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土木工程剪力墙结构设计要点

2019-11-29武雪巍

建材发展导向 2019年2期
关键词:墙肢连梁剪力墙

武雪巍

(山西省建筑标准设计研究院,山西 太原 030000)

1 剪力墙结构设计原则

第一,设计人员需要对房屋结构变形情况进行考量,应明确剪切变形与房屋结构竖向构件之间的关联,要对剪力墙数量进行合理设置,以防因布置过多而出现变形或位移问题;第二,连梁设计要与相关规范超限标准限制相符,保证连梁高跨比能够超过1.5,以对墙体剪力设计值以及弯矩设计合理性进行保证。同时要对剪力墙进行合理布置,确保房屋最小剪重比能够与规定要求相符,以对最终设计质量进行保障。

2 土木工程剪力墙结构设计要点

2.1 做好暗柱钢筋配置

按照国家相关规定,在对一、二、三级剪力墙进行设计时,需要设置端柱与暗柱,以对地震波能量进行消耗,保证剪力墙结构整体抗震性能。设计人员要对剪力墙边缘构件抗拉能力进行合理运用,以对建筑稳定性进行保证。例如本次建筑在进行建筑剪力墙结构设计时,就因为对科学对暗柱钢筋进行了设计与运用,使得建筑各方向荷载抵抗能力都得到了切实增强,建筑抗震能力得到了切实提升。

2.2 做好连梁部分设计

连梁超筋处理是剪力墙结构设计重点,如果连梁出现剪切变形问题,就会对整体建筑坚固性与实用性产生直接影响,所以设计人员需要对该部分设计予以高度重视,要对连梁超筋问题进行合理设计。在具体设计过程中,设计人员一方面要明确,剪力墙最为重要的特点,就是具备一定的抗地震能力,所以在进行连梁弯矩与连梁剪力设计时,要对两者可塑性与可调幅性进行保证;另一方面要在条件允许情况下,降低剪力墙连梁截面高度数值。因为连梁具有提升剪力墙刚度以及连接墙肢的作用,所以设计人员要做好连梁刚度调整与计算工作,要适当对连梁刚度进行折减,以对高层建筑结构抗震性能进行保障。在对连梁折减进行计算时,设计人员要按照建筑综合情况,做好折减值控制,一般建议应将折减值控制在0.5 以上,且应保持在0.5-1.0 的范围之内,以对其状态进行保证。在实际进行调整时,很有可能会因为各方面因素的影响,而出现在对连梁刚度折减也无法调整到预期目标的情况,会造成剪力墙结构抗震性能不达标的问题。

2.3 做好厚度、长度设计

由于剪力墙墙肢长度与剪力墙结构延性有直接关联,剪力墙如果保持在细、高状态,其延性也会随之提升,可以避免因结构脆性而出现剪切破坏问题,所以设计人员在进行剪力墙设计时,适宜将其程度设置在8 米之内。如果在特殊情况下,墙体长度需要超过8 米,此时设计人员可通过设置洞口的方式,将墙体整体长度细分为分布均匀且长度较短的连肢墙,且需要在洞口处设置小弯曲弱连梁。在对墙体厚度进行设计时,要按照建筑设计相关规定,按照建筑填充墙厚度,对其剪力墙厚度进行确定。

2.4 做好平面与结构布置

2.4.1 平面布置

平面设置工作与剪力墙后设计规则性、承载力与刚度分布、结构稳固性等,都有着直接关联,如果设计不当很容易会出现承载力与刚度部分不均以及结构发生扭转效应等方面的问题,墙体会出现不同程度的弯曲与变形。所以设计人员要对该部分设计予以高度关注,要按照设计要求与剪力墙设计整体规划,做好剪力墙平面布置工作,保证房屋结构平面设计规则程度,确保整体布局合理性。此外还要对内外墙体连接设计进行优化,要对墙体截面规则性进行保证。

2.4.2 结构布置

由于剪力墙需要对侧向压力程度进行维持,所以需要实施连续性的竖向布置工作,要通过设计洞口的方式,完成相应布置工作,且在进行洞口布置时,要做好加固工作,以防出现墙体坍塌问题。在剪力墙延中轴线进行双向均匀分布过程中,其质量中心与刚度中心会处于较近的距离,能够起到对地震能量进行适当减小的目的,可以有效避免内部结构出现扭曲问题。此外,在进行剪力墙上部洞口设置时,可将其成列进行分布,以对连梁力量进行均衡分布,确保整体设计效果可以达到最优。

2.5 做好墙肢部分处理

在实施墙肢处理过程中,设计人员一方面要做好墙肢计算洞处理。计算洞主要用于剪力墙墙肢划分与高度调整,在对计算洞实施计算过程中,设计人员要对小墙肢配筋能力进行增强;另一方面要做好施工洞设计。所谓施工洞就是在进行建筑剪力墙结构施工时,在墙体上所留下的洞,由于此部分洞口会对剪力墙性能产生不同程度的影响,所以在完成基础施工之后,需要对其展开重新填充,且可将较长的墙肢均匀划分成不同的短墙肢,以对剪力墙延性以及其他方面性能进行保证。

2.6 做好墙身部分设计

墙身设计在整体结构设计中有着极为关键的作用,其设计质量与建筑剪力墙结构抗震性能有着直接关联,所以其也应是设计人员关注的要点。由于墙身结构抗震性能是依靠钢筋产生的,所以设计人员要做好墙身钢筋使用与搭配工作,要通过对结构正截面抗弯承载力以及斜截面抗剪承载力的计算,制定出钢筋结构验算标准。同时,设计人员要按照建筑防地震等级,对剪力墙结构中的配筋等级展开配置。例如,如果建筑抗震设计为II 级与III 级,在进行墙体设计时,要保证竖向以及水平向配筋率都能保持在0.3%以上;如果非抗震设计处于I 级、IV 级,则墙体双向配筋率应保持在0.2%以上[5]。建议一般高层建筑剪力墙的墙身水平与竖向钢筋直径都能保持在0.8cm 以上,且钢筋间距离能够得到合理设置,能够保持在30㎝左右。

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