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剪力墙建筑结构设计探析

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摘要:随着不断扩大的我国的城市化的建设,带动了建筑业的不断发展,居民居住的房产需求量也在不断的增加,尤其是高层建筑的发展,高层的剪力墙的结构不仅能够保证相关结构的安全性,还可以使得室内的空间更加的合理,因此,很多的建筑结构中多数都采用了剪力墙的结构,保证剪力墙结构设计的合理性,可以从根本上保证人们对建筑的要求,并且保证建筑企业的经济效益和社会效益。

关键词:剪力墙;高层建筑;结构设计

1剪力墙结构的形式

1.1无洞单肢剪力墙

有些剪力墙上没有洞口,这种墙实际的构造是一种悬臂挂件,在水平的荷载作用力的帮助下,能够满足对水平截面的要求,对于墙纸界面的应力来说是直线进行分布的,计算相关的内力作用时,可以利用材料力学进行计算。

1.2开有不规则洞口的剪力墙

如果对剪力墙开设很多的不规则的比较大的洞口,实际上是会对整体的结构产生一定影响的,仅仅是为了满足建筑使用的要求,因此,需尽量避免,如果没有办法将其避免,可以采用一些合理的措施,从而能够降低其对整体结构的负面影响,如,开设不必要的洞口,使得剪力墙从外形上看是规则的,如果需要,可以采用刚度比较小的材料对洞口进行填充;在剪力墙中,可以设置暗柱,这样可以使得其连续性比较强,这样可以降低由于不规则的开洞对整体结构产生的影响。

1.3整体墙和小开口整体墙

如果剪力墙上面的洞口比较小,可以将其的影响进行忽略,这种剪力墙实际的结构是一种悬臂的构件,横截面的变形可以符合平面的假定,所产生的正应力是直线力,可以成为是一种整体墙。如果加大洞口的开放,墙肢中产生的应力要小于整体弯曲应力的百分之十五,这种情况下可以认为此面剪力墙符合对平面的假定,可以按照科学的方法对其进行计算,然后进行修整。

1.4短肢剪力墙

近年来我国兴起的一种新型的抗侧力的构件就是钢筋混凝土短肢剪力墙,这种剪力墙不仅可以保留异形柱的不突出的优点,还可以有相对的抗震性,比普通的剪力墙能够有更大的控制性,并对短肢剪力墙的要求也没有明确的规定,如计算模型、使用高度等等。因此,需要更好的了解短肢剪力墙结构的破坏形态等等问题,能够设计出一套合理的方案。

1.5联肢墙

在实际的建筑工程施工过程中,需要更多的弯构件能够将剪力墙进行连接,如,在建设住宅方面,墙体上需要大量的竖向排列的洞口,在外墙上,这些洞口的设计一般就是窗口,在建筑整体的内部这些洞口一般就是楼道和门。在实际的建筑设计中,这些洞口分开了整个剪力墙,墙肢需要进行相互连接,也就是联肢墙。如果剪力墙上开出比较大的洞口,这样就使得整个剪力墙的结构受到破坏,使得正应力的分布没有规律性。但是墙肢线的刚度比较大,比形成的连梁线的刚度大的多,在每根连梁的中间都有反弯点,而墙肢的反弯点不是每个楼层都能够出现。在水平荷载的作用力下,所有的连梁都会出现弯曲的形态,但是大部分的墙肢都出现了弯曲的形态。1.6框支剪力墙如果底层需要比较大的空间,需要在剪力墙的上部采用框架支撑时,这种情况成为框支剪力墙。在框架柱的形式上,可以有两种,常截面和变截面,也可以采用斜柱,在底部的框架上,可以选择单层的设计,也可以选择双层的设计,可以根据实际的情况进行定夺。

2剪力墙结构设计要点

2.1剪力墙的布置

在对剪力墙进行设计时,需要在剪力墙沿着主轴的方向进行双向进行布置,也需要多向进行布置,这样可以保证整个剪力墙的结构的承受力,并且也可以满足抗震的要求,这就不能够设置单向墙,在设置剪力墙结构时,侧向的钢结构不能够太大,剪力墙之间的间距要根据实际的情况进行布置,要采用大开间的布置。剪力墙进行布置时,要从上到下进行布置,避免刚度的突变。在高层建筑结构中,使用剪力墙要采用短肢的剪力墙,在结构体系中,要使用长肢剪力墙,这样可以从根本上提高建筑的抗震力。

2.2剪力墙长度和厚度的设计

2.2.1剪力墙墙体长度设计如果剪力墙比较长,需要用大于五的连梁进行连接,可以分成若干个独立的墙,每个独立的墙段可以成为独立的墙体,每个独立的墙段的总高度和墙段的长度要大于2,这样可以从根本上对变形能力进行提高。剪力墙的结构属于大面积的混凝土的结构,如果这个结构比较长,就会在浇筑完毕后收到外界因素的影响,混凝土就会产生拉应力,从而产生一定程度的裂缝,结构越长产生的裂缝就会越大。因此,在对剪力墙进行设计时,需要在设计中考虑这个问题,并进行合理的措施设计,严格的控制剪力墙结构的长度。

2.2.2剪力墙墙体厚度设计要想剪力墙侧向的稳定性,建筑中的剪力墙的厚度需要大于二十厘米,如果在常常会发生地震的地区,要严格的考虑抗震的问题,另外,还要对剪力墙的地层的厚度进行合理的增加,但是并不是厚度越大越好,剪力墙一般都是混凝土的材质,这种材质的自重比较大,因此在实际的构建中要加入钢筋,因此,在设计剪力墙的厚度时,要根据实际情况对厚度进行科学的设计。剪力墙的厚度要根据沿墙的高度进行确定,需要逐渐的减小,但是需要注意的是,控制剪力墙的减少的幅度,这样可以使得剪切的破坏程度降低。在实际的剪力墙设计的过程中,其厚度不能够小于楼层高度的二十五分之一,并且不能够高度十六厘米。随着科技的不断发展,新型的建材也得到了广泛的运用,这样就降低了墙体的自重,增大了构件的强度,并且需要根据实际的情况设计剪力墙的厚度,这样可以大大增加了技术上的问题。

2.2.3剪力墙的连梁设计在剪力墙的结构中,连梁是指两端与剪力墙之间的相连的高垮度要大于五的混凝土结构,如果发生地震的客观因素,这样使得内力的作用比较大,如果在设计时不能够对其进行合理的设计,就会导致破坏性产生,严重的危害了整体结构。因此,在对连梁进行设计时,要根据建筑结构实际的要求,合理的设计连梁。如,对剪力墙铜扣的宽度进行合理的增加,合理的计算内力产生时连梁的刚度,并进行合理的调整连梁的内部结构。

3结语

综上所述,要想保证建筑物的整体结构,首先就要合理的设计剪力墙,并且在整个建筑施工中也有着非常重要的作用,根据实际的建筑结构的要求,设计合理的剪力墙,从而保证人们的生命和财产安全。

参考文献:

[1]林涛,张景祯.建筑结构设计要点及计算模型调整[J].科技传播,2011(17).

[2]薄冰,黄慎江.短肢剪力墙结构的抗震性能比较与研究[J].工程与建设,2010(2).

作者:高斯佳 单位:秦皇岛市建筑设计院

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