建筑工程结构设计中剪力墙结构设计要点分析

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年第4月10期   作者:赵宾
[导读] 当前随着建筑工程行业的不断发展,建筑工程建设体系也不断完善

        赵宾
        广西润源园林建设有限公司   广西柳州   545005
        摘要:当前随着建筑工程行业的不断发展,建筑工程建设体系也不断完善,工程结构设计作为关系到工程建设质量的一项中重要内容,应当引起相关人员的重视。在建筑工程结构设计中,剪力墙结构设计是其中一项非常重要的内容,其结构设计工作应当遵循一定的原则,科学进行设计,才能充分体现剪力墙在建筑结构体现中的重要作用。本文以此为出发点,就建筑工程结构设计中的剪力墙结构设计的要点进行了深入的分析,希望能够为建筑工程结构的设计工作提供一定的参考价值。
关键词:建筑工程;剪力墙;结构设计;要点
        当前随着我国社会的不断发展,人们对建筑工程项目的建设也提出了更高的要求,传统建筑结构设计模式不仅建设成本高,在建筑功能以及安全性的体现等方面也存在一定的问题,必须要针对这一情况进行改变,在结构设计方面采取一定的措施,对其进行优化,而剪力墙结构在改善建筑抗震性能等方面有着非常积极的应用效果,其结构设计工作也成了当前建筑工程行业所研究的重点内容,因此就剪力墙结构设计要点进行分析,对推动我国建筑工程结构设计趋于科学、合理而言,是非常重要的。
1.剪力墙及其结构设计概述
        剪力墙指的是在建筑中承受竖向或者水平荷载的墙体构件,而这些荷载主要是由风力作用或者地震作用而引起的,因此在相关工作中也常把剪力墙称之为抗风墙或者抗震墙,其在建筑中的主要作用就是防止结构在剪力作用下而遭到破坏,促使结构保证一定的稳定性,进而更好的保障建筑体系的坚固和稳定。剪力墙根据其结构形式及其施工方式的不同,有较多的分类,常见的剪力墙类型有混合结构剪力墙以及框架结构剪力墙等几种,在实际建筑应用过程中,其对竖直以及水平方向上的作用力有很好的承受作用,也正是因为如此,剪力墙结构在建筑中的应用较为常见[1]。
        剪力墙通常采用钢筋混凝土的方式进行施工,其本身就具备较高的强度和稳定性,加上其造价相对较低,在节约建筑工程建设成本方面有着非常重要的作用。但是剪力墙结构同时也有着自重较大的特点,承载能力较差,加上一些结构因素影响,若是在建筑体系中对剪力墙应用过多,不仅无法起到增强稳定性的作用,还会形成一定的反震力,影响到建筑的安全性。因此就剪力墙结构而言,必须要采取措施从结构设计方面进行优化,以充分体现其在增强建筑稳定性方面的应用优势。
2.建筑工程结构设计中剪力墙结构设计要点
2.1 剪力墙结构参数设计
        建筑工程结构不同于其他工程结构,其在对剪力墙结构进行应用的时候,必须要对剪力墙结构参数进行科学的设计,以确保建筑工程能够承受各项荷载。剪力墙结构参数包括位移比例、侧向刚度等内容,对于这些内容,在进行设计的时候应当将具体数值控制在一个合理的范围内,进而确保不因为剪力墙结构参数而导致建筑出现偏心力或者扭转的情况,影响到建筑整体结构的稳定性。除此之外,剪力墙在进行参数设计的时候必须要有限值进行约束,以增强对其不规则性的控制,促使剪力墙结构设计满足建筑应用需求,发挥其增强建筑稳定性的作用[2]。


2.2剪力墙平面布置要点
        剪力墙在平面布置上,应当根据其所处环境的受力特点,结合具体墙型的特征进行合理的布置与设计,主要包括以下几个方面的要点:首先,剪力墙所承受的荷载,不论是水平还是数值方向上的荷载,均是作用于钢筋混凝土墙体上,因此在进行平面布置的时候,应当沿着建筑平面主轴进行合理的布局,以促使多个自振周期接近,充分发挥其抗震作用。其次,剪力墙平面布置应当遵循一定的对称原则,促使其刚度能沿着自重中心位置进行分布,使得剪力墙的扭矩降低,增强其稳定性。最后,剪力墙在平面布置方面,应当尽可能从实际需求出发,对其布置形式进行丰富,使得其在平面布置方面更加合理,充分发挥剪力墙结构应有的作用。
2.3剪力墙配筋设计要点
        剪力墙本质上是钢筋混凝土结构形式的墙体,在对其进行配筋设计的时候,应当对相关内容进行计算,具体计算内容包括偏心受压墙肢正截面受压承载力及其斜截面受剪承载力、偏心受拉墙肢正截面手拉承载力及其斜界面受剪承载力等内容,进而才能进行科学的配筋设计。在进行配筋的时候,应当注意以下几个方面的要点:首先,一级、二级以及三级的剪力墙其竖向以及水平配筋率不得低于0.25%,四级剪力墙配筋率不得低于0.20%。其次,顶层剪力墙受温度影响较大,其竖直以及水平配筋率也应当提升至0.25%,以应对温度所产生的应力变化。此外,对于长度大的剪力墙,应当选择细致密集的钢筋,适当提高其配筋率,以减少剪力墙在使用过程中开裂情况的出现。
2.4剪力墙边缘构件设计
        剪力墙结构中,由于横向钢筋的约束作用,边缘构件能有效提高混凝土的承压能力,促使剪力墙的性能得以改善。边缘构件有约束边缘构件和构造约束边缘构件之分,其中前者的配筋以及截面尺寸均比后者要高不少,设计标准也比较高。边缘构件具体表现形式有端柱、暗柱等形式,对剪力墙抗剪能力的提升有着非常重要的作用,其设计工作必须要贴合实际,促使剪力墙具备更高的延伸性能,提高其在实际使用过程中的耐久性与整体性[3]。
2.5剪力墙结构连梁设计
        在剪力墙结构中,连梁主要承担着连接墙肢并对其进行约束的作用,为满足使用需求,连梁通常需要较大的刚度支持,普通连梁难以满足使用需求,因此必须要对剪力墙连梁进行特别的设计。对于跨度比大于5的连梁,其详细受力情况与框架梁有着较高的相似度,这样的情况下,按照框架梁的标准对连梁进行设计即可。跨度比不超过5的连梁,在实际使用过程中,容易在剪力作用下产生裂缝,特别是跨度不超出2的情况下,这种情况尤为明显,对此可以通过水平缝,构建双连梁或者多连梁的形式进行解决。若是连梁宽度数值较大,可利用箍筋或者增加暗柱的方式来改善连梁的性能,提高其受剪能力。楼面梁应当避免直接支撑于连梁上,避免连梁出现不均匀受力出现扭转等情况,使得其起到应有的约束作用。截面较小的梁如楼板次梁虽然可支撑于连梁上,但是在端部连接方式上应当注意采用铰接的方式进行处理[4]。
结束语:
        综上所述,当前随着我国建筑工程行业的不断进步,建筑建设体系也逐渐趋于完善,剪力墙结构在建筑工程中的应用也越来越普遍,其设计工作也成了当前建筑建设过程中的重点内容。为保证剪力墙结构设计的合理性,在实际设计过程当中,应当遵循一定的设计原则,并根据实际需要对结构参数、平面布置等内容进行完善,推动剪力墙结构设计的完善与优化,达到最佳的应用效果,进而推动我国建筑工程行业的可持续发展。
参考文献:
[1]王震.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].中国建筑金属结构,2021(04):70-71.
[2]刘淑荣.建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J].建筑技术开发,2021,48(04):1-2.
[3]杨鹏.剪力墙结构在高层住宅结构设计中的应用研究[J].建筑技术开发,2020,47(22):11-12.
[4]朱恺,杨召波.民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的应用[J].砖瓦,2020(07):98+100.
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