建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析 朱飞强

发表时间:2019/6/25   来源:《建筑学研究前沿》2019年4期   作者:朱飞强1 刘诗丹2
[导读] 从而提升建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用效力,提升建筑工程结构的稳定性和安全性,促进我国建筑工程行业的深入发展。

1武汉市江夏区城镇管网建设办公室  湖北省武汉市
  2武汉市江夏区城建市政公用设计院  湖北省武汉市
  摘要:随着我国建筑工程行业的深入发展,人们对于建筑结构设计也提出了经济性、安全性和稳定性的具体要求。而剪力墙结构设计的全面应用,能够全面提升建筑结构的稳定性和安全性,能够使施工企业从建筑结构之中获取预期的经济效益与市场效益,这也使剪力墙结构受到了行业内的广泛关注。本文首先分析了建筑结构设计中剪力墙结构设计应用的主要优势,同时根据剪力墙结构设计应该遵循的主要原则,提出了剪力墙结构的应用方式,希望能对建筑结构设计人员起到一定的积极作用。
  关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用
  
  
  一、剪力墙结构的主要优势分析
  剪力墙结构设计的重点在于明晰剪力墙结构的概念。剪力墙结构的设计,主要作用在于能够对于风的剪切力和地震的地震力进行抵抗,因此我们也常常称剪力墙为抗风墙和抗震墙。这也就说明了建筑结构之中,剪力墙结构的主要作用在于确保建筑物不会因为剪切力而遭到相应的破坏。在建筑工程施工之中,剪力墙结构的建筑材料往往选择的是钢筋混凝土材料,使其能够获得较为强大的兼顾性能。而所谓的建筑结构,也就是指在建筑物之中,有相应数量的构件连接所组成的能够对空间提供一定的荷载能力的建筑体系。而根据当前建筑结构标准的不同,建筑物的结构也有着不同的分类。剪力墙结构是其中较为重要的结构分类组成之一。一般来说,剪力墙结构有着抗侧刚度较大、使用材料较少、抗震性能较强等优势,使其在我国建筑工程结构设计之中有着较为广泛的应用。而从简单的角度上来说,剪力墙结构就是采用钢筋混凝土墙板来承受垂直向力和水平向力的结构。在进行剪力墙结构的设计时,施工企业应该采用相应的钢筋混凝土材料来代替建筑物框架和结构之中的梁柱,从而使其能够承受多种力的荷载,进而将建筑物产生的力进行有效的控制。也就是说,剪力墙结构是以竖向钢筋混凝土墙板作为结构核心进行设计的,而建筑物水平方线的受力依然由钢筋混凝退搭建的楼板进行承受,而通过这种构造方式而形成的应力体系就是我们常说的剪力墙结构体系。剪力墙结构在建筑结构设计之中的应用,能够使建筑物获得更加良好的抗震性能与刚度,因此在建筑结构设计之中获得了深入的推广与全面的应用[1]。
  二、剪力墙结构设计应该遵循的主要原则
  (一)对于楼层最小的剪力系数进行合理调整
  楼层之间最小剪力系数对于建筑结构的设计质量有着深远的影响,而进行剪力墙结构的设计时,在建筑物的楼层之间,应该根据楼层的实际要求进行效应的调整,使其能够满足最小剪力系数的根本原则。在实际的施工过程之中,为了能够减少建筑物本身的重要,全面提升建筑物的抗震能力。同时,剪力墙在剪力系数的调整过程之中,设计人员应该对于剪力墙的数量以及剪力系数进行科学的测算与分析,使剪力墙的数量得到有效的调控。另外,应该对于剪力墙进行大开间处理,从而使剪力墙结构拥有更加良好的侧向刚度。在这种情况下,建筑物楼层之间的最小剪力系数将会得到全面的控制,进而起到降低工程造价,节约施工成本的最终目的,提升建筑工程的经济效益[2]。
  (二)调整剪力墙的刚度和承载能力
  在建筑工程的建设之中,剪力墙结构的平面内的力学强度较高,在平面之外的力学性能较差,这也就导致相关设计人员在设计过程之中,往往不会对其平面外的刚度和承载性能进行验算,而是通过相应的防护手段来对于结构进行处理,防止剪力墙结构在使用过程之中,出现受到外界的不良影响导致剪力墙结构承载能力下降的问题。



  (三)重视剪力墙的连梁超限问题
  在剪力墙结构的设计过程之中,如果剪力墙的跨高比在2.5以下,那么就会出现剪力与弯矩超出实际要求的情况。如果剪力墙的连梁跨度比在5之上,就应该采用框架梁的设计方式进行设计。也就是说,在设计过程之中,应该对于剪力墙结构的连梁情况进行深入且细致的分析,对于超限情况进行及时的调整,从而确保剪力墙结构的施工质量能够满足施工需求,对于工程的造价成本也能起到有力的调控作用。
  (四)对建筑结构截面的承载能力进行调控
  在当前建筑工程剪力墙结构的设计之中,相应的设计人员不仅要对于墙体结构之中,水平和竖直方向的作用力进行合理的计算,同时还要对整体结构的截面承载能力进行计算和研究,使其处于可控范围之内。通过对建筑结构截面承载能力的调控,能够全面提升剪力墙结构的稳定性和安全性。
  三、剪力墙结构的主要应用手段
  (一)对剪力墙进行合理定位
  剪力墙在进行布置时,应该遵循均匀、对称的结构布置原则,其墙面结构刚度中心要能够与质量中心完美重合,从而达到降低扭矩的根本目的。内部和外部的剪力墙应该进行拉通和对直处理,剪力墙的墙肢截面形式要有一定的规则性,设计上要保持相对简单[3]。
  (二)对于剪力墙墙肢种类进行设计
  剪力墙墙肢种类的设计是剪力墙结构设计的主要内容,这也就要求了相应的设计人员能够对其进行全面的重视。剪力墙的墙肢分类往往通过墙肢厚度以及高度来进行划分,一般分为短肢剪力墙结构和一般剪力墙结构。除此之外,剪力墙双向墙体的刚度要能够保持接近或者一直,总体的受力要保持均匀,可以通过一定的调整手段来使剪力墙结构的钢心保持相应的稳定性。如果剪力墙在施工过程之中出现了外弯的情况,应该将剪力墙结构设计进行调整,或者通过添加构件的方式来缓解这种情况,从而确保梁端的安全系数。
  (三)剪力墙的厚度设计分析
  对于剪力墙结构设计而言,其厚度设计较为复杂,涉及到的内容较多。在设计过程之中,要能够使一二级剪力墙厚度不低于16厘米,三四级剪力墙厚度在14厘米。同时,剪力墙的厚度不能低于层高的百分之5。在没有端柱设计或者翼墙设计时,剪力墙结构的厚度不能比层高小,同时一二级剪力墙不能低于十六分之一的无支长度,三四级剪力墙不能低于二十分之一的无支长度[4]。
  (四)连梁设计分析
  所谓的连梁,也就是连接剪力墙墙肢与墙肢之间的梁体。连梁结构能够对于墙肢结构产生直观重要的作用,因此设计人员必须对于连梁的设计工作加以高度的重视。连梁的设计要点在于,要对于连梁的跨高比以及截面尺寸进行全面的设计,如果连梁的刚度超过需求值过多时,要进行折减处理。而在当前的建筑结构设计之中,如果仅仅依靠相关标准的分析是很难实现折减处理的,因此需要通过适当的开裂将内力引入到墙体之中,从而达到刚度的折减处理的最终目的。而折减系数则是连梁设计时需要重点关注的指标,如果防裂度较低时,需要进行较少的折减处理,而如果防裂度较高时,则需要进行较多的折减处理。而无论选择怎样的这件方式,其折减系数都应该保持在0.5之下,在实际的设计过程之中,应该能够通过提升混凝土等级的方式来使练练的抗剪承载能力保持在合理范围之内。
  四、结束语
  本文首先对于剪力墙结构在建筑结构设计之中的应用优势进行了分析,并提出了剪力墙结构设计应该遵循的根本原则,同时对于建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用方法进行了全面的分析,提出了对剪力墙进行合理定位、对于剪力墙墙肢种类进行设计、剪力墙的厚度设计分析、连梁设计分析的多种应用要点,从而使相应的设计人员能够明确剪力墙结构设计的主要内容和基本方法,从而提升建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用效力,提升建筑工程结构的稳定性和安全性,促进我国建筑工程行业的深入发展。
  参考文献
  [1]杜靓. 建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J]. 建材与装饰,2017,(44):62-63.
  [2]魏春铁. 建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用分析[J]. 建材发展导向(上),2018,16(11):68.
  [3]黎云剑. 建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用分析[J]. 绿色环保建材,2017,(008).
  [4]王宇. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用[J]. 城市建设理论研究(电子版),2015,(2):3173-3173.

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