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摘要:从建筑结构设计实践来说,剪力墙结构设计为重点内容,做好结构设计要点的把控,保障建筑的抗震性能。现结合建筑结构设计实践,总结开展剪力墙结构设计的要点,为相关人员提供参考借鉴。
关键词:建筑设计;剪力墙;结构设计
1.剪力墙结构的介绍
1.1什么是剪力墙结构
剪力墙结构指的是由大量构件组成的墙体,可以承担水平作用力的结构,能够降低建筑结构遭受剪切力的破坏,组成墙体的主要材料为钢筋混凝土,施工的过程中将梁柱使用钢筋混凝土能够有效承接水平方向的作用力,剪力墙应为提升了建筑的稳定性,以此被广泛应用到建筑结构中。但是在实际施工中,因为施工预算等因素的影响,剪力墙的厚度会降低。
1.2剪力墙结构的类型
根据所受到的力不同,使用剪力墙的类型也不同。剪力墙的结构类型主要有以下四种:①整体性剪力墙,这种剪力墙洞口的数量不多甚至没有洞口,如果要开洞口要控制洞口的面积在墙体整体面积的1/6,而且对洞口长边尺寸的距离也规定,还要注意减少剪力墙的反弯作用;②壁式框架剪力墙墙体上的开洞尺寸较大,产生节点区,形成较大的刚性区域;③洞口成列布置的联肢墙体剪力墙,该结构的剪力墙稳定性更高;④整体小开口剪力墙,其开口竖向成列分布,洞口在整体面积中所占的比重依然不大。
2.剪力墙结构的优点
2.1稳定性强
剪力墙结构作为建筑物的荷载结构,必须要具备足够的稳定性才能使得建筑更加的牢固。社会发展使得建筑的数量越来越多,而且为了节约土地资源,为生产生活提供更多的场所,建筑的高度也持续增加,越高的建筑对稳定性的要求越高。剪力墙被应用到建筑结构中,大大提升了建筑的稳定性,对保障人们的居住质量有重要意义。
2.2安全性高
安全是我们从事一切活动的前提,因此各行各业都非常重视安全问题。建筑行业的安全问题尤为重要,建筑稳定性强,遭受自然灾害影响就小。剪力墙结构的设计将会提升建筑的安全性,尤其是在当前建筑性能更加完善的现在,不能过于追求建筑科技性,降低安全要求。建筑建设的各个环节必须按照建筑行业的规定展开工作,确保建筑的安全性。
2.3提升建筑抗震能力
剪力墙结构的主要作用就是利用自身结构设计的强抗震能力,提升建筑的稳定性。近年来我国地质灾害频发,尤其是地震灾害,地震的不可预测性以及强大的破坏力更是威胁着人们的安全健康,剪力墙结构的作用就是其高强度的承载力,降低地震对建筑的影响,维护人们稳定的生活。
3.剪力墙结构设计要点
3.1做好参数标准的把握
首先,计算振型数。通常来说,建筑剪力墙结构设计,应计算较多的振型数,要做好质量系数的把握,保证能够超过最初设定的数值,以此保证建筑结构设计方案的合理性。对于振型数的选择,应结合建筑类型确定,例如高层建筑多超过15。
其次,计算墙体竖向分布筋配筋率。一般来说,配筋率大小多以实际配筋率为主,以此减少整体计算结果的偏差。若未按照实际配筋率开展计算,极易造成受弯钢筋数值变化。
最后,确定最小地震剪力系数。从建筑剪力墙结构设计实践来说,结构计算参数的确定,最小地震剪力系数为核心标准,产生的抗震作用,多被用于衡量抗压性和稳定性。通常来说,低烈度区,较高的房屋建筑物底部,其最小地震剪力系数,通常小于设计要求。
3.2做好平面结构布置
建筑剪力墙结构设计中,要做好平面结构布置。具体布置时,坚持整体性原则进行把控,并且做到简单且均匀对称。
平面结构的布置,若建筑结构的长度和宽度均很大,同时结构不规则,那么要布置适宜的温度伸缩缝,确保结构的合理性。布置剪力墙,按照沿着周围布置的原则操作,实现增强结构整体抗扭转能力的目标,对于结构质量中心,要保证其和结构刚度中心有效重合,当遇到地震情况时,实现减少扭转力给结构造成影响的价值[1]。
3.3合理布置竖向结构
一般来说,建筑的竖向刚度,多被竖向受力构件多次转换影响。基于此,通过适当增加剪力墙转换层垂直结构的方式,保障剪力墙的稳定性。对于刚度的控制,从控制剪力墙转换层传力模式的角度入手,保证从上到下传力路径相同,以免发生水平方向的多级转换,避免产生多次转换次梁的情况。选择转换梁上层墙体位置以及中间支柱中,设置孔洞,达到增强竖向承重的效果。若想保证多级转换,确保传力方式相同,那么要在转换层主体结构内,设置竖向抗侧力构件,以此确保剪力墙整体结构的性能,使其达到稳定性以及牢固性的要求。
3.4做好连梁设计
建筑剪力墙结构设计中,连梁的设计,主要是为了控制由于剪力墙水平力作用,造成的墙肢变形,确保建筑剪力墙整体的安全性,所以有着重要的地位。因此在开展建筑剪力墙结构设计时,需要重视连梁的设计把控,保证连梁设计的科学性和合理性。开展建筑剪力墙结构设计时,对于超筋情况,要采取有效的措施加以解决。具体如下:①调整建筑剪力墙连梁弯矩以及剪力塑性。②按照实际情况,来控制连梁界面高度。③若连梁被破坏后,如果剪力墙竖向荷载,没有发生很大的变化,则可以不设置连梁,通过优化墙肢配筋的设置,增强整体的性能[3]。
4.装配式建筑剪力墙结构设计要点
4.1荷载的取值
一般来说,装配式建筑的自重,相比现浇结构要大,具体表现为预制非承重墙体密度以及楼板自重。住宅建筑中的非承重墙,多选择多孔砖材料或者加气混凝土砌体,容重范围为8~14kN/m3。同时装配式建筑很多构件为预制,比如围护墙,集成了窗框材料和饰面材料等,同时要达到吊装作业和运输作业等基本要求,因此多设计为配筋混凝土结构,容量选择为25kN/m3。通常来说,住宅建筑开间多设计为3300~4000mm,建筑楼板厚度可以选择其跨度的1/40-1/30,具体为100~120mm。建设的装配式建筑,因为建筑楼板设计为叠合板,按照现行的规程,叠合板预制板的厚度要大于60mm,同时后浇混凝土叠合层厚度要超过60mm。
4.2剪力墙设计
基于施工便利的前提,预制剪力墙通常为300mm模数,对于预制剪力墙,要做好长度的控制,单片墙重量要小于5t。若为现浇结构,当剪力墙的厚度设计为200mm,那么构造边缘构件的长度可以选择为400mm;如果存在转角墙或者翼墙,那么构造边缘构件的长度可以选择为300mm。设计的装配整体式剪力墙,对于边缘构件的长度,在取值时,要综合分析水平钢筋的直径以及锚固长度。按照图集,预制墙身中使用的水平钢筋材料,应用在现浇段中,设计的直锚长度要超过1.2LaE;若为U形锚,则要超过0.6LaE;若为135°弯钩,那么要超过LaE。举例135°弯钩锚固,按照抗震等级二级设计,若使用的混凝土强度为C35,使用直径大小为12mm的三级钢,那么预制墙身水平钢筋的锚固长度,即LaE为37d+10=454mm。若设置一字墙,如果构造边缘长度依旧选择400mm,那么预制墙体的水平钢筋则会突出。如果设置为翼墙或者转角墙,设计的T形边缘构件以及L形边缘构件直段长度(S)参数为300mm,单边现浇长度参数为500mm,虽然锚固长度可以达到要求,不过考虑施工工序特点,作业时水平钢筋会进入边缘构件的核心区域,增加了作业困难,给安装作业进度造成影响。因此,开展剪力墙拆分时,要做好实际情况的分析,依据配筋来确定边缘构件的长度,保证水平钢筋的直线长度能够达到安装以及锚固作业要求。
5.结束语
综上所述,建筑剪力墙结构设计实践中,要严格按照规范标准,做好设计要点的把控。文中结合具体实践,总结了建筑剪力墙结构设计需要注意的要点,共享给相关人员参考。
参考文献:
[1]赵志诚.对高层建筑框架剪力墙结构设计中一些问题的思索[J].建材与装饰,2019(35):95-96.
[2]李奇.高层及多层民宅建筑设计中剪力墙的结构设计建议[J].中国标准化,2019(22):61-62.
[3]吴涛.高层建筑的剪力墙体系结构设计应用探讨[J].建材与装饰,2019(30):91-92.