有效上下传递。
        2.6适当选材,增强刚度设计
        高层住宅的质量和选材联系紧密,因此,一定要对高层住宅环境对材料生成的影响、高层住宅材料本身的受力特性等充分考虑到。同时,也需要思考材料自身的性能。高层住宅设计方需要在高层住宅材料选择的时候,一定要整体思考高层住宅项目的具体实况,尽可能多设计一些备选方案,同时进一步进行市场调查,也对各个材料综合比对,选定性价比高的材料,从而确保高层住宅项目具备安全性、综合经济效益。
        此外,对高层住宅结构设计的时候,刚度设计是相当关键的一环,由于高层住宅结构的抗震性备受抗侧移刚度所影响,所以,地基保持较好稳定性的地带,刚度设计的指标也能够适当降低一些,整体提升抗震性和降低共振,确保整个高层住宅质量。
        结语
        剪力墙结构属于现代高层住宅工程领域中非常重要的技术措施,对于高层住宅产业的影响非常显著,对我国高层住宅工程建设综合经济效益及社会效益也存在直接影响。因为高层住宅物本身的特征,高层住宅结构设计期间需充分考虑经济、效率及安全等多方面因素,并基于剪力墙结构的运行需求保持可行、经济、安全及持续等特性。对此,在今后需要进一步优化关于剪力墙结构的设计,尽可能保障高层住宅工程的整体施工效益,为我国高层住宅工程及经济建设发展提供可靠支持。
        参考文献:
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