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摘要:国内经济结构的优化调整,对于建筑行业的要求也是随之提高。剪力墙凭借着良好抗震、抗风以及承受重力荷载的功能作用,对于优化建筑结构设计具有积极辅助作用。鉴于此,本文重点对建筑工程领域中的剪力墙结构设计进行了分析研究,对其剪力墙的结构设计原则进行了阐述,并且对现实生活的应用设计进行了深入探讨。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;建筑工程
前言
在建筑工程领域,剪力墙设计的灵活应用较大程度解决了當前高层建筑抗震、抗风难题。在建筑结构设计阶段,剪力墙作为主要的承担横向力作用,并且对外整个建筑结构起到更好的支撑稳定作用,以确保建筑安全。同时,剪力墙能够有效保护现场施工的工作人员,并能有效保护好财产设备。故而,要稳固建筑结构性能,建筑企业应该高度重视建筑结构设计,并在其中合理应用剪力墙结构,继而确保整个建筑质量能够显著提升。
1 剪力墙结构概述
在建筑设计应用中,主要用作抗侧向水平力、抗震的结构,也常被之为抗风墙和抗震墙。剪力墙的作用主要是为了更好的巩固建筑的稳定作用,减小水平位移,对于侧拉力缓冲较为明显。按照施工的方法差异,可将其分为现浇框架、水泥预制等结构类型。剪力墙作为一种特殊建筑结构,实际用钢量不高,但可以更好的起到减小建筑侧向位移,并且起到较好的抗震功用。剪力墙通常用于高层建筑物,在高层建筑物内常常使用剪力墙结构。
2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的原则
2.1 平面内搭接
梁柱的最佳取代结构就是剪力墙。在对承载力进行设计阶段,要将梁和柱的功能进行科学统筹。设计阶段,要将剪力墙进行有序排列,通常是将其按照顺轴方向进行放置。同时,在垂直方向布置剪力墙时也要保证其连续性,不能降低其刚性,倘若在剪力墙结构施工开洞,要保证施工结果符合设计规范要求。再者,在设计、应用剪力墙时,要将其功能纳入考虑范畴之内,不能将其过多应用到工程建筑中,应该将剪力墙应用在较为关键位置,以发挥其主要作用。剪力墙发挥最为显著的功能之一就是抵抗建筑的横向力,倘若竖向承受重力过大,将直接影响到实际效果。故而,在设计阶段,要将剪力墙的特点作用充分考虑到,并且对其进行合理设计、应用。
2.2对墙体进行受力分析
剪力墙在建筑结构中应用较为广泛,发挥作用明显,主要是由于墙面在整体结构中承载着各种作用力。故而,进行剪力墙设计阶段,要根据建筑的现实需求,尤其是在承受弯矩阶段,可以将实体剪力墙应用其中。但在进行抗侧拉力阶段,可以应用另外设计方式,以更好的发挥出剪力墙的作用。
2.3 调整超限
(1)进行剪力墙的设计,主要是参考楼层间所承受的剪承载力进行决策。比如最初建筑设计阶段,为提升建筑抗震性能,就会刻意控制建筑总体重量。设计剪力墙时,只能在确保不影响建筑重量要求的前提下进行应用,以避免侧面拉力的作用影响。同时,为了控制建筑成本,通常会严控使用剪力墙。
(2)调整楼层高度避免位移问题发生。地震现象会使得建筑在水平方向产生位移,严重影响到建筑安全。故而,设计使用剪力墙时,应避免承受过多竖向作用力,要充分发挥其抗横向力的作用功能。设计阶段,要严控楼层之间高度,这将有利于减少楼层间的横向位移。
(3)设计阶段,超出规范标准以外的都是不符规定的设计方案。对剪力墙进行设计时,要保证剪力墙连续梁跨高比不小于2.5,倘若无法达到该要求,都是不符合规范要求,跨度过小或者过大都会影响到建筑安全。比如跨度过大将会提高剪力墙的重力作用,易于引发剪力墙出现墙体突变,留下风险隐患。在该种情况条件下,通常会设计使用框架式剪力墙,但当超限时,就要调整剪力墙的设计方式,以满足建筑的功能需求,以规避剪力墙发生刚度突变现象。
3 建筑结构设计中剪力墙结构的应用
3.1剪力墙截面的厚度
在对剪力墙结构进行设计阶段,要严格依据国家现行的规范要求对剪力墙横截面厚度进行把控。再者,剪力墙的主体结构是参考国家有关规范来计算截面厚度。比如在设计剪力墙底部横截面积时,短肢剪力墙厚度控制在0.2m以上。同时,去除底部外,其他部位的厚度也要控制在0.18m以上,只有设计时剪力墙保证足够的厚度,才能保证其性能需求。
3.2剪力墙体平面布置
剪力墙设计阶段,首先要进行剪力墙体平面布置,并且依据规范要求的设计原则,将剪力墙中心能够更好的契合墙体的实际刚度,继而保证功能要求符合规范要求,以实现墙体保持良好平衡作用。另外,在对墙体平面进行设计时,要充分考虑到主轴方向进行排列,通常情况下会选择多方向或者双方向进行安排,该种安排方式能够使得墙体能够达到预期平衡功效。当剪力墙的安全性能达到规定标准要求后,要充分考虑到剪力墙的现场施工,要制定更切合实际的管控措施降低施工成本,比如降低其侧抗拉力刚度等方式。另外,采用该种方法在降低施工成本的同时,也能够有效控制墙体重量。
3.3 连梁钢筋的配置
钢筋作为剪力墙构造的主要原材料,主要是由于钢筋的抗拉、抗压、屈服强度等性能具备较好优势性能,将其应用在剪力墙的结构设计中,能够使得剪力墙的抗震和承载能力有质的飞跃。再者,在剪力墙结构设计阶段,最为关键环节之一就是对于梁的设计,这将影响着剪力墙的稳定作用以及安全性能。
3.4 墙身钢筋的配置
墙身作为剪力墙结构的主体区域,承担着建筑结构多种作用力。故而,配置墙身钢筋时,要按照国家规范和标准要求,在对设计剪力结构设计时要科学校验钢筋配比。另外,在验算钢筋配比阶段,要对剪力墙水平、垂直方向的承载力进行科学计算、分析。比如剪力墙的抗震性能优化,要求钢筋配置达到不低于三级的标准,相应的墙身配筋率在垂直和水平方向要达到0.25%以上,并且钢筋间距在垂直和水平方向上要控制到300mm,相应的直径控制到8mm以上。
4结束语
剪力墙的优化设计对于整个建筑工程结构设计作用明显,将直接影响到整个建筑框架的安全稳定性。故而,在对剪力墙结构设计阶段,要严格按照国家规范和标准要进行设计,并且结合建筑现场施工的实际需求,对其进行优化设计,以发挥出剪力墙的最大效能,对于提升工程质量、安全和节省造价作用意义明显。
参考文献:
[1]汪力伟. 工民建工程建设中的剪力墙结构设计及其应用分析[J]. 名城绘, 2019(2):0341-0341.
[2]丁祖贤. 钢板阻尼器在预制剪力墙结构竖缝的应用研究[D]. 2019.
[3]黎向宇. 住宅建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计[J]. 居舍, 2018(36):103.
(作者单位:南京中核能源工程有限公司)
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;建筑工程
前言
在建筑工程领域,剪力墙设计的灵活应用较大程度解决了當前高层建筑抗震、抗风难题。在建筑结构设计阶段,剪力墙作为主要的承担横向力作用,并且对外整个建筑结构起到更好的支撑稳定作用,以确保建筑安全。同时,剪力墙能够有效保护现场施工的工作人员,并能有效保护好财产设备。故而,要稳固建筑结构性能,建筑企业应该高度重视建筑结构设计,并在其中合理应用剪力墙结构,继而确保整个建筑质量能够显著提升。
1 剪力墙结构概述
在建筑设计应用中,主要用作抗侧向水平力、抗震的结构,也常被之为抗风墙和抗震墙。剪力墙的作用主要是为了更好的巩固建筑的稳定作用,减小水平位移,对于侧拉力缓冲较为明显。按照施工的方法差异,可将其分为现浇框架、水泥预制等结构类型。剪力墙作为一种特殊建筑结构,实际用钢量不高,但可以更好的起到减小建筑侧向位移,并且起到较好的抗震功用。剪力墙通常用于高层建筑物,在高层建筑物内常常使用剪力墙结构。
2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的原则
2.1 平面内搭接
梁柱的最佳取代结构就是剪力墙。在对承载力进行设计阶段,要将梁和柱的功能进行科学统筹。设计阶段,要将剪力墙进行有序排列,通常是将其按照顺轴方向进行放置。同时,在垂直方向布置剪力墙时也要保证其连续性,不能降低其刚性,倘若在剪力墙结构施工开洞,要保证施工结果符合设计规范要求。再者,在设计、应用剪力墙时,要将其功能纳入考虑范畴之内,不能将其过多应用到工程建筑中,应该将剪力墙应用在较为关键位置,以发挥其主要作用。剪力墙发挥最为显著的功能之一就是抵抗建筑的横向力,倘若竖向承受重力过大,将直接影响到实际效果。故而,在设计阶段,要将剪力墙的特点作用充分考虑到,并且对其进行合理设计、应用。
2.2对墙体进行受力分析
剪力墙在建筑结构中应用较为广泛,发挥作用明显,主要是由于墙面在整体结构中承载着各种作用力。故而,进行剪力墙设计阶段,要根据建筑的现实需求,尤其是在承受弯矩阶段,可以将实体剪力墙应用其中。但在进行抗侧拉力阶段,可以应用另外设计方式,以更好的发挥出剪力墙的作用。
2.3 调整超限
(1)进行剪力墙的设计,主要是参考楼层间所承受的剪承载力进行决策。比如最初建筑设计阶段,为提升建筑抗震性能,就会刻意控制建筑总体重量。设计剪力墙时,只能在确保不影响建筑重量要求的前提下进行应用,以避免侧面拉力的作用影响。同时,为了控制建筑成本,通常会严控使用剪力墙。
(2)调整楼层高度避免位移问题发生。地震现象会使得建筑在水平方向产生位移,严重影响到建筑安全。故而,设计使用剪力墙时,应避免承受过多竖向作用力,要充分发挥其抗横向力的作用功能。设计阶段,要严控楼层之间高度,这将有利于减少楼层间的横向位移。
(3)设计阶段,超出规范标准以外的都是不符规定的设计方案。对剪力墙进行设计时,要保证剪力墙连续梁跨高比不小于2.5,倘若无法达到该要求,都是不符合规范要求,跨度过小或者过大都会影响到建筑安全。比如跨度过大将会提高剪力墙的重力作用,易于引发剪力墙出现墙体突变,留下风险隐患。在该种情况条件下,通常会设计使用框架式剪力墙,但当超限时,就要调整剪力墙的设计方式,以满足建筑的功能需求,以规避剪力墙发生刚度突变现象。
3 建筑结构设计中剪力墙结构的应用
3.1剪力墙截面的厚度
在对剪力墙结构进行设计阶段,要严格依据国家现行的规范要求对剪力墙横截面厚度进行把控。再者,剪力墙的主体结构是参考国家有关规范来计算截面厚度。比如在设计剪力墙底部横截面积时,短肢剪力墙厚度控制在0.2m以上。同时,去除底部外,其他部位的厚度也要控制在0.18m以上,只有设计时剪力墙保证足够的厚度,才能保证其性能需求。
3.2剪力墙体平面布置
剪力墙设计阶段,首先要进行剪力墙体平面布置,并且依据规范要求的设计原则,将剪力墙中心能够更好的契合墙体的实际刚度,继而保证功能要求符合规范要求,以实现墙体保持良好平衡作用。另外,在对墙体平面进行设计时,要充分考虑到主轴方向进行排列,通常情况下会选择多方向或者双方向进行安排,该种安排方式能够使得墙体能够达到预期平衡功效。当剪力墙的安全性能达到规定标准要求后,要充分考虑到剪力墙的现场施工,要制定更切合实际的管控措施降低施工成本,比如降低其侧抗拉力刚度等方式。另外,采用该种方法在降低施工成本的同时,也能够有效控制墙体重量。
3.3 连梁钢筋的配置
钢筋作为剪力墙构造的主要原材料,主要是由于钢筋的抗拉、抗压、屈服强度等性能具备较好优势性能,将其应用在剪力墙的结构设计中,能够使得剪力墙的抗震和承载能力有质的飞跃。再者,在剪力墙结构设计阶段,最为关键环节之一就是对于梁的设计,这将影响着剪力墙的稳定作用以及安全性能。
3.4 墙身钢筋的配置
墙身作为剪力墙结构的主体区域,承担着建筑结构多种作用力。故而,配置墙身钢筋时,要按照国家规范和标准要求,在对设计剪力结构设计时要科学校验钢筋配比。另外,在验算钢筋配比阶段,要对剪力墙水平、垂直方向的承载力进行科学计算、分析。比如剪力墙的抗震性能优化,要求钢筋配置达到不低于三级的标准,相应的墙身配筋率在垂直和水平方向要达到0.25%以上,并且钢筋间距在垂直和水平方向上要控制到300mm,相应的直径控制到8mm以上。
4结束语
剪力墙的优化设计对于整个建筑工程结构设计作用明显,将直接影响到整个建筑框架的安全稳定性。故而,在对剪力墙结构设计阶段,要严格按照国家规范和标准要进行设计,并且结合建筑现场施工的实际需求,对其进行优化设计,以发挥出剪力墙的最大效能,对于提升工程质量、安全和节省造价作用意义明显。
参考文献:
[1]汪力伟. 工民建工程建设中的剪力墙结构设计及其应用分析[J]. 名城绘, 2019(2):0341-0341.
[2]丁祖贤. 钢板阻尼器在预制剪力墙结构竖缝的应用研究[D]. 2019.
[3]黎向宇. 住宅建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计[J]. 居舍, 2018(36):103.
(作者单位:南京中核能源工程有限公司)