陈成孟
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摘要:通过结构受力分析可知,结构受力具有侧移控制、轴向变形、水平荷载等特点,其对剪力墙的结构性能会带来影响。正常情况下,建筑的剪力墙结构厚度较大,在荷载的作用下,抗剪切力不会消耗大量的能量,所以对使用剪力墙结构的建筑进行设计时,要考虑到全截面抗弯,计算剪力墙可以承载的最大弯曲破坏。正常情况下,建筑剪力墙的性能和美观度与洞口的大小呈反比。特别要注意,对剪力墙结构进行设计时要将抗震性能设计好,增强建筑的稳定性。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用策略;分析
引言
对建筑剪力墙结构进行设计是一项复杂且困难的工作,设计实施在建筑中要得到良好的应用效果,必须通过合理设计结构、平面把控,优化墙身等级、布局洞口、设计连梁、边缘构件的约束处理将整体的设计进行优化。
1剪力墙结构特点
剪力墙结构主要有三种最为基本的特点:受力特点、刚度特点以及抗震特点。首先是受力特点,在建筑工程中由于剪力墙结构会受到不同的压力,随之剪力墙结构也会产生不同形态的变形情况,通常情况下剪力墙结构变形会呈剪切型,用弯曲的曲线来表示。其次是刚度特点,在剪力墙结构受力能力和结构受力能力相同的时候,剪力墙结构的刚度会有一定的提升。最后是剪力墙结构的抗震特点,剪力墙本身的刚度以及刚度都会对剪力墙结构的抗震性产生一定程度上的影响,在对建筑物进行抗震设计的过程中,需要根据剪力墙的刚度和的刚度比例进行设计,全面的对相关数据进行分析,从分析的结果中找出最为合适的比例进行设计,以此来保证建筑物的总体质量不会受到相应的影响。
2设计原则
在建筑工程项目中,剪力墙的柱高和柱宽的测量尺寸略大,在柱应力和变形体系的结构情况上也略有相似。因此,在建筑剪力墙支撑结构的设计过程中,设计人员应以建筑主体支撑结构的受力强度特性为设计依据,对建筑剪力墙支撑结构的建筑高度、宽度、跨度等要素进行准确有受力分析和综合计算,然后综合分析和考虑各种受力要素,确定最终的应力比。其次,在大型建筑工程的实际设计和施工中,从建筑平面设计的角度来看,剪力墙建筑结构整体刚度极强,整体承载力较好,而在建筑平面外,刚度和承载力会明显降低。针对这一实际应用,设计人员在设计各种剪力墙主体结构时,往往不精确计算剪力墙主体结构平面外的应力刚度和墙体承载力参数,而是根据不同剪力墙主体结构的特点制定相应的施工保护措施,保证剪力墙主体结构的整体施工保护性能,避免造成剪力墙主体结构的施工受到外部环境因素的严重干扰,从而危及施工质量和安全。此外,在设计高层剪力墙整体结构时,设计人员不仅要详细确定水平剪切移动方向和垂直墙体移动方向的综合受力,还要仔细分析高层整体剪切结构截面的整体承载力范围,并落实墙体的相关设计要求,以确保高层剪力墙整体结构满足高层建筑设计的技术要求,有效保证高层建筑整体结构的安全稳定。
3应用策略浅析
3.1剪力墙结构的设计
剪力墙结构需要采用双向设计,使墙体内部形成空间结构,尤其是抗震防御区,在进行双向设计的过程中尽量将来自两个方向的刚度保持一致[2]。剪力墙结构的设计中尽量保持其平面均匀分布,刚度中心接近建筑结构整体的中心,最大化减少扭转效应,若刚度中心与建筑中心的偏离程度较高,可在条件允许的情况下通过调整墙肢长度和连梁的高度对刚度中心位置进行调整。由于剪力墙具有较强的抗侧刚性,结构自振周期较短,承受的水平地震作用较大,可能影响结构的整体性能。
为减少水平地震剪力对建筑结构的影响,可通过减少墙体厚度,在主次结构设计中增大墙体间距,减少墙体总数等方式降低结构整体自重,增加结构的抗侧移刚度。剪力墙结构最显著的优势就是具较好的承载能力和平面刚度,但平面外承载力和刚度却相对较弱,若在设计中直接将平面外方向梁与剪力墙相连,可能会使墙肢平面外弯矩增大,为改善此种情况,在楼面截面不大的条件下,可采用半刚接的设计方案调整墙肢平面外弯矩。
3.2墙肢设置
墙肢的主要作用是分散剪力墙的压力,使建筑物的抗震能力得到显著提高。在设置墙肢的过程中,需要深入研究建筑的构造,对建筑进行系统的受力分析。剪力墙本身具有一定的延伸性,因此在选择剪力墙整体结构设计时,需要充分考虑其延伸性的直接影响,而剪力墙整体结构设计中最重要的一点就是要考虑剪力墙的脆性和延伸性,这就需要根据整个剪力墙的具体延伸长度进行结构设计。对于前置条件长度相对较长的大型剪力墙,应采用墙分层或多间距的方法实施。剪力墙表面应进行多截面无缝切割处理,有效避免对剪力墙延性的破坏。对于相对较短的大型剪力墙,应采用这种加固方法进行配合,充分发挥其作为支撑柱的作用。当剪力墙的前置条件长度大于8m时,可以考虑配筋来设置墙体施工的漏洞。通过在实验室搭建模型,并根据模型底部必要的传感器,传感器主要采集剪力墙各部分的承压值。最后,通过比较不同墙体肢数下剪力墙承载力的变化,确定墙体肢数。确定墙体肢数后,应根据建筑物的实际抗震需求确定墙体肢的截面积,使剪力墙在地震来临时能起到很好的减震作用。
3.3剪力墙结构模板施工技术
在工程建设的过程中,施工人员可以在以往有效的施工方案基础上进行方案的设计,针对施工现场的实际情况,对施工区域进行统一的规划处理。然后按照相应的区域规划方案处理结果进行建筑设计的基础绘制,从而得出建筑施工期间应用的剪力墙结构模板的平面示意图。通过对剪力墙结构平面示意图的有效参考,不仅能够满足建筑工程施工功能上的综合会考虑,还能合理的对建筑工程进行设计。在得到总设计图对施工的要求后,施工团队的工作人员将18毫米厚的多层胶合模板嵌入到剪力墙结构中,在剪力墙结构胶合模板后续的施工中,必须要保证建筑物的外墙模板超过内测长度月30厘米左右。除此之外,为了能够有效的保证剪力墙与模板之间的无缝衔接,还需要将建筑工程已经完成的浇筑施工墙体作为施工的参考模板。在对模板进行浇筑的准备阶段,需要将模板进行全面的清理,保证模板具有较为良好的整洁性和平整性,这样才能够有效的保证建筑材料在质量上不会存在问题。同时,在正式的进行模板施工前,还需要对模板进行反复多次的模拟实验,经过试验后选择最佳的施工方案进行施工,当模板的模拟实验符合施工标准后,方可进行模板施工。并且在日常的养护工作中,需要对模板进行矫正,避免多次的使用造成模板变形。在模板拼接浇筑是,为了能够有效的降低位移的情况发生,需要在模板的内侧安置短钢筋进行固定,在施工的过程中需要有专业的技术人员进行操作,以此来确保模具施工的质量。
结束语
在城市人口不断增加的情况下,城市中的建筑高度会呈现逐渐提高的发展趋势,剪力墙结构的应用范围也会不断提升,为进一步提升剪力墙结构的科学性和合理性,设计人员应对剪力墙结构的设计不断进行创新与优化,通过应用剪力墙结构,促进我国高层建筑的建筑工艺更加成熟,推动我国建筑行业的不断发展。
参考文献
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[2]熊晨玲.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].现代物业(中旬刊),2020(01):93.
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[4]宫能和.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].现代物业(中旬刊),2019(05):98.
[5]罗志远.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].化工管理,2018(22):174.