建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則及控制措施分析

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則及控制措施分析摘要：建筑剪力墻的優(yōu)化設(shè)計對整個建筑工程的質(zhì)量與水平有著直接的影響。但是，在實際的應(yīng)用過程中，剪刀墻結(jié)構(gòu)仍有許多需要完善的地方。因此，必須針對剪刀墻結(jié)構(gòu)的特點，對其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計優(yōu)化，通過提高設(shè)計水平的方式來進(jìn)一步增加建筑的各項性能。本文對剪力墻設(shè)計問題進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞；建筑結(jié)構(gòu)；剪力墻；安全；抗震前言：在社會不斷發(fā)展的過程中，人們的生活水平有很大的提升，對居住環(huán)境有了更多的要求，其中建筑的安全性使其中首要考慮的因素。高層建筑作為主要建筑結(jié)構(gòu)，通常會采用剪刀墻結(jié)構(gòu)來保證建筑的水平荷載合理，以確保建筑良好的整體性與安全性。建筑剪力墻設(shè)計中需要考慮到諸多的設(shè)計要素，只有這樣才能夠以更加全面的設(shè)計來避免對于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響。在對建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，對設(shè)計施工的重點和難點進(jìn)行分析，提出切合實際的、科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而確保工程的質(zhì)量與安全。1、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則隨著建筑行業(yè)的市場競爭愈發(fā)激烈，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮到建筑的經(jīng)濟效益，考慮結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟之間的關(guān)系，必須加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的監(jiān)督和管理，促進(jìn)建筑的設(shè)計質(zhì)量，保障建筑的使用安全。由于受到很多因素制約，在一些建筑設(shè)計中傳統(tǒng)經(jīng)驗和知識一定程度上導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有固定的格式化,因此，存在很多潛在的安全隱患和不合理的問題,不僅影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定同時還對建筑工程的發(fā)展也帶來了不良影響。剪刀墻具備許多優(yōu)點，其不但具有較強的承受負(fù)荷能力，還具備良好的整體性以及合理的結(jié)構(gòu)剛度等等，這些優(yōu)點都可以改善高層建筑中所包含的一些結(jié)構(gòu)問題，對高層建筑的穩(wěn)定應(yīng)用有著重要幫助。因此，必須針對剪刀墻結(jié)構(gòu)的特點，對其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計優(yōu)化，通過提高設(shè)計水平的方式來進(jìn)一步增加高層建筑的各項性能。在進(jìn)行建筑剪刀墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，主要圍繞三方面因素來進(jìn)行綜合考慮。第一，充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，讓結(jié)構(gòu)布置與截面設(shè)計科學(xué)合理。第二，提高抗震與抗風(fēng)性能，充分發(fā)揮出剪刀墻的水平荷載能力。第三，在前兩點的基礎(chǔ)之上，努力降低工程造價，實現(xiàn)經(jīng)濟效益?？傊?，在進(jìn)行房屋建筑的設(shè)計過程中，重視設(shè)計的原則和參考標(biāo)準(zhǔn)是非常必要的，選擇最適宜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，以及相關(guān)的施工工藝，這樣可以讓施工的環(huán)境和施工的流程相適應(yīng)。在考慮其適用性之外，選擇性價比非常高的建筑材料，最大化的節(jié)約施工的成本。在滿足建筑年限持久、安全與舒適的基礎(chǔ)上，更要關(guān)注建筑的經(jīng)濟性，對建筑中各個環(huán)節(jié)的成本進(jìn)行探究。2、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計控制措施2.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，建筑企業(yè)與施工單位需要對剪力墻的重要性以及安全責(zé)任意識有清晰的認(rèn)識。剪刀墻結(jié)構(gòu)往往會有多種設(shè)計方案，這些設(shè)計方案會有不同的側(cè)重點，需要根據(jù)實際需求來進(jìn)行優(yōu)化與選擇。設(shè)計人員與工程負(fù)責(zé)人應(yīng)前往施工現(xiàn)場進(jìn)行實地考察，并對照項目的施工圖紙，根據(jù)工程的實際情況進(jìn)行設(shè)計、選擇，確定剪力墻結(jié)構(gòu)使用的數(shù)量、規(guī)模等，避免出現(xiàn)使用不合理的情況。根據(jù)具體的建筑特點來進(jìn)行設(shè)計，遵循安全性的原則進(jìn)行合理的采用，要確保建筑結(jié)構(gòu)在應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)后的牢固性與安全性，依照工程的相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行規(guī)范的施工作業(yè)。從剪力墻結(jié)構(gòu)安全方面來講，需要保障剪力墻的荷載能力，在整體的結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻是關(guān)鍵的抗震構(gòu)建，因此在設(shè)計時需要對剪力墻的適宜剛度與數(shù)值進(jìn)行綜合分析。為了充分發(fā)揮出剪刀墻結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢，在結(jié)構(gòu)布置方案中，需要對剪刀墻進(jìn)行合理準(zhǔn)確的有效定位。對于剪刀墻結(jié)構(gòu)的位移比例，周期比例以及一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)計時，需要通過有效的控制來確保整個結(jié)構(gòu)布置是基于理論與實踐基礎(chǔ)之上的，是具備科學(xué)性的。同時，還要在確保剪力墻安全性的前提下，對剛度與剪力墻的數(shù)量有合理的把握，以免造成額外的成本支出，根據(jù)建筑項目的具體背景來選用合理的剪刀墻結(jié)構(gòu)體系，材料以及構(gòu)件截面尺寸，做好工程造價工作，保證工程造價處于可控范圍內(nèi)。最后，在利用計算機進(jìn)行精確計算的同時，相關(guān)設(shè)計人員需要結(jié)合自身的專業(yè)基礎(chǔ)以及工作經(jīng)驗來對設(shè)計過程進(jìn)行有效的判定，爭取將設(shè)計過程中所產(chǎn)生的各項誤差降到最低，以提高設(shè)計的質(zhì)量。2.2重視墻體平面形狀在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對相關(guān)概念設(shè)計產(chǎn)生足夠的重視，確保墻體平面的形狀與方案中的設(shè)計保持一致。首先，在建筑平面、豎向結(jié)構(gòu)的布置時，需要充分結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特征對墻體平面的形狀進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)對墻體結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)墻體的薄弱部分并對其進(jìn)行強化。為了保證剪力墻在整體上的穩(wěn)定性，則應(yīng)當(dāng)對剪力墻外平面的彎矩進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲瑢τ诨炷恋膹姸纫部梢赃M(jìn)行一定的調(diào)整，亦或者是減少一部分的墻體以維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，從而使建筑的側(cè)向傾斜能沿著高度的遞增而逐步縮小。應(yīng)盡量保證建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱、規(guī)則，從而確保不同位置的平面剛度相同，進(jìn)而增強了建筑物的強度。其次，應(yīng)減少建筑物的豎向不規(guī)則突出，使其在豎向剛度變化時能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)，在一定程度上避免了抗震時由于凹凸不一致導(dǎo)致的剛度不同，并且對抗震效果有著顯著的影響。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)平面布置時，需要充分考慮建筑物的使用功能，對剪力墻的位置進(jìn)行合理的選擇，應(yīng)盡量選擇平面形狀較大的區(qū)域，如樓梯間、電梯間等位置。在分割時要借助弱連梁將每一個分割體進(jìn)行連接，為了保證剪力墻不會因分割而導(dǎo)致其出現(xiàn)脆性破壞，必須要在具體的參數(shù)上保證各段的墻體高度要兩倍于其截面的高度。為了加強剪刀墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，采取T型或L型的設(shè)計外形最為合適。在墻體平面形狀的優(yōu)化過程中，需要確保結(jié)構(gòu)剛度的均勻分布，對平面與突出部分的長度進(jìn)行控制。同時，設(shè)計人員在剪力墻設(shè)計過程中也應(yīng)當(dāng)注重避免將單片剪力墻長度設(shè)計過大的問題，從而能夠有效的避免使用周期變短和抗震能力降低等問題的出現(xiàn)。2.3提升剪力墻抗震能力在建筑的抗震設(shè)計中，應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)整體具有合理性，應(yīng)保持其自身的基本性能，例如強度、剛性、穩(wěn)定性等。設(shè)計過程中應(yīng)注意不可為了滿足于抗震性能而忽略建筑工程的相關(guān)規(guī)定，注意盡量內(nèi)部應(yīng)力實現(xiàn)均勻性，要使建筑結(jié)構(gòu)具有適宜的強度和剛度，各個構(gòu)件之間的配合支持，根據(jù)其自身強度和剛度形成可靠連接。在對建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的選擇后，就需要通過相應(yīng)的抗震措施的制定來保證建筑結(jié)構(gòu)實際所需要的延性抗震能，以此保證建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)的實現(xiàn)。同時對建筑結(jié)構(gòu)之間的強弱進(jìn)行合理分配，對于混凝土的強度也可以進(jìn)行一定的調(diào)整，亦或者是減少一部分的墻體以維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，從而使建筑的側(cè)向傾斜能沿著高度的遞增而逐步縮小。在針對抗震性能進(jìn)行設(shè)計時，需要注意的是洞口與洞口之間的距離、其平面在剛度和承重上有著相當(dāng)大的內(nèi)外不同，其內(nèi)部的剛度和承重要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部的剛度和承重，在剪刀墻的兩側(cè)以及洞口處設(shè)置邊緣構(gòu)件，通過邊緣構(gòu)件的設(shè)置來提升建筑物的耐力性能，從而提升整體結(jié)構(gòu)的安全性。此外，整體抗震能力增強還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要將受的力進(jìn)行均勻分配，因此，需要對結(jié)構(gòu)洞進(jìn)行合理的設(shè)置。一切需要以施工規(guī)范要求為準(zhǔn)則，在此基礎(chǔ)上來實現(xiàn)對邊緣構(gòu)件的約束。為了增加連梁抗震性能，需要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，適當(dāng)增加剪刀墻的塑性，通過合理控制與調(diào)節(jié)剪刀墻設(shè)計步驟，以確保連梁受力均勻，不易出現(xiàn)局部受力失控的現(xiàn)象。最后，剪刀墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，超筋或位移的狀況也較為常見，此時有兩張方法可以緩解這種情況，一是采取減小連梁截面高度的方式，二是設(shè)置雙連梁，以此來減少連梁的地震受力。3、結(jié)語剪力墻結(jié)構(gòu)是高層經(jīng)濟建筑的核心支撐，通過剪力墻結(jié)構(gòu)可以對高層建筑的各項性能造成良好的影響。相關(guān)建筑工程單位必須加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的監(jiān)督和管理，本著質(zhì)量可控，節(jié)約資源與成本的基礎(chǔ)之上，采取合理的結(jié)構(gòu)體系以及正確的施工方案來加以優(yōu)化剪刀墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，切實發(fā)揮出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用，