建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略分析

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷第4月11期   作者:刘瑞泉
[导读] 由于建设项目的施工难度越来越高,工程多样化的复杂程度明显提高,
        刘瑞泉
        身份证号码:37028319860925****
        摘要:由于建设项目的施工难度越来越高,工程多样化的复杂程度明显提高,为了及时提高项目的施工质量,保证整个项目的施工进度,必须提高建设项目的整体工程施工管理水平。在此经济背景下,我们正在尽最大努力,充分利用建筑知识、技能,以及大数据技术来指导我们研究和设计现代建筑中一些不同类型的新型建筑结构。建筑结构框架的整体结构性能有巨大的性能优势,例如,该结构可以显著用于增强建筑工程的结构强度,更好地增强新框架结构建筑的整体结构性能。在新技术时代,我们利用基于大数据的技术分析和技术指导,对建筑结构的性能进行充分的理论研究和数据挖掘,从中快速了解关于建筑理论结构性能的基本信息,从而大大提高建筑的安全防护性能和可靠性。
关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用策略
引言
        随着社会的进步与发展,人们对建筑工程的质量要求不断提升,为满足不断提升的社会需求,建筑行业内一直在积极的探索创新路径,多种先进的建筑工艺和施工方法被不断应用到建筑的建造过程中,在一定程度上提高了建筑工程的建筑质量,推动了建筑行业的综合发展。剪力墙结构就是近年来获得广泛应用的一种建筑结构设计,通过科学的应用剪力墙结构,能大幅提升建筑的综合性能。但目前行业内关于剪力墙结构设计的尺寸、安装位置等尚未形成统一的规范和标注,主要依靠设计人员的经验展开设计,使得不同建筑中剪力墙结构的设计和安装都存在一定差异性,也可能存在一些安全隐患。设计人员应充分掌握剪力墙结构的设计要点,保证剪力墙结构设计能满足建筑的建设要求。
一、剪力墙结构设计原则
        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。
二、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略
        2.1合理设置剪力墙
        对剪力墙结构进行设计时,清楚短肢剪力墙和剪力墙的区别。此外,一般的剪力墙长度与厚度比设计为不小于8,剪力墙的厚度设计为20cm时墙肢的长度就不小于160cm。短肢剪力墙的高度与厚度比需为5~8,截面的厚度要大于30cm。正常情况下,短肢剪力墙的抗震性不太好,因此要根据实际的工程地质与地区状况展开结构设计,防止出现短肢剪力墙。在设计过程中尽量不要布置小墙肢,根据实际状况对孔洞进行整合,确保建筑整体结构性能的稳定。另外,也要合理控制剪力墙刚度。


        2.2平面布置
        在设计阶段对于较长的剪力墙结构,需要对其进行开洞口设计处理,开洞口要保证其均匀性满足分配长度的要求,减少剪力出现损失造成的墙面破裂情况。设计中杜宇独立成面以及截面高度的面层而言,其比例需要≥2。设计环节中对于结构洞口的设计要使其成列布置、上下对称,减少墙洞出现交错情况引起墙体外部受力刚度减小的可能出现。在具体设计环节,采用双向设置或是多项设置提升剪力墙结构的抗震能力非常关键,通过不同设置方式的应用可以在剪力墙结构空间中形成一个系统。当剪力墙洞口位置与洞口相互间形成一定的厚度时,当厚度比<4时,剪力墙结构的加密计算需采取框架柱箍筋设计进校处理,从而提升结构的质量。相对于较长的墙肢来说,需要将其划分为两个墙肢进行施工,而一些长度超过8的墙肢需要在特定位置设置施工洞,将其作为小墙肢进行操作。
        2.3设计人员自身能力的提高
        许多建筑设计的问题,除了材料、地形、天气等因素的影响,最不应忽视的就是设计者自身的能力,由于个别设计者能力有限,易导致建筑结构设计时出现问题。在招聘设计师时,要提升对设计能力的要求。对于已经招聘的设计人员,要定期进行专业的培训及技术能力的培养,提升设计人员的专业能力。在工作之余,设计人员之间还可相互进行交流探讨,更好地提升与发展设计能力。最后,设计者还应提升自身的责任意识,保证设计的建筑质量达标。
        2.4剪力墙结构厚度设计
        根据国家的相关规定要求,若建筑工程的抗震等级是一级或二级,则剪力墙底部加强部位的厚度应大于200mm,并且应大于层高的1/16,剪力墙的其他结构厚度不能小于160mm;若剪力墙端头未涉及翼墙,则应大于层高的1/12[4]。但是相关规定并不适用于所有建筑结构,如在设计低高层或多层建筑结构时,若建筑层数在5~15以内,该种情况下的剪力墙肢在重力荷载代表值下,轴压比多小于0.2,若按照规定计算,底部功能要求3.9m层高,墙体厚度至少为240mm。若出现此种情况,设计人员应结合自身设计经验,通过概念设计分析,重新规划墙肢轴压比,验算剪力墙墙体截面的强度,科学设置配筋率,在确保剪力墙综合性能符合建筑要求的情况下,减少墙体厚度。
        2.5连梁设计优化
        剪力墙可以大大提高建筑物运行时的稳定性。然而,由于连梁,设计中的计算误差,连梁的抗剪承载力过大,应采取有针对性的措施来解决这一问题。首先,应该通过增加连梁的截面积来提高连梁的抗震能力,一方面截面积增加的连梁可以有更好的抗剪能力,另一方面梁的整体刚度也会得到提高。其次,通过调整设计内力可以提高连梁的抗震能力。总体设计方案后,需要综合考虑连梁的刚度和抗震能力,但过多关注连梁的刚度会对其抗剪能力产生一定的影响。因此,在设计连梁方案时,有必要调整连梁的刚度折减系数,以提高连梁的抗剪承载力。调整系数时应注意结合刚度系数,确保连梁的刚度能够满足建筑的需要。此外,连梁的抗剪强度可以通过制作水平接缝来提高。在原梁上做水平缝可以促使连梁变成双连梁和多连梁,进而提高连梁的抗剪承载力。
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:
[1]王燕生.建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用分析[J].山西建筑,2018,44(31):42-43.
[2]薛蓉.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].中国住宅设施,2018,{4}(08):43-44.
[3]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,{4}(22):174.
[4]王庆华.分析建筑结构设计中剪力墙结构的应用[J].建材与装饰,2018,{4}(30):115-116.
[5]廖炜.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].居舍,2018,{4}(15):85+105.
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