浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用 梁铁亮

发表时间:2018/7/25   来源:《基层建设》2018年第17期   作者:梁铁亮
[导读] 摘要:随着我国社会主义现代化建设的不断加速前进,人民物质生活的水平在不断提高,人民逐渐富了起来,也因此人民开始追求更为高品质的城市生活。
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        摘要:随着我国社会主义现代化建设的不断加速前进,人民物质生活的水平在不断提高,人民逐渐富了起来,也因此人民开始追求更为高品质的城市生活。在建筑领域中,为了满足人们高品质的建筑结构需求,开始将剪力墙结构设计科学合理的应用到建筑结构中。本文首先详细记述了剪力墙结构设计的发展历史、研究现状、分类标准以及基本理论,接着系统阐述了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。希望本文在一定程度上能给相关工作人员提供一些指导意见,为建筑事业贡献一份薄力。
        关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;应用
        前言
        从1978年到如今的2018年,改革开放已经过了四十载的时间,中国社会发生了天翻地覆的变化,国民生产总值越来越多,国家现代化建设不断加强,城镇化道路越走越快,与我国高速经济增长相伴随的就是我国建筑领域的迅猛发展,建筑建设的相关技术水平得以不断提高,各式各样新的设计理念与理论方法显现出来。作为当今现代化社会最为常见的建筑结构——剪力墙结构,不但可以将施工工期缩短,还可以提升建筑物的整体性能及使用年限。在实际的具体建设中,对于剪力墙类型的选择要根据实际情况具体问题具体分析,从而使得剪力墙结构得以发挥其真正的价值与作用。
        一.剪力墙结构设计的发展历史与研究现状
        该理论最早由Chitty.L于1947年提出,到了二十世纪六十年代Coull.A与Roseman.R对Chitty.L理论进行了进一步的深入研究,并将其理论部分进行了适当的修正。等到了二十世纪八十年代,剪切墙结构理论进一步得到了丰富,进入到了对其弹塑性性能的分析阶段,随后又有很多学者专家对剪力墙结构理论不断完善与改进。近年来随着我国社会主义现代化建设的加速建设,城镇化道路的不断深化,人口逐渐向城市聚集,导致城市的可利用土地资源逐渐变得稀缺宝贵,建设成本也逐渐加大,为了节约建设成本,控制工程造价,剪力墙结构问题逐渐起到了至关重要的作用,并且还可以满足房屋的结构稳定性及安全性,符合我国当今建筑行业的健康可持续发展理念。
        二.剪力墙结构概述
        剪力墙通常还有其他名称,例如:抗震墙、抗风墙、结构墙等。其主要物质是钢筋混凝土,在建筑物中的作用主要是承受地震作用或是风荷载所引起的垂向荷载以及水平荷载以防止遭受剪切结构破坏的墙体。实际施工中我们必须要合理研究墙体的受力能力,它主要承受垂向与横向的压力影响,只有科学合理的墙体受力分析才能真正意义上地提高建筑物的稳定性与安全性,进而使得建筑物的使用寿命得到相对增长。为了保证剪力墙的刚度与承载力相对科学合理,必须要求相关技术人员对其进行评估,保证其承载力在规定的合理范围内才可以。并且在我们实际的应用中并不能使用通常所讲的单侧连接方式。此外还要尽量保证楼层的建立系数达到最小,只有这样才能够尽可能的增大安全系数,保护人们的生命健康安全,而且在某种程度上还可以降低经济成本,使利益最大化。
        三.剪力墙的分类
        依据剪力墙的开洞情况对剪力墙进行如下分类:
        1.整体墙
        所谓整体墙,是指没有洞口,或者是存在少量洞口但却可以将其进行忽略不计的剪力墙。还有一种情况是当剪力墙的门窗洞口的总面积不超过剪力墙的墙体总面积的百分之十五,并且洞口至墙边以及洞口之间的间距均大于洞口长边尺寸时,也可以将其归为整体墙,整体墙一般的受力情况是一端固定、一端自由,就算墙体受力变弯,它的截面依然保持平面状态。
        2.整体小开口墙
        整体小开口墙与整体墙的主要区别在于,整体小开口墙的洞口尺寸稍微大一些,它的洞口总面积占比超过了百分之十五,无法忽略不计。它的主要特点是墙肢的局部弯矩往往不会超过百分之十五(相对于总的墙体弯矩)。
        3.联肢墙
        联肢墙较上述两种相比,在洞口情况上是具有一列或多列洞口,相当于一系列的墙体由连梁组织而成。因此正是由于连梁的存在。

导致剪力墙的刚度被减小,致使剪力墙的受力变形情况被大大加深。详细划分,双肢墙为剪力墙上只有一列洞口的情况;多肢墙为剪力墙由多列洞口的情况。
        4.壁式框架
        壁式框架的洞口极其巨大,从而导致墙肢宽度与洞口相比反到还要小一点。受力情况与标准的框架结构十分相似,这也是它名字的由来所在,此外还经常会出现反弯点现象。
        四.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
        为了使整个建筑结构的设计变得更为科学合理,将剪力墙结构设计应用到其中,为现代建筑设计事业添砖加瓦。在具体的实际操作中,一定要采取循序渐进的方法模式对剪力墙结构进行设计,将建筑结构中的窗体与墙肢有效的连接在一起,此外还必须要对垂向与横向进行科学研究布局,以避免裂缝、断裂等质量问题的出现,进而保证建筑结构整体设计的科学性与合理性。在剪力墙结构的实际应用过程中,必须要充分研究剪力墙的各种布局形式,以及剪力墙相互之间的实际距离问题,为了保证剪力墙能够始终处于一个相对比较平稳的相对状态,应该尽量避免剪力墙之间距离过近的问题发生,进而使得剪力墙的受力情况能够均匀分布,充分发挥出剪力墙结构的优秀性能与作用,对于增强建筑工程的整体结构质量具有着深刻意义与价值。从提升建筑物的整体抗震性能来说,剪力墙结构的计算问题是至关重要不可或缺的所在。通过剪力墙结构数值的准确计算可以使得建筑结构的质量得到十分大的飞跃,并且将建筑结构的稳定性与使用价值达到最大化。
        在具体应用中,需要科学分析确定剪力墙的合理位置,这样能够使得剪力墙的位置不至于过分失准,也能避免影响剪力墙的刚度及墙体垂直度,从而避免剪力墙结构的平面均衡性出现失常现象。通常出现的各种各样的弯矩问题都是因为剪力墙的刚度降低所导致,因此也从另一方面说明了确定合理的剪力墙位置的重要性。
        此外在具体的剪力墙结构应用中,还需要科学合理的处理好约束边缘构件问题。约束边缘构件并不是越强越好,当它过分增强时会导致墙体刚度增大,延展性被降低,从而导致剪力墙的消耗能量的能力被大大减小,还会使得抗减与抗弯的承载力大大增大,进而导致受压区所在区域部分的混凝土产生突发性的脆性破坏,引发安全隐患,甚至是对人的生命健康造成灾害。因此相关技术人员必须科学合理的对剪力墙结构的边缘构件进行设置,才能够真正意义上的使得剪力墙结构在建筑结构中应用的价值发挥出来。
        总体来说剪力墙结构在建筑结构中应用的优势在于它具有超高的刚度以及低廉的成本,不但可以促进隔离墙与承重墙的有效合成,还可以保障建筑结构的质量与施工的难度和压力,进而使得施工企业的生产效益得到提升,为了保障当今人们对高品质高性能的建筑结构的大量需求,必须要科学合理地将剪力墙结构应用到现代的建筑结构中来。
        结论
        综上所述,在我国社会主义现代化建设不断加速的大时代大背景下,城市当中的高层建筑不断兴建起来,伴随着建筑数量的与日俱增,人们对于高品质高安全性的建筑结构需求也在不断加大,为了满足人们这种对物质生活的不断向往,剪力墙结构设计开始不断应用到现代画的城市建筑结构中来。相关建筑企业也对剪力墙结构格外重视,并在近些年来不断研究优化。本文先是介绍了剪力墙结构设计的发展历史与研究现状,然后详细阐述了剪力墙结构概述问题以及剪力墙的具体分类情况。最后本文系统的论述了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。希望本文能够在一定程度上为相关工作人员提供一定的指导意见以及借鉴价值。
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