分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实际应用

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  【摘 要】在我国社会经济不断发展的形势下,我国信息技术进步速度也越来越快,在经济和技术并列发展的条件下,我国建筑行业得到了有效发展,建筑产业属于我国的支柱产业,在当前的建筑结构设计当中,剪力墙结构是主要结构之一。因此进行剪力墙结构应用探究是十分必要的。
  【关键词】剪力墙结构设计;建筑结构设计;实际应用;效果
  近年来,建筑建设技术得到了快速发展,新型建筑结构也得到了创新,在当前的建筑结构设计当中,剪力墙结构设计的应用效果是比较显著的,剪力墙的应用优点比较多。在实际的剪力墙结构设计应用当中,必须全面考虑剪力墙的应用优势以及劣势,要根据建筑结构设计的具体情况,最大程度提高剪力墙结构应用率,促进建筑行业的长期稳定发展。
  一、剪力墙结构设计基本内容
  (一)剪力墙结构设计简介
  剪力墙结构在高度以及宽度上面相对来说都是很大的,但是在厚度上面是很小的,这样就在一定程度上使得剪力墙的受力形态比较特殊。剪力墙在几何特征上和平板差不多,在受力形态上,剪力墙反而与柱子比较相似,另外在具体的比值上却和受力形态有所不同,与柱子是不一样的[1]。剪力墙结构其实就是平面结构当中的一种,该结构不仅会受到竖向压力,还会受到水平压力,在双重压力下,该结构的抗压能力是比较强的。但要想抵抗地震以及风力的话,不仅要使得剪力墙达到刚性强度,还应当具有反复循环的延性,要求是比较严格,因此在具体的剪力墙结构设计当中,要注意把其设计成为弯曲型的结构,这样可以大大提高其延性[2]。
  (二)剪力墙结构的具体分类
  根据能否开洞和开洞具体宽度,可以把剪力墙结构分成四个类别。
  第一个剪力墙类别是曲型剪力墙,这种类别的剪力墙是无法实现开洞的,即使开洞,其宽度也是比较小的,会在15%以下,这种剪力墙结构其实和悬臂墙差不多,在墙肢的具体高度上,这种剪力墙的弯矩图是不存在弯点的,当然也不能会出现突变现象。
  第二个剪力墙类别是弯曲型剪力墙,这种剪力墙是有一个小开口的,但在这样的小开口剪力墙上,开洞宽度却是比较大的,在15%以上。在墙肢的具体高度上,这种剪力墙是没有反弯点的,另外该种剪力墙的弯矩图相对位置也是会出现突变的。
  第三个剪力墙类别是双肢型或者多肢型,这种类型的剪力墙开洞是比较特殊的,主要呈现出成列分布的形态,但它的开口相对来说比较大,和小开口类型的剪力墙是存在差异的,但在剪力墙受力上面,此类剪力墙和小开口剪力墙是比较相像的。
  第四个剪力墙类型是壁式框架剪力墙,这种类型的剪力墙连梁线刚度是比较大的,其洞口宽度也比较大,在变形形态上,该类剪力墙属于剪切型,在受力形态上,该种剪力墙和框架结构是很像的,这类剪力墙在很多高层楼层当中是存在反弯点的,也会出现弯矩图突变现象。
  二、剪力墙尺寸合理选择
  在剪力墙结构设计当中,尺寸选择是比较重要的,首先在剪力墙厚度上,在底部应当增加厚度,厚度应当在200毫米以上。进行剪力墙结构设计的时候,如果出现异常问题的话,要进行概念分析,要准确计算墙肢轴压的具体数据,要实现剪力墙结构正常连接,尽可能的降低剪力墙的实际厚度。
  在剪力墙肢具体强度设计上,要保证墙肢长度在8米以下,要保证剪力墙结构具备良好的延性。要想防止结构被剪切破坏,就要创新和设计出延性比较强的剪力墙。为了解决一些剪力墙墙体长度过长的问题,要保证墙体高度与宽度的比值在2以上,要进行剪力墙洞口开设,要实现连肢墙代替长墙,要选取弱连梁洞口[2]。
  三、剪力墙结构的具体设计以及计算要求
  在剪力墙结构的具体设计当中,要严格遵循相关设计标准要求,要严格遵循相关数据计算原则。首先,在剪力墙结构设计当中,降低剪力墙结构自重是很重要的,要想防止地震发生,应当尽可能的减少剪力墙的布置次数,在进行该工作之前,要保证短肢剪力墙底部地震倾覆力矩与结构底部总力矩的比值在百分之四十以上[3]。最好选用开间相对来说比较大的剪力墙,这样可以增强其侧向刚度,要保证楼与楼之间的剪力系数在标准范围之内,从而减少工程所需费用。
  然后,在剪力墙结构设计当中,如果结构跨高比不符合标准数值的话,這样的连梁是可能出现剪力问题以及弯矩问题,因此要严格控制连梁跨高,要保证这个高度在标准要求范围之内。对于那些连梁跨高超过标准范围的,应当严格依照跨架梁的相关标准要求进行结构设计。在剪力墙结构设计以及应用过程中,应当严格按照连梁具体要求,这样不仅可以节约建设资金,还可以优化剪力墙结构性能。
  四、剪力墙结构体系研究
  在建筑结构设计当中,剪力墙结构设计是非常重要的,在具体的剪力墙结构设计应用当中,剪力墙的优势和劣势都显露了出来。在建筑结构设计当中,剪力墙有承载力比较强以及刚度比较强的优点,但在剪切变形上面,剪力墙的缺点是比较明显的,该结构平面相对来说是比较薄的,一旦开动的话,剪力墙形式是比较多样化的,在实际的受力上面也比较复杂,就会严重降低剪力墙结构的应用效果。
  多次震害相关数据表明,只有增强建筑结构的抗震强度,才能降低地震当中受到的损害,但抗震强度也是有底线的,不能无范围的增大。因此在具体的剪力墙结构设计当中,必须用到剪力墙抗侧能力比较大的优势,要在最大程度上节约工程资金,增强剪力墙功能。
  五、剪力墙结构设计在建筑结构设计当中的具体应用
  (一)在合理定位上的应用
  在剪力墙结构设计应用当中,要注意进行剪力墙合理定位,在进行平面布置过程中,要严格遵循对称均匀等相关标准要求,要实现墙面结构质量核心与刚度核心一致性目标,这样可以有效降低扭矩产生率[2]。要尽量使得内部剪力墙和外部剪力墙对直,促进剪力墙肢截面规则化。
  (二)在大墙肢处理当中的应用
  剪力墙自身有延伸性标准原则,所以在具体的结构设计当中也要保证这样延伸性原则,只有这样才能提升墙体整体性。剪力墙往往很容易成为高状结果,产生弯曲破坏问题,导致结果脆性破坏。所以,在具体的结果设计过程中,要严格按照承载力情况进行剪力墙结构设计,最好进行分层间隔设计,通过实现独立情断的有效分割,增强墙体结果承载能力。另外,当墙段长度变小之后,墙体配筋支撑效果也会更加明显。要想解决这种问题,对于那些比较长的墙肢来说,可以通过开施空洞以及开计算洞进行解决,从而促进长墙肢的有效分离,增强墙肢配筋能力。
  (三)在墙体配筋当中的应用
  增强剪力墙配筋功能的作用是比较大的,可以明显提高剪力墙结构安全性,剪力墙面是比较大的,在进行墙体配筋时,往往在内侧采取钢筋竖向放置的方法,在外侧采取钢筋水平放置的方法,严格按照相关计算要求和规范,把配筋率控制在合理范围内。另外还可以使用双向钢筋网片,这样可以有效节省配筋材料。
  六、结语:
  综上所述,剪力墙结构设计在建筑结构设计当中的应用效果是比较大的,但在具体应用当中还应当注意一些问题,要严格按照相关标准要求和原则进行结构设计,节约工程建设成本,促进工程建设可持续发展。
  参考文献:
  [1]唐利平.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].建材与装饰,2014,(23):8-9.
  [2]张金良.建筑结构设计中应用剪力墙结构设计的作用分析[J].建筑工程技术与设计,2014,(17):243-243.
  [3]王征,李忠凯.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2014,(6):210-210.
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