浅析在建筑结构设计中的剪力墙结构设计

浅析在建筑结构设计中的剪力墙结构设计

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摘要:剪力墙结构是建筑结构最主要的结构之一,在建筑行业的发展中起着关键性的作用。剪力墙结构由于抗震性能好、抗侧刚、经济适用等优点,在当下的建筑施工工程中得到了广泛的应用和推广。为了提高建筑行业的整体水平,优化建筑工程质量,建筑施工单位对建筑结构方案进行设计的时候,必须严格遵守建立抢结构的设计原则和相关规范,健全和优化剪力墙结构设计规章制度,做到科学合理的将剪力墙结构的优势充分发挥出来。

关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计;应用

随着社会生产力的提高,我国的建筑行业水平也取得了一定的进步,但是截止现在,仍旧没有对剪力墙结构的尺寸问题、布置方法、设计规范制定出一个统计的标准,也就导致了许多建筑项目在剪力墙结构的施工建造中,必须依靠设计师根据自己以往的剪力墙结构设计经验针对实际情况作出判断,这样做的结果导致剪力墙的设计方案或多或少会存在一些问题,进而影响到了整个项目工程的施工进度,因此对剪力墙结构设计存在的问题进行分析和探讨,能够一定程度的起到促进建筑行业水平提高的目的。

1剪力墙结构的意义

剪力墙结构是指在建筑工程项目施工中,使用钢筋混凝土板来代替传统的框架结构中的梁柱,能够很好的承担各类荷载引起的压力,有效的控制结构的水平力承担竖向和水平的钢筋混凝土板结构。剪力墙结构被广泛地运用在高层房屋建筑工程中,其不但能够良好的承受抵和抗纵横向承重外,还可以起到分割空间的作用。结构墙的高度一般和施工项目的高度相等,从基础直达屋顶可达百米高,其宽度这根据建筑平面的布置来决定,从几米到数十米不等,墙体较薄,多为200~300mm。而剪力墙结构在建筑墙身平面内的抗侧移刚度较大,而外刚度却较小,因此,建筑物大部分的水平作用或说剪力往往都会被分摊到剪力墙结构上,因此得名剪力墙。

2剪力墙结构设计重点

2.1剪力墙体的受力分析

剪力墙结构的墙体在建筑结构中作为平面构件,承担着建筑水平、垂直方向的剪力、弯矩及拉力。因此,设计师在对剪力墙结构进行设计时,必须根据墙体自身的实际受力状况进行针对性的分析和研究,在保证墙体质量的前提下,发挥出剪力墙应在建筑结构设计中应有的作用。

2.2平面内搭接剪力墙的重要作用

平面内搭接剪力墙主要用来代替原始建筑结构中的梁柱受力,这一特点决定了剪力墙结构必须对同一平面的自身刚度和承受力有一定的要求。剪力墙结构的平面布局必须尽量沿着主轴的方向铺设,不允许出现对直和拉通的现象,如果两者的方向不一样,必须使用剪力墙结构把两者连在一起,这样才能让剪力墙结构充分发挥其价值。同时,剪力墙结构在垂直方向上必须保证从上到下的连续性,保证刚度均匀,避免发生刚度突变。此外,还要适当的控制剪力墙结构墙体的数量,不能在建筑结构平面布置和设计中密集使用剪力墙结构,必须平衡抗侧刚度,抗侧力过大会导致剪力墙结构承受的重力加大,进而影响到建筑的抗震能力。

2.3调整剪力墙的超限

剪力墙的超限内容是依据相关的法律法规而制定的,剪力墙结构中连梁剪力和弯矩的跨高比必须大于2.5,跨高比小于2.5,视为超过规定限度,同时跨高比大于2.5并不意味着比值越大越好,例如其高比在5~6时,虽然不会导致连梁刚度发生变化,可是会出现剪力墙出现超限现象,导致剪力墙结构发生突变概率加大,危害建筑结构整体安全,因此设计人员在设计剪力墙结构设计时,调整剪力墙的超限是必不可少的步骤,调整剪力墙的超限不仅可以保证剪力墙结构质量,还能有效的优化建筑结构整体质量。

3剪力墙结构设计在建筑结构设计中的作用

3.1剪力墙的平面布置

设计师在设计剪力墙前,应充分了解剪力墙的设计要点,保证平面布置的均匀性和对称性,确保同一水平面的内外剪力墙结构的重量中心和刚度中心完全重合,增加剪力墙结构的稳定性。对于较长的剪力墙结构应当设计开洞口,并根据实际情况分配成长度均匀的几段墙面,为了防止剪力墙的剪力发生剪力破坏,在施工的时候必须根据相关的规定,保证没断独立墙面的总高度与截面高度比例大于或等于2。同时,还必须保证剪力墙结构洞口上下一致,陈列排布,规避因墙洞交错叠合而导致剪力墙受力刚度减小,进而导致剪力墙结构变形造成施工事故。设计师设计建筑结构的康能功能时,可以对剪力墙机构进行双向活多向设计保证剪力墙结构的功能性发挥到最大。

3.2剪力墙墙肢截面厚度

有关条例对剪力墙结构设计在建筑结构中,应用的墙体厚度做了明确的规定,以短肢剪力墙,其底部加强部位不能大于0.2m,其他部位不能小于0.18m。此外,为了防止剪力墙结构的刚度发生突变,对其厚度应该按阶段发生变化,其范围为50~100mm,且必须要均匀连续变化。例如,当施工中用到的混凝土等级和强度同时发生改变时,必须两两者错开楼层。规范剪力墙结构的厚度不仅利于稳定施工墙体的刚度,还能优化建筑结构的稳固性和安全性。

3.3剪力墙结构的连梁配筋率

设计师需要根据剪力墙结构连梁钢筋配置率来配置连梁,它是高层建筑的重要承重构件,我国四级地震抗震指标规定,四级抗震建筑的剪力墙结构的配筋率不得低于0.2%,其余三级建筑的剪力墙结构的配筋率则要求不能低于0.25%。因此,设计师在设计剪力墙结构的过程中,必须要严格遵守国家有关部门对连梁配筋率的规定,结合建筑项目的实际情况精确计算连梁配筋率,必要时可以适当的增加剪力墙的配筋率,防止因墙面扭曲导致剪切力破坏建筑结构,反之盲目增加,则会影响建筑结构的抗震性能。

3.4边缘构件设计的意义

剪力墙结构的边缘构件设计是建筑结构设计中的重要组成部分,多用于抗震墙两端和洞口两侧。构造边缘构件由暗柱、端柱和翼墙三部分组成,它的配筋除了满足受弯承载力要求外,还应结合建筑项目的实际设计需求,例如:增加边缘构件的延展性、防止剪力墙结构产生水平位移等要求。

4结语

随着我国生产力的飞速发展,建筑行业规模也跟着不断扩大,当下,剪力墙结构设计已经在建筑结构设计中得到了广泛运用和推广,设计人员在对剪力墙结构进行设计时候,应该从实际出发结合多番论证的结果,遵循剪力墙结构的相关规范,制定具有针对性性的剪力墙设计方案,进而推动建筑行业整体建筑水平的提升。

参考文献:

[1]赵香为.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].建材与装饰.2017(50)

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