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论建筑结构设计中剪力墙结构设计

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摘要:现代建筑在具体建设过程中会应用到许多不同类型的结构,框架剪力墙是其中常见的一种,其在实际应用过程中因为具有良好的抗震性能,因此,得到了广泛应用。现代建筑的结构和要求都存在较大区别,在此背景下,要做好相应的分析工作,提高工程质量。

关键词:建筑结构;剪力墙;工程质量

经济的发展在一定程度上带动了建筑行业的发展,在建筑工程建设期间,为了满足人们对建筑工程质量和应用功能的具体需求,要不断优化建筑结构,在建筑结构中合理应用剪力墙结构,能够提升建筑墙体的应用效率以及施工质量,满足现代化建筑行业在设具体发展过程中的实际需求。剪力墙结构在实际应用过程中,具有不错的抗震能力,同时还具有用钢量小等特点,因此得到了广泛应用,但是其在设计过程中存在对应问题,因此,加强对该项内容的探讨是必要的。

一、剪力墙结构在应用过程中的优点与缺点

(一)优点

在建筑工程中合理应用剪力墙结构,可以减少工程在建设过程中钢的应用量,同时也可以降低工程的整体成本。剪力墙本身具有不错的整体性,具有良好的刚度、抵抗不同类型的荷载,特别是在水平方向的荷载[1]。将剪力墙应用到高层建筑住宅中,可以通过合理的方式将建筑物内部的分隔墙与承重墙两者结合,扩大建筑物内部的具体空间大小,一方面可以提高建筑的安全性,另一方面也可以提高建筑的美观性。

(二)缺点

(1)剪力墙与框架结构相比,其会导致整个建筑自身的重量增加,这也会增加建筑工程的整体成本,同时,在发生地震时,结构对于地震的反应也要大于框架结构。(2)剪力墙结构在具体应用过程中具有不错的刚度,可以更好的抵抗建筑结构在侧向上发生的变形,同时,还要加强建筑工程的上部以及下部结构,这势必会增加建筑工程的整体成本。(3)钢筋配筋率相对较低,这虽然可以节省钢材,但会影响结构延性,同时,剪力墙肢自身承载能力无法得到充分发挥。

二、布置剪力墙原则

(一)双向或多项布置

在进行剪力墙设计时,最好采取双向或多项布置,在实际布置过程中,最好顺着主轴方向,若建筑结构中,剪力墙的方向存在差别,应尽量连接在一起,避免出现拉通或对直情况,以免对建筑结构的整体稳定性造成不良影响。在对剪力墙进行抗震设计时,应当尽量减小侧向刚度,其中最为重要得一项内容就是要保证墙肢结构简单,同时要依据相应的规则,完成各项操作。在进行剪力墙设计过程中,需要设计人员特别注意的一项内容是,在进行双向或多项设计时,各项设计内容都应当沿着主轴方向进行,特别是在抗震设计时,不得出现单方向墙体,只有这样才能确保剪力墙在建筑工程中的结构能够得到应用[2]。

(二)简单、不易过于密集

剪力墙在竖直方向上要由上向下进行连续布置,避免结构在应用过程中发生突变。建筑结构剪力墙肢截面在实际设计过程中,应当严格遵守简单原则,剪力墙在竖直方向的刚度应当保持均匀,同时在剪力墙洞口、或者门窗处,应当形成墙肢,以及连接梁,同时该方式,确保结构的稳定性。此外,在进行剪力墙布置设计时,墙体结构的布置不易过于密集,应当确保结构在侧向上的刚度能够满足建筑结构的整体需求,通过大量的工程实例可以发现,若剪力墙结构的侧向刚度过大,一方面会导致建筑结构中的墙体的整体重力过大,另一方面,一旦发生地震,将会增加震力,这也会增加建筑结构发生倒塌的几率,从而会对建筑造成严重破坏,影响建筑的应用,情况严重时,还会造成人员伤亡。

(三)上下对齐,成列布置

在设计剪力墙时,剪力墙的洞口以及门窗应当保持上下对齐,同时在布置上应当成列进行,并且在实际设计过程中,不得对叠合的错墙洞进行应用,进行这样要求的主要原因是,避免剪力墙的承重力受到影响,导致墙体发生变形,影响墙体能。

三、合理设计剪力墙结构以及优化计算的措施

(一)优化剪力墙结构设计

剪力墙结构中,剪力墙通常都沿着主轴,或者其它方向采取双向布置,通过该布置方式,能够在建筑结构中形成具有一定空间结构,同时,抗震结构设计的剪力墙,要避免单一布置剪力墙,并且应当确保剪力墙的两个受力方向的抗侧刚度大小相接近,从而保证其具有良好的性能。大量的工程实践经验表明,剪力墙都具有不错的承载力和抗侧刚度,因此,为了实现对剪力墙结构的合理应用,应当在条件允许的情况下,尽量减少剪力墙结构自身的重量,并且要使剪力墙之前要保持一定的距离,从而确保结构在侧向上具有的刚度能够满足建筑的应用需求[3]。针对建筑结构中较长的剪力墙,应当进行洞口开设,并且要分成多个长度相等的墙面,采用弱梁完成墙段连接,独立墙段和截面高度比例不得小于2,避免剪力墙在应用过程中发生脆性剪切破坏。进行抗震结构设计时,洞口之间或洞口与墙边之间会形成小墙肢,要确保其厚度与高度之间的比值小于4。

(二)优化剪力墙结构设计的合理措施

针对多地震区域来说,在计算楼层之间的最大位移时,应当将楼间弯曲变形作为主要依据,将其作为扭转变形,可以不对结构的整体弯曲变形进行扣除。由此可见,针对高层建筑来说,应当尽量将扭转变形控制在最小,但是,也不可以盲目提高结构中竖向构件的实际强度。但是,在建筑工程结构设计过程中,一些设计师看某一个方向的层间位移大小难以满足相应的规范要求时,就会不断提高该方向的侧向刚度,但是,需要注意的是,若减重过大,则无法减小另一侧结构刚度,同时,减小减重比,也可以减小地震作用带来的影响,从而使结构的性能能够达到期望要求。

四、结束语

建筑结构设计中,剪力墙结构设计对建筑工程的合理、经济等各项内容都会产生直接影响。因此,在布置剪力墙时,要在明确剪力墙结构在实际应用过程中的优缺点,严格的依据剪力墙的布置原则进行进行布置,提高行布置的合理性。

参考文献:

[1]于毅.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].绿色环保建材,2018(04):95.

[2]张磊.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用探讨[J].建材与装饰,2016(36):73-74.

[3]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用,2012(09):164.

作者:达世勇 单位:邵阳市第二建筑设计研究院

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