建筑结构设计中剪力墙结构设计要点

建筑结构设计中剪力墙结构设计要点

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摘要:随着我国国民经济的不断增长,也带动了建筑行业的发展,在建筑行业发展的过程中建筑结构设计水平与发展规模也在不断提升,在现代建筑中高层建筑已成为发展的主流。剪力墙结构以其侧向刚度、侧向变形等方面的优势得到了广泛的使用。在使用剪力墙结构时应从设计出发使其更具合理性。所以,在进行建筑结构设计时设计人员应明确剪力墙设计原理并利用其来提升建筑行业整体工艺设计水平。

关键词:建筑;结构设计;剪力墙结构;设计要点

1剪力墙结构分析

剪力墙结构是建筑物的重要的组成部分,可以更好的保障建筑的整体质量。建筑结构指的是在进行建筑物建设时相互连接的结构并具有一定的载荷力与承受力的体系。在进行建筑建设的过程中由于所建设的项目不同所以施工方法也有所区别,因此,在进行建设的过程中应根据实际情况选择不同的结构形式,通常以混合结构、剪力墙结构为主。但是现阶段建设项目中多以剪力墙结构为主,此种建筑结构具有较好的荷载力并具有较好的抗震效果,可以从根本上保证建筑物的稳定性并保证建筑物中人员的安全,还可以延长建筑物的使用寿命。剪力墙结构是利用钢筋混凝土墙板可以在很大程度上确保垂直度与水平方向结构的支撑力。在进行剪力墙结构设计时应与实际的工程相结合,采用的措施更具针对性,在此基础上提升剪力墙的实际作用与价值,并提升建筑结构的质量与建筑水平。

2剪力墙结构的种类

第一,实体墙,包括开洞的实体墙和未凿洞的实体墙,这两种实体墙的洞口状态都要控制在一定的范围内,开洞的实体墙面积不得超过整体墙面积的百分之十五,而洞口及洞口距墙边的尺寸都有相应的规定,这样可以在很大程度上保证墙体所能承受的应力及载荷分布的状态,从而保证剪力墙结构的稳定性,体现出其优良的抗震性能,其墙体一旦发生异常,则会引发很大的力学突变问题,这时候就需要搭配其他的剪力墙结构来进行重新组建。

第二,整体小开口剪力墙,它会根据实际的载荷应力状态分布一些小洞口,洞口一般呈聚集散状分布,可以使得洞口对于剪力墙的受力分散开来,这种类型的剪力墙可以承受很大程度的水平载荷,但是如果墙体出现弯曲变形,它的截面变形会无限接近实体墙的变形,导致梁结构发生局部弯曲。

第三,双肢或多肢的剪力墙,这种剪力墙一般是竖直方向接受荷载和应力分布的,它会在竖直开一列或多列较大的洞口,使得一系列的量都联合起来,对于墙肢有很大的约束作用,会使墙肢局部的弯矩呈现出曲线分布,将力学问题转变为数学问题,形成一个较稳定的结构,这在一定程度上也会保证墙体保持稳定状态,不会出现突变的现象。

第四,壁式框架的剪力墙,这种结构对洞口距离和洞口大小的要求都是相对比较宽松的,剪力墙出现的时候,它会无限接近强制的高度,一旦出现异常,整个梁结构会发生明显的弯曲变形,这个情况会出现在整个建筑物的多个楼层当中。

3剪力墙结构设计原则

3.1系数调理原则

在开展建筑设计工作的时候,为了保证建筑结构具有良好的抗震性,应确保建筑结构楼层水平的地震抗剪力大于楼层最小地震抗剪力。在进行剪力墙结构设计时应对建筑结构自身重力进行明确,而且可以利用自身建筑质量来对建筑的抗震力进行调整。

3.2楼层间位移调整原则

在设计建筑结构的时候明确设计重点是增强对于楼层间扭转变形及剪切变形。对设计人员来说需要及时地调整构件的数量,并且需要控制好建筑物的剪切变形。在开展设计工作的时候需要控制好竖向构件的数量,要是数量较多就会使剪力墙的剪力比重出现失调的情况,进而影响到建筑质量,且会使得楼层之间产生比较严重的扭转变形。为确保剪力墙建筑结构有着一定的抗震效果,所以在进行设计工作的时候需要充分明确楼层的变形情况,并且需要调整好楼层之间的位移以及高度比,这样可以充分发挥建筑的抗震效果。

3.3连梁调整的原则

在开展建筑设计工作的时候,要是连梁的跨高比小于5,总弯矩里面所存在的竖向荷载产生的弯矩所占据的比例较小,并且水平荷载所产生的反弯会造成剪切变形,进而在墙体里面产生剪切裂缝。要是连梁的跨高比不小于5,总弯矩所存在的竖向荷载所造成的弯矩就较大,这个时候受力情况与普通框架梁的受力情况是相同的。在开展设计工作的时候需要增强对于连梁跨高比的控制,这样能够防止剪力及弯矩受到了抗震作用的组合进而产生不规范的问题。

4设计要点

4.1钢筋混凝土结构

在进行剪力墙结构设计时所包含的内容有很多,钢筋混凝土结构就是其中的一个。目前在建筑工程中钢筋混凝土结构也得到了广泛的使用,在钢筋混凝土结构设计的过程中,需要建筑工程截面为基础,可以使用单元法对建筑结构进行设计,并对钢筋混凝土构件进行一定的优化。同时需要利用相应的计算公式,在此基础上来提升建筑工程结构设计的准确性。

4.2确定剪力墙结构位置

为了保证设计方案的合理性,一定要确定剪力墙结构的位置,这样才能保证剪力墙结构在建筑工程结构设计的准确性。在剪力墙结构位置确定的过程中,具体的内容可以从以下几个方案展开。(1)需要对剪力墙结构在建筑工程结构中的总体位置,和总体布局等方面,进行综合性的考虑,并且确保剪力墙结构的设计位置可以发挥其作用和优势,这样才能在最大程度上满足建筑工程结构设计的需求。(2)在设计的过程中,一定要从整体的角度展开,从总体看局部。同时需要考虑剪力墙对建筑结构整体所带来的重量负担,以此保证剪力墙结构后期设计的合理性。(3)在剪力墙结构确定的时候,一定考虑到结构的平衡性,可以利用对称的形态展开设计,保证各个剪力墙之间,要形成相互对称的状态。

4.3墙身设计

墙身设计是剪力墙结构在建筑工程结构设计的一个重点内容,主要包括竖向钢筋、水平向钢筋等内容。因此,剪力墙结构在建筑工程结构设计的过程中,需要根据建筑工程的构造、规模等方面,对钢筋用量进行计算,并且在方案中有着详细的明确。另外,需要根据建筑工程抗震等级,确定钢筋材料的等级,通常情况下在进行抗震一级、二级、三级设计时竖向配筋率与水平配筋率不可低于0.25%;在进行四级以上或是非抗震设计时其配筋率应低于0.2%。在设计的实时候,一定要对剪力墙竖向钢筋和横向钢筋之间的距离进行控制,通常情况下控制在300mm左右即可,其直径不应小于8mm,尽最大程度上保证剪力墙建筑工程结构设计的合理性。

5结语:

在建筑结构设计工作中,剪力墙的设计是一个复杂的系统问题,关系到结构体系的方方面面,而且剪力墙结构特点显著,如利用间隔墙进行竖向构件的布置,不会和建筑使用功能产生矛盾;数量可多可少,需根据抗侧力要求确定,也可根据布置与尺寸对刚度中心具体位置进行调整;连接墙体的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面以内,可实现隐蔽等。在剪力墙设计中需要考虑到诸多实际问题,包括经济长度、折算厚度、高度、厚度、抗震等级、边缘构件配置等,只有关注并做好每一个细节,才能保证剪力墙设计的合理性与可行性,保证结构安全稳定。

参考文献:

[1]邓乾.建筑结构设计中剪力墙结构的应用和优化设计探讨[J].江西建材,2017(03):49.

[2]孙家昱.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].四川建材,2017,43(04):35-36.

[3]王剑.高层建筑结构设计中剪力墙结构关键点分析[J].低碳世界,2017(19):194-195.

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