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建筑项目剪力墙结构设计要点研究

2019-08-14王翠侠

装饰装修天地 2019年16期
关键词:建筑项目要点

摘    要:当前阶段,人们对建筑安全性的要求越来越高,这使得混凝土剪力墙结构在很多建筑工程中都得到了广泛的应用。为了保障剪力墙结构设计的质量,必须明确其设计的要点,以此为依据对设计进行优化完善。本文将就建筑项目剪力墙结构设计的要点进行分析探究。

关键词:建筑项目;剪力墙结构设计;要点

1  前言

剪力墙结构具有较强的刚度和良好的整体性能,可以有效的对抗侧向变形和震动,因此这种结构在现阶段高层建筑中得到了广泛的应用。在剪力墙结构设计中,必须实现技术和建筑的良好配合,切实保障建筑的安全性,这就要求设计人员充分把握剪力墙结构设计的要点,对其中容易忽略的细节进行充分考虑,促进结构设计方案的优化完善。

2  建立墙结构设计的原则分析

2.1  拥有良好的抗震性能和承载能力

安全是剪力墙结构设计中需要首要考虑的一个方面,因此在具体设计中,必须遵循荷载能力强、有利于抗震的设计原则。基于此,设计人员需要对剪力墙的适宜刚度以及合理数值进行充分的考虑。因此如何在保障经济性的前提下对剪力墙的数量进行合理的把握是设计人员需要思考的关键性问题,它直接关系着剪力墙的承载能力以及工程的效益。此外,在设置剪力墙数量时,还需对结构水平位移以及地震力控制两个方面的问题进行综合考虑[1]。

2.2  良好的材料力学性能

为了实现剪力墙结构体系效能的最大化发挥,所选材料的力学性能也是剪力墙设计中需要重点考虑的一项问题。对此,需要着重注意两个方面的内容,首先,对小墙肢和短肢墙的数量进行严格控制。高层建筑剪力墙结构的侧向刚度受剪力墙侧移刚度的影响,而减少小墙肢和短肢墙的数量可以实现建筑材料力学性能的充分发挥,大幅度的缩减成本。其次,对墙肢长度的差异进行严格控制。在墙肢长度差异较大的情况下,材料力学的完整性将会受到严重的影响,进而损害到剪力墙结构体系的承载能力。

2.3  结构经济合理原则

经济性也是剪力墙结构设计中需要考虑的一项问题,为了落实结构经济合理原则,一般情况下应该从两个方面入手:首先,优化材料应用。在建筑工程项目实施过程中,材料不合理浪费是造成工程成本增高的主要因素。例如,可以通过短肢墙箍筋和水平分布钢筋合并的方式,减少钢筋的使用量,已达到节省成本的目的。其次,做好剪力墙开洞的处理。一般情况下,高层建筑需要根据结构布置设计结构洞,对此,应该将剪力墙设计为长墙,降低结构洞的数量,以此達到节省成本的目的。

3  剪力墙结构设计问题分析

3.1  剪力墙结构超长问题

剪力墙结构普遍具有较大的刚度,由于其受温差影响较大,当混凝土出现收缩变形时,会导致建筑其它结构也随之出现变形[2]。同时,现阶段建筑工程施工所用混凝土的水泥用量普遍较高,加之混凝土强度的增高,使其弹性模量出现增加,继而引发较大的约束拉应力,造成结构裂缝的增加。此外,现阶段混凝土施工通常出采用泵送方式,这就需要对混凝土的配合比进行适当调整,这也是导致剪力墙结构裂缝问题的原因之一。因此,在对剪力墙超长结构进行处理时必须做到谨慎。

3.2  剪力墙连梁设计问题

剪力墙连梁指的是两端都与剪力墙相连且与剪力墙夹角不超过25度,跨高比低于5,且刚度可以折减的梁,可见剪力墙连梁具有跨度大、截面大以及相连墙体刚度大等特征。在具体设计时,比较容易出现的问题包括以下几个方面:其一,连梁的刚度折减。剪力墙连梁的跨高比较小,加之与其相连的墙肢刚度较大,因此水平方向存在很大的内力作用,一旦出现连梁屈服,就会引发梁端裂缝、刚度损失等问题。其二,连梁跨度与高度。在剪力墙连梁设计中,即使对其刚度进行折减,依旧存在连梁正截面受弯承载力不足的风险,这是就需要对洞口的宽度进行增加,并对连梁的刚度进行减小。

4  建筑项目剪力墙结构设计的要点分析

4.1  工程项目概况

某高层建筑工程项目选择的是混凝土剪力墙结构,该工程的总建筑面积为12570m2,层数为34层,地上32层、地下2层。建筑的设计抗震强度为9度,参照的是当地的抗震设防强度,下图为该建筑工程额的剪力墙模板平面图。

4.2  剪力墙结构设计的要点分析

其一,剪力墙结构方案的布置。高层建筑结构方案的布置具有整体一致性,建筑竖向刚度的变化主要体现在分段式改变结构构件的截面尺寸和混凝土强度等级方面[3]。因此,设计人员必须对上述两个方面进行综合考虑,对二者进行平衡,如将改变结构构件截面尺寸和混凝土强度等级错开使用。在上述结构布置方案下,为了保障建筑物的安全性,建筑上层混凝土的等级必须低于建筑下层,以降低建筑下层承受的荷载。

其二,参数取值设计。参数取值同样也会对建筑项目剪力墙结构设计的质量产生一定的影响,在综合了多方面的考量之后,在本次工程中,参数取值的设计结果如下:混凝土和钢材的容重分别是27.5kN/m3和77kN/m3。剪力墙的梁、柱以及墙等部位的主筋、箍筋、分布筋以及边缘构件的箍筋的强度均采用360N/mm2。剪力墙的连梁刚度折减系数设置为0.55,在阵型组织数方面选择18个阵型。此外,在剪力墙结构设计整个过程中,基本上只考虑偶然偏心的影响,忽视双向地震作用,且在进行抗震计算时,利用平扭耦连的方式。

其三,剪力墙结构优化对比分析。为了实现对剪力墙结构设计效果的整体把握,需要将其与原有的剪力结构进行对比分析。其次,在楼层层间位移角方面,需要以《高层民用建筑设计防火规范》的相关内容为依据对二者的质量进行对比。

5  结语

综上所述,随着城市化进程的推进,我国高层建筑的数量越来越多,这使得剪力墙结构的应用越来越广泛。在建筑项目中,为了实现剪力墙结构技术效用的充分发挥,在设计阶段必须要对容易出现问题的环节进行分析,准确把握要点,如此才能切实保障建筑功工程的整体质量。

参考文献:

[1] 门进杰,李慧娟,史庆轩,贺志坚,王顺礼,周琦. 某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J]. 结构工程师,2013(3):1~10.

[2] 李源新. 高层建筑结构概念设计与高层剪力墙结构的优化[J]. 科技创新导报,2012(15):44.

[3] 杨如意. 浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 河南建材,2018(2):32~33

作者简介:

王翠侠(1982—)女,本科,工程师,从事建筑结构设计工作。

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