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剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用分析

2021-09-10冒圣明陈茹

家园·建筑与设计 2021年10期
关键词:剪力墙结构建筑结构运用

冒圣明 陈茹

摘要:近年来,剪力墙结构设计已经在建筑结构设计中得到了非常广泛的应用,对提高建筑工程的抗震力大有裨益。本文主要分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用,从而为建筑行业的不断发展奠定坚实的基础。

关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计;运用

随着社会经济的不断增长,我国的建筑行业正在呈现出良好的发展趋势。剪力墙结构不仅具有良好的抗震性能,同时其刚度也相对加强,这在很大程度上提高了建筑工程的稳定性。针对这种情况,相关部门必须对剪力墙结构的内在特点和设计原则有一个较为全面的认识,并不断加强剪力墙结构设计在建筑结构设计中的合理运用,从而充分发挥剪力墙结构的实际效能。

一、剪力墙结构的特点

剪力墙结构主要是由大量构件组成的墙体,它能够承受结构的水平力,从而有效减少外界因素对建筑结构造成的破坏[1]。钢筋混凝土是剪力墙结构的重要组成部分,对提高建筑物稳定性具有非常积极的影响。目前,剪力墙结构的特点主要表现在以下几个方面:其一,稳定性强。剪力墙结构是建筑工程承重结构的重要组成部分,因此剪力墙结构必须具备良好的稳定性,从而进一步提高建筑工程的坚固程度。在城市化不断推进的现代社会,城市人口的数量急剧增加,为了有效节约当前的土地资源,为城市居民提供更多的生活场所和生产场所,大量的高层建筑开始拔地而起,这对剪力墙结构的稳定性提出了更高层次的要求。其二,安全性高。在开展建筑结构设计的过程中,安全问题一直受到相关部门的广泛关注。剪力墙结构能够切实提高建筑工程的安全系数,因此施工单位不能仅仅追求施工技术的优化,而降低对施工安全的整体要求。其三,提高抗震能力。剪力墙结构的自身设计具有强抗震能力,这对提高建筑工程的稳定性大有裨益。地震具有不可预测的内在特点,同时其产生的破坏力会严重威胁人们的生命财产安全。剪力墙结构能够切实提高建筑物的承载能力,从而有效减少地震造成的不良影响,进一步促进社会的稳定和谐发展。

二、剪力墙结构设计的基本原则

为了充分发挥剪力墙结构的实际效能,工作人员在设计过程中应切实遵循以下几项基本原则:其一,避免剪力墙结构与梁平面外连接。在开展剪力墙结构设计的工作实践中,设计人员应尽可能避免剪力墙结构与梁平面外连接,从而有效减少墙平面外的弯曲程度。当剪力墙结构必须与梁平面外进行连接时,设计人员必须采取行之有效的措施。其二,对剪力墙结构的受力情况进行全面分析。在开展剪力墙结构设计的工作实践中,设计人员要对剪力墙在垂直方向和水平方向的受力情况进行全面分析,根据分析结构验证判断剪力墙结构的安全性,并且设计人员还要对剪力墙结构斜截面的承载力进行全面分析,根据分析结构验证判断剪力墙结构的稳定性。除此之外,设计人员还要全面分析剪力墙结构能够承载的集中荷载极限值,从而进一步优化剪力墙结构的科学性和合理性。其三,有效控制剪力墙结构的宽度和高度。连梁和墙肢是剪力墙结构的重要组成部分,因此设计人员在开展在开展剪力墙结构设计的工作实践中,要对剪力墙结构的宽度和高度进行有效控制和精确计算。在此过程中,设计人员应将剪力墙结构高度与宽度的比值控制在3以内,然后参考具体结构开展设计工作,当该比值超过3时,设计人员应参考双向受压结构开展设计工作,从而进一步提高设计结构的准确性和可靠性[2]。

三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体应用

(一)提高设计方案的合理性

隔墙结构能够切实提高建筑物的稳定性,因此工作人员必须结合剪力墙结构的内在特点和设计需求,进一步提高设计方案的科学性和合理性,从而充分发挥剪力墙结构的最大效能。首先,地震和台风等自然灾害会严重影响建筑物的稳定性,使得建筑物出现失稳现象,因此工作人员在开展剪力墙结构设计的过程中,要对这些因素的影响进行综合考虑,并根据剪力墙结构设计的基本原则进行科学合理的调整。其次,工作人员要善于应用当前先进的科学技术,并选择适宜且质量上乘的原材料,切实提高建筑规划的完善性,优化剪力墙结构的对称性,从而为建筑物结构稳定提供强有力的保障。最后,工作人员要根据相应的标准规定,同时综合考虑建筑结构特点以及施工方法等各种因素的影响,进一步提高建筑设计的工作质量和工作效率。

(二)剪力墙结构墙肢长度的确定

对于剪力墙结构设计而言,剪力墻结构的墙肢长度与剪力墙结构的稳定性之间有着非常紧密的联系。因此工作人员在开展剪力墙结构设计的工程中,要根据实际情况对剪力墙结构的墙肢长度进行科学合理的设计,从而进一步优化剪力墙结构的稳定性。与此同时,工作人员也要对剪力墙结构的特殊部位进行特殊设计,并通过连续墙肢的来确保剪力墙结构的宽高比,从而进一步优化剪力墙结构的实际效能。除此之外,剪力墙结构的抗侧刚度与方位布局之间会发生相互影响,如果剪力墙结构高度的稳定性相对较差,那么其在某一点的刚度就会就会明显下降,导致剪力墙结构出现总体不平均的不良现象。针对这种情况,工作人员在开展剪力墙布局的具体实践中,要切实提高其均匀程度,并且混凝土的硬度也要随着上下的高度进行合理改变,或者根据实际情况对墙肢的数量进行科学合理的调整,从而进一步优化剪力墙结构的抗侧刚度。

(三)全面分析剪力墙结构的受力情况

剪力墙结构是一个竖构件,因此它受到的力较为复杂,不仅包括水平方向和垂直方向,同时还包括其他各个方向。针对这种情况,工作人员在进行剪力墙结构设计的过程中,要对剪力墙结构的受力情况进行全面分析,根据分析结构对剪力墙结构的强度进行科学合理的调整,并对剪力墙结构承受力的形式和荷载大小进行精确计算,从而进一步提高剪力墙结构设计的科学性和合理性。

(四)剪力墙结构墙体厚度设计

工作人员在开展剪力墙结构墙体厚度设计的具体实践中,短肢剪力墙底部加强部位应大于200mm,其余部位应大于180mm。在建筑工程的施工过程中,剪力墙的刚度会出现不同程度的改变,因此工作人员要通过阶段变化的方式开展剪力墙结构墙体厚度设计工作,从而将剪力墙结构的刚度变化控制在50-100mm之间,为墙体的均匀变化提供强有力的保障[3]。当混凝土等级发生变化时,工作人员应错开楼层开展设计工作,从而确保墙体厚度保持在合理范围之内,从而进一步优化剪力墙结构的稳定性。

(五)剪力墙结构墙身钢筋的配置

对于剪力墙结构而言,墙身是其重要组成部分,同时也是荷载承受的关键基础,因此工作人員必须严格遵循相关的标准规定进行墙身钢筋的选择。在此过程中,工作人员要切实做好以下几方面的工作:其一,精确计算垂直方向和水平方向的承载力,使得剪力墙结构能够切实满足建筑抗震的切实需求。其二,有效验算剪力墙结构的钢筋配比,并得出最佳的剪力墙结构钢筋配比率。其三,剪力墙结构钢筋配比率应高于0.25%,并且钢筋与钢筋之间的间距应小于300mm,同时钢筋的直径应大于8mm。

(六)边缘构件设计

边缘设计工作在剪力墙结构设计中占据着非常重要的地位,切实优化边缘构建设计工作,不仅能够切实提高剪力墙结构的延展性,有效减少剪力墙结构发生位移超限的概率,同时还能进一步提高剪力墙结构的抗剪能力[4]。在优化边缘构建设计的工作实践中,工作人员要对剪力墙结构底部加强区的高度进行科学合理的设计,并根据实际情况选择合适的剪力墙边缘构件,设计科学合理的钢筋配比,从而切实提高剪力墙结构的稳定性,进一步优化工程建筑的抗震性能。

(七)连梁设计

在开展剪力墙结构设计的过程中,有效增加连梁的截面积,可以切实增强连梁自身的抗剪能力,但是也会使得连梁的刚度出现不同程度的增加,因此通过增加连梁面积增加的抗剪承载力是非常有限的。因此当增加连梁截面积已经无法明显增加抗剪承载力时,工作人员需要通过一些人为干预降低连梁的刚度,从而对抗剪承载力的分配比例进行合理控制,使得连梁的抗剪性能问题能够得到有效解决[5]。在此过程中,工作人员可以根据实际情况,选择科学合理的计算参数,然后对连梁刚度折减系数进行合理调整,从而达到影响内力重新分配的根本目的。

结语:

近年来,剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用愈加广泛,这在很大程度上提高了建筑物的安全性和稳定性。但是在开展剪力墙结构设计的具体实践中,由于各种因素的影响和制约,因此剪力墙结构的实际效能会受到不同程度的影响。针对这种情况,工作人员应积极引入一些新技术、新工具、新理念和新标准,并不断加强工作经验的积累总结,从而为剪力墙结构设计的不断优化提供良好的先决条件。

参考文献:

[1]李长武.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].砖瓦,2021(06):110-111.

[2]陈南生.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].房地产世界,2020(21):37-39.

[3]李影.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].智能城市,2020,6(15):35-36.

[4]陈福欣.浅析剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].建材发展导向,2020,18(12):52-53.

[5]苏松.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].绿色环保建材,2020(03):73+75.

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