摘要:随着科学技术的不断进步,在建筑结构设计中,也充分应用了先进的施工技术,剪力墙结构技术便是其中一种。要结合剪力墙结构的特点,以及建筑工程施工实际情况,制定合适的施工技术方案,以保障剪力墙结构质量。
关键词:剪力墙结构;建筑结构设计;应用
设计环节目前仍然是影响建筑业质量最重要的因素之一,因为它不仅在建筑中发挥着积极的作用,而且与建筑结构的安全稳定密切相关,建筑工程中的人和物必须要保护,为了使得建筑物有更好的结构性能,建筑公司必须控制剪力墙的设计原则,以便将良好的科学知识应用到结构设计中,所以我们要提高施工技术的质量和水平,因此,在多年工程实践的基础上,要学会如何将剪力墙更好的应用于建筑设计中。
1 剪力墙结构的分类和优缺点
1.1 剪力墙结构的分类
剪力墙本身的厚度、宽度和高度,将会对其承载力造成一定的影响,其可分为以下几类:第一类是在设计剪力墙的时候,不再墙体上打孔开洞,即使是开洞了,也要将其面积控制在15%以下,防止因为孔洞过大而影响剪力墙的稳定性,防止出现曲型突变;第二类是剪力墙开洞面积比较大,洞口以分布式排列,需要规避剪力墙发生弯曲变形;第三类是采用壁式框架设计法,剪力墙上有较大直径的洞口,会在力的作用下发生变形。
1.2 剪力墙结构的优缺点
剪力墙结构的优点主要表现在以下几个方面:一是剪力墙结构设计,在建筑设计中所花费的成本比较低,可在维护剪力墙结构质量,强化建筑功能性的同时,减少设计成本和施工成本;二是剪力墙的刚度性较好,其在功能上较为完整,能够承受各种负荷力,提高剪力墙的承载能力;三是剪力墙结构的应用,有利于重新组合建筑设计中的承重墙和分割墙体,有利于拓展建筑项目的内部空间,使其外观上更加美观。
当然,剪力墙结构也同样有着其缺点,正是因为剪力墙结构的刚度比较好,这就使得其一旦遇到外力的影响,便会进行抵抗,以致于在力和力的作用下发生变形;二是剪力墙结构中的框架设计,会增加剪力墙的重量,同时也使得建筑整体重量提升;三是就目前而言,所应用的剪力墙结构,在承载功能方面还有待进一步挖掘;四是虽然剪力墙施工的成本相对来说比较低,可在一定程度上节省施工材料,但是同样也会对剪力墙结构的延续性产生影响。
2 建筑结构设计中剪力墙结构设计原则和要点
建筑结构设计中剪力墙结构设计原则和要点,体现在以下三个方面:第一,在设计剪力墙结构的时候,应当对墙体的受力情况进行分分析。基于墙体的平面布置,需要了解墙体纵向和横向的受力状况,分析其剪力,并将分析得出的数据和结果,作为剪力墙结构设计的依据;第二,在设计剪力墙结构平面布置图的时候,需要与主轴方向保持一致,纵向的布置要遵循自上而下原则,在布置的时候应当均匀,不可中断,而且还需要考虑和预防刚度突变状况;第三,需要根据施工的实际情况,来调整相应的指标。例如,剪力墙的抗震设计,必须达到施工标准要求;设计剪力墙结构连梁的时候,则要规避超筋现象,跨高参数要符合事情,做到实事求是,具体问题具体分析,以提高连梁设计水平。
3 建筑结构设计中剪力墙结构设计的有效应用
3.1 科学选择剪力墙肢的厚度和长度
设计剪力墙结构时,需要根据实际情况来合理选择墙肢的长度,墙肢的长度过长或过短,都会直接影响剪力墙结构的质量,不利于剪力墙结构稳定性的提升。墙肢的厚度也是关键因素之一,在设计厚度参数的时候,应当从剪力墙结构的刚度来考虑。通常情况下,高层建筑剪力墙结构的墙肢体厚度应为20 cm,与其填充墙厚度保持一致。但是如果高层建筑中没有设计地下室,基础埋深需超过250 cm,墙体的高度应达到500 cm以上,墙肢的厚度要高于填充墙厚度。下墙肢的长度不可超过800 cm,下跨的高度要大于600 cm。
另外,在确定墙肢厚度和长度的时候,还可以从两方面着手:一方面是设计抗震墙的厚度,严格按照施工标准中的要求来设计参数。一般来说如果抗震性达到一或二级,其厚度至少要达到16 cm以上,而且要大于层高长度的1/20;若是达到三级或四级,墙体厚度应当等于或大于14 cm,并且要大于层高的1/25。底部加强部位的墙肢厚度参数同样可以根据级别的不同来进行设计,一级和二级的时候其厚度要大于层高的1/16,且要在20 cm之上;三级和四级的时候厚度要大于层高的1/20,不小于16 cm。合理的墙肢厚度、长度设计,有利于加固剪力墙结构,使其更加安全。
3.2 设计连梁
在剪力墙结构设计过程中,需要注重连梁部分的设计,指的是要科学连接墙肢和墙肢,以避免剪力墙发生变形。在设计连梁的时候,首先明确剪力墙结构中截面的尺寸,了解其跨高,控制连梁的刚度,刚度过大容易影响连梁的设计效果。严格按照相关规章制度的要求完成剪力墙折减工作,需要根据施工过程中的实际情况采取相应的办法。若是施工操作难度过大,可适当地将内力转换到墙体中。剪力墙墙体防裂指数与折减指数成正比,防裂指数越小,折减系数也就越小,反之则越大。在现有的剪力墙结构设计中,其折减指数大多在0.5以上,才能有效提高剪力墙连梁的效果。
3.2.1 合理设置边缘构件
在剪力墙结构设计过程中,边缘构件的设置是其中一项重要环节,其需要施工人员充分了解施工的相关信息,分两种情形来解决边缘构件问题。一种是处理具有约束性的边缘构件剪力墙,另一种则是处理无约束能力的边缘构件剪力墙。这两者之间存在一定的差异性,相较于无约束力的边缘构件来说,有约束力的在承载性上要更强,最大的承载力度可以达到40%以上。在剪力墙结构施工中,可基于施工实况,来选择边缘构件的种类,无论是构造边缘构件,还是约束边缘构件,都需要满足于施工需求。正常情况下,若是指定值高于压轴指数,那么可设置后一种类型的边缘构件;建筑水平为三级或四级,底部加强位置压轴指数小于指定值,可以构造类为主。
3.2.2 做好计算工作
在设计剪力墙结构的时候,如果其结构较为简单,需要计算建筑的使用空间协同面积;如果结构比较复杂,那么要计算建筑的抗震性、内力。在此过程中,可以充分利用计算机信息技术,开发相应的程序和软件来达到准确计算目标。各参数和指标的设定,需要依情况而定,应做到具体问题具体分析,以此来规避对剪力墙结构的负面影响,提高剪力墙的稳固性,保障剪力墙结构设计工作的顺利开展。
3.3 优化剪力墙大墙肢设计
剪力墙在设计过程中最明智的方法之一是确保它的宽度和高度不超过2m,但为了确保它的顺利运行,必须确保这堵剪力墙有足够的高度,这是施工人员所需要的,墙体在施工过程中如果出现裂缝,必须要及时进行处理,如果墙体高度超过8m,必须考虑到地震所带来的影响这一点。在这段时间里,剪力墙很有可能被分成几堵不同的墙,每堵墙都会变成相对独立的每一部分,大墙容易损坏,影响整个墙的回弹。因此,设计人员必须进一步优化大墙的抗震恢复力,优化方法如建筑孔洞等,以保证大墙的抗震性能,竣工时需要相关材料和施工坑的修补以保证墙体的完整性。
4 结语
剪力墙结构设计,是建筑结构设计中的重要组成部分,其设计水平直接影响整个建筑结构设计质量,剪力墙结构必须符合建筑施工实际要求。
参考文献
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