剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

Summary：剪力墻是建筑結構中用于抗震、抗負載等作用的主要結構,在設計施工的過程中應充分考慮與其他建筑結構之間的連接性,保證整體設計的合理性。剪力墻的應用目前十分廣泛,對維護建筑壽命有很大影響。因此,文章系統(tǒng)性地介紹了剪力墻結構的定義分類和設計原則,并詳細討論在建筑結構設計中的具體應用。Keys：剪力墻;

結構設計;

應用;在建筑工程項目建設不斷加速的過程中,對于高層化、集成化的建筑設計安全顯得尤為重要。在建筑內(nèi)進行剪力墻的建設可以較好地保證建筑體的穩(wěn)定性,對于延長其使用壽命有很大幫助。剪力墻的結構形式較多,適用于不同的地質環(huán)境和設計需求,要求設計人員能夠靈活運用、合理選材,保證設計的科學性。在一些地震臺風等災害多發(fā)地區(qū),加強建筑內(nèi)的剪力墻設計可減小不同方向上的擺動影響,整個建筑的強度能夠得到較好的提升,較傳統(tǒng)建設更具優(yōu)勢。1剪力墻結構在建筑工程中的概述1.1剪力墻的定義首先,建筑體的剪力墻的建設強度很大,與承重墻體一樣是不允許用私自打孔處理,否則可能會引發(fā)較大的穩(wěn)定性隱患,并破壞建筑體的整個結構設計。剪力墻是建筑結構的重要的抗力構件,其與梁板柱等共同組成建筑物的受力體系填充墻不是承重構件,只起維護和分隔空間的作用。其次,剪力墻的施工處理和普通的墻體有很大區(qū)別,其內(nèi)側是由混凝土鋼筋的組合形式進行建設的,整體呈現(xiàn)出實心的結構,鋼筋的用量與墻體的受力之間有很大關系。一般的低層建筑中由于受力更加穩(wěn)定,不需要加設剪力墻,而高層建筑,尤其是頂部更容易受到風力和地震的影響而產(chǎn)生晃動,剪力墻是必備結構。1.2剪力墻的分類根據(jù)建筑體的需求差異和實際地質情況,可以將剪力墻的形式和結構分為不同的類別。首先,對于一些支撐性要求一般的建筑體,可以設計一整面強體來實現(xiàn)抗剪力作用。在整體剪力墻中要求實現(xiàn)抗剪力可應用的墻體達到85%以上。整體墻沿著豎直方向的建設要有對抗墻體變形和彎曲的效果,要求將外包線設計建設成拋物線的形式。其次,一些在剪力墻上的孔洞開設達到50%以下時,要求將空洞建設為帶狀分布形式,并加強墻體的雙肢建設工作,能夠呈現(xiàn)出抗彎曲可抗扭曲兩種建設需求,對于維持建筑體的穩(wěn)定性更加有效。最后,還有一些整個抗剪力效果以四邊框的形式進行呈現(xiàn)的,由于本身的不穩(wěn)定和易變性問題,要求在設計建設時多引入一些連梁,保證實際建設需求。2剪力墻的設計原則分析2.1參數(shù)調理原則建筑體的剪力墻設計有一定的參數(shù)指標,主要是根據(jù)實際建設需求和國家標準等進行制定。設計人員在可以對剪力墻的參數(shù)進行適當?shù)恼{理,以滿足整個建筑體的設計平衡性。如當建筑體的自重較大時,對剪力墻在豎直方向上的抗力要求更高,而通過適當減少自重的方式能夠對降低剪力墻的建設參數(shù)。但建設參數(shù)的調理必須要保證整個建筑的安全性和功能的實現(xiàn),且調理有一定的限度范圍。在進行受力分析計算時存在一定的理想化因素,將剪力墻的變形假設均勻分布在整面墻體上。但在實際施工時,受到工藝技術等因素的限制,會于設計方案中的建設參數(shù)之間存在一些偏差,要求設計人員合理調理,保證剪力墻的功能能夠更好實現(xiàn)。2.2高寬比例調整剪力墻的類型確定好后還需要對其高寬比例進行適當?shù)恼{整,使剪力墻能夠與建筑內(nèi)的其他墻體形成較好地連接,保證建筑設計的整體性。剪力墻的高寬比例一般不超過3,如果墻體過窄,在施工時較為困難,還可能會存在安全隱患,不利于形成均勻的墻體結構。如果受到實際建設空間的限制,設計人員需要采取雙向結構或增加邊緣構件等方式來維持剪力墻的抗力需求。在設計剪力墻的形式時需要結合墻體本身在不同方向上的受力情況和負載合理調節(jié),并保證分析的全面性。有一些剪力墻的斜截面受力情況較為復雜,需要加強建設保障,維護剪力墻的功能。2.3連梁調整原則連梁是建筑結構中重要的組成部分,在設計時要注意和剪力墻的連接問題。從外部來分析,二者不能保持相連,否則可能會增加剪力墻受到的扭曲作用,不利于保持建筑結構的穩(wěn)定性。如果在實際建設中受到其他條件的限制,則需要通過合理的受力分析,在剪力墻上加設一些抗彎曲的設計,如增加其寬度等。3剪力墻建筑結構設計的應用3.1墻體受力分析剪力墻的受力分析可以為設計和施工建設提供重要的數(shù)據(jù)支撐。首先,根據(jù)建筑體可能受到的力的影響,可以分為水平、豎直和其他方向,在設計時必須充分考慮多種受力情況充分保障設計的合理性。一般由于地震和風力等因素對建筑體造成的力的作用主要是在橫向。橫向的建設強度可以保證建筑體不容易發(fā)生變形和彎折等情況。豎直方向的影響主要來源于建筑體本身的重力等因素的影響,要求強調墻體建設的強度,滿足高層建筑的負重需求。根據(jù)力的分解原理,其他方向上的受力也可以較好地分解為上述兩個方向進行處理。其次,墻體的受力與所選擇的建筑建材之間也有一定的關聯(lián),高質量的鋼材可以提升墻體的韌性。設計人員需要對市場上常見的建材品質進行了解,結合建設需求合理設計,在維護建設單位實際效益的同時,以保證建筑體的剪力墻施工質量。3.2平面布置分析剪力墻整體是一個平面性的墻體,以此作為研究對象展開布置分析工作十分重要。一方面,通過雙向布置設計的方式可以較好地提升剪力墻的實際抗力和承重效果,使其呈現(xiàn)出加倍的穩(wěn)定效果。雙向布置的理念可以節(jié)約一半的室內(nèi)空間,對于提升空間利用率和增加施工企業(yè)的經(jīng)濟效益有較大幫助。墻面布置要盡量保持對稱的原則,不僅可以滿足實際的承重要求,也更加符合國人的建筑審美需求。另一方面,剪力墻的平面中心要和房間整體的軸線保持一致,并在建設時要保證施工的均勻性,使墻體能夠更好地分散受到的剪力作用。對于一些面積較大或高度較高的建筑體,剪力墻墻肢的長度過長也可能會引發(fā)安全隱患,可以在其上選擇合理位置剪開,使其形成一連串的聯(lián)肢墻,更有利于保證穩(wěn)定性。3.3超限調整分析對于剪力墻的設計可以從最小需求點出發(fā)展開需求分析,能夠更好地兼顧建筑建設的經(jīng)濟性和實用性。首先,建筑體的高度對承重的抗力的需求之間存在著同一性的問題,在進行樓層之間的剪力墻建設時需要按照高度的提升適度增加。隨著樓層的升高,剪力墻的抗震設計需要適當增加,并從最小需求出發(fā)逐漸提升,能夠更好控制在不同方向的抗力。其次,建筑體也是一個整體,在設計時不能僅僅考慮相鄰兩層之間的建設結構,還需要通過對建筑體的全面分析將受力情況進行拆解,使建筑體整體能夠呈現(xiàn)出較強的抗剪力效果。根據(jù)淺析受力分析的結果對墻體建設負重限額進行適當?shù)纳险{,更有利于延長建筑體的使用壽命。4結語總之,剪力墻在建筑設計中十分重要,需要設計人員結合現(xiàn)場的實際情況和建筑結構展開受力分析,根據(jù)不同的樓層高度建設需求展開建設工作。剪力墻的設計要有不同方向上的受力,以橫縱多個方向的受力進行設計,能夠更加有效地對抗建筑體的變形和扭曲問題。但要注意,剪力墻的抗力設計也有一定的限度,如果超出也可能存在不穩(wěn)定影響。墻體的厚度不同受到的力的大小也有差異,一般需要結合墻體的高度、整體界面和開洞等多個方面的因素共同決定。Reference[1]孫宏剛.剪力墻結構設計原則及其在建筑結構設計中的應用研究[J].建材與裝飾,2018(47):66-67.[2]

梅如玨.剪力墻結構設計