建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用探讨

发表时间:2021/3/19   来源:《建筑实践》2020年第32期   作者:陈菲
[导读] 建筑结构设计是建筑工程施工建设的重要前提,对于实际施工效
        陈菲
        中国二十二冶集团有限公司,河北省唐山市   063000
        摘要:建筑结构设计是建筑工程施工建设的重要前提,对于实际施工效果和整体施工性能质量有着直接关键的影响。现阶段,在建筑结构设计中广泛应用剪力墙结构设计,借助剪力墙结构的优势特点,进一步提高建筑结构的稳定安全。因此,本文就建筑结构设计中剪力墙结构设计进行分析,探索剪力墙在实际施工建设中的优势,并提出具体提高策略,希望能为建筑相关施工建设单位提供帮助。
        关键词:建筑结构设计; 剪力墙结构设计; 实施探索
        1概述剪力墙结构
        所谓剪力墙,也可将其称为是抗风墙、抗震墙或者是结构墙。从建筑房屋或构筑物的角度来讲,剪力墙在其中的作用就是承担来自风力荷载或地震作用下产生的水平或竖向荷载墙体,以此避免结构遭到剪切破坏影响,因此将其称为是抗震墙。对于抗震墙,通常采用钢筋混凝土材料,可分为平面和筒体两种。平面剪力墙主要应用于钢筋混凝土框架结构、楼板结构和无梁楼盖体系。为了进一步加强结构的刚度、强度和抗倒塌能力,在结构的一定位置可以采用现浇剪力墙,钢筋混凝土剪力墙也可以预制;对于筒式剪力墙,这种剪力墙一般用于高层建筑,高层建筑和悬挂式建筑结构。具体来说,它是一种由电梯、楼梯、设计和辅助房间隔墙包围的剪力墙。这类剪力墙的筒壁均为现浇钢筋混凝土墙,与平面剪力墙相比,墙体本身的刚度和强度能承受更大的水平荷载。
        2剪力墙结构设计的优势
        其一,经济性。相比较于传统模式下的框架式梁柱,剪力墙结构所需要的成本投资要高于框架式梁柱,但从安全角度来看,剪力墙结构更为突出,这主要在于剪力墙结构主要是由钢筋和混凝土两者相混合,不需要其他材料,以上对整个工程而言,有效节约时间和资金方面的成本支出,提升整个工程经济效益;其二,稳定性。而钢筋混凝土结构是由剪力墙组成的主要原因。从外观上看,它明显比传统的框架梁柱优越。另外,剪力墙结构的承载力也比较明显。第三,连续性。在剪力墙结构设计中,划分各区域的目的是将构件按水平或垂直分布分开并保持各区域,以加强剪力墙的连续性。即使目前的建筑格局是独立的,也能促进整个建筑形成一个完整的整体;四是规律性。由于建筑内部空间的使用功能不同,相关设计人员会根据建筑的使用功能进行分区,促进整栋建筑剪力墙结构设计的规范化,为建筑空间的维护提供方便。
        3建筑结构设计中剪力墙结构的设计要点分析
        3.1做好剪力墙中大墙肢处理
        建筑在建设完工后,受风荷载以及其他荷载的影响,自身需要承受比较大的剪切力,长期以往,容易导致剪力墙形状出现变形,比如原本剪力墙为细高状,长期受剪切力的影响,后续逐渐变成弯曲状。为避免出现这一问题,在设计剪力墙的过程中,应注意增强剪力墙结构延性,能够有效抗衡剪切力,防止形状出现较大变化。如果在实际的建筑工程结构之中,剪力墙长度比较大,在设计时,可以采用开洞方式,有效实现剪力墙的分割,注意分割应均匀。提高结构的稳定性,尤其是在墙体的设计中显得尤为重要。一般来说,在墙体施工完成后,我们可以用这种方法来填补墙体上的孔洞。另一方面,连梁开洞法可将大墙肢分为若干墙肢。这种设计方法有利于降低大肢墙的墙体刚度,但同时也对连梁的承载能力提出了更高的要求,容易出现超配筋问题。为避免超配筋,应降低连梁截面高度,或合理调整剪力墙连梁弯矩,可有效降低连梁的剪力荷载。
        3.2合理设计剪力墙厚度与形状
        在剪力墙结构设计过程中,做好厚度设计非常重要,且在实际设计过程中,还需要考虑诸多影响因素,比如剪力墙肢轴压比、配筋计算等因素,只有保证剪力墙墙厚度设计的合理性,才能有效强化建筑结构整体的延性。因此在具体设计过程中,应注意剪力墙底部,应适当加大厚度,有利于轴压比的缩小。与此同时,还应注意设计好剪力墙的形状,通常而言,在建筑结构设计中,很少采用“一”字型结构形状,而是将剪力墙设计成“L”型或“T”型等形状,更有助于提升剪力墙稳定性。若实际的建筑工程需要用到“一”字型剪力墙,那么在实际过程中,在剪力墙与外梁进行搭接时,可以采用双向搭接的方式,能够增强“一”字性剪力墙的稳固性。值得注意的是,在建筑整体结构中,剪力墙是最为重要的承重结构,因此在具体设计过程中,除考虑轴压比、形状等因素外,还应注意提高剪力墙结构的承载力。在具体设计过程中,可以采用剪力墙稳定验算公式进行计算。如果墙体应力变化比较小,可以适当增加剪力墙截面,这样更有利于提高剪力墙的承载力。

当剪力墙需要与梁体搭接时,应注意控制钢筋的锚固长度和截面面积,钢筋截面不宜过厚,以保证墙肢有足够的厚度满足钢筋锚固的要求。但一般来说,剪力墙不宜太厚,否则会压缩建筑内部空间。一般厚度为20cm。同时,剪力墙底部配筋部分厚度应大于25cm,可根据墙肢实际轴压比和剪力墙稳定要求灵活调整。
        4完善建筑结构设计中剪力墙结构设计的措施
        4.1 重视连接点处的选择设置和施工质量
        建筑连接点处的位置设计和质量标准对于整个建筑物的稳定性和安全性有着十分重要的决定性作用。这就要求设计人员充分考虑剪力墙结构设计中应用材料的特性,采取科学合理的搭配使用尽可能地降低材料自身原因带来的不良影响。现阶段,人们对于建筑的建设质量要求越来越高,建筑的安全稳定性以及使用舒适性是决定民众对于建筑工程项目满意与否的关键,所以,设计人员需要不断提升自身设计水平,增强建筑物主体连接点处施工建设强度,提高其稳固性和安全性,确保建筑结构的合理牢固。
        4.2 优化连梁(LL)超筋
        在设计剪力墙结构时,应专门处理好连梁超筋方面,以更加合理地控制剪力及剪压值,令它们与设计的具体需要相符,以防发生连梁超筋现象。从剪力墙结构上来看,通常会在楼层高的1/3部位,发生连梁超筋现象。倘若墙体很长,则位置相应地也会变动,且以中部位置最为常见。倘若墙段墙肢的实际截面高之间有差异发生,则在墙肢部分也会发生连梁超筋现象。具体的剪力墙剪切出现的形状变化,一般是受到了来自连梁方面的影响。倘若剪力墙无法统一连梁设计尺寸,则需要有效控制连梁截面的设计高度,以提升科学、规范的水平。同时,还应及时调整连梁的设计弯矩、剪力,增强剪力墙的整体抗震性。倘若连梁在振动下,发生皮坏问题,则墙体结构会失稳,故此应控制墙肢独立,深入研习其应力,算出最大墙肢内力,再按内力来配筋。
        4.3 优化剪力墙结构设计
        剪力墙节后设计是进行施工建设的必要前提,对于工程建设的安全性和实用性有着十分重要的影响。因此,在进行建筑的施工建设时,剪力墙要根据建筑主体进行结构的设计,并且在施工建设进行的过程中,根据现场实际进行适当的优化改进,更好地发挥剪力墙的功能效用。比如在进行剪力墙结构设计时,使用改善建筑地基性质的方法来减少剪力墙的设计数量,降低施工建设成本,同时还需要根据当地实际的地理环境特性来选择合理适用的建筑施工方案,从而使得建筑的功用性能更进一步的提高,满足建筑设计规范,达到建筑的经济效益和生态效益的最大化。
        4.4 优化设计基础方案
        在设计剪力墙结构的环节,基础方案作为基础之一至关重要。所以,作为设计人员为了优化设计基础,则应亲自深入实际现场展开必要的调查、考察、研究工作,要求需要及时预防、妥善处理容易出现的工程质量等方面的问题。而在实际考察的项目中,则需要囊括工程现场的基本地质情况、水文条件等资料。此外,还应科学、合理地统一规划好与设计相关的专业技术标准、相邻工程的整体布局等。唯此方可有效控制最终设计好的基础方案,真正发挥出应有的作用。所以,在整个设计过程中,工作人员应不断努力修改、大力更新、尽量完善,基于制定好工程基础设计方案再予以完善,以此来严格控制其质量。
        5结束语
        综上所述,剪力墙结构作为建筑结构的重要承重构件,对维护建筑的整体稳定性起着非常重要的作用。因此,有必要做好可行合理的建筑剪力墙结构设计,使其能更好地承受来自竖向和水平方向的荷载。在剪力墙结构设计的实际过程中,要注意剪力墙结构设计要点的落实,并根据不同的设计要求,做好剪力墙设计在建筑结构设计中的应用,有效提高剪力墙结构设计的可行性和合理性,使其充分发挥其应有的功能价值,提高建筑物的整体稳定性。
        参考文献:
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