民用建筑剪力墙结构的设计要点

发表时间:2021/5/20   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:隋永亮
[导读] 摘要:文章在对剪力墙结构概念进行界定阐明的基础上,指出了剪力墙结构设计的主要价值,并重点探讨了民用建筑剪力墙结构设计要点。
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        摘要:文章在对剪力墙结构概念进行界定阐明的基础上,指出了剪力墙结构设计的主要价值,并重点探讨了民用建筑剪力墙结构设计要点。
        关键词:民用建筑;剪力墙结构;主要价值;设计要点
        随着当前我国社会经济高速发展,人们生活质量也随之有了很大的提升,同时也就对房屋建筑结构设计方面提出更严格的设计要求,这也就在一定程度上推动了剪力墙结构在建筑结构设计中的大范围应用,这主要在于剪力墙结构具有承载力大、结构刚度强、抗震抗风性能良好的应用优势。这就需要建筑结构设计者基于社会大众要求,对原有建筑结构设计进行相应地创新。就此本文基于剪力墙结构,探究其在建筑结构设计中的应用策略,具有一定的现实性意义。
        1、基本概述
        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。关于抗震墙,通常是由钢筋混凝土材料制作而成,可将其分为平面和筒体两种类型,其中平面剪力墙主要应用在钢筋混凝土框架结构、升板结构以及无梁楼盖体系中,要想进一步强化结构的刚度、强度以及抗倒塌性能,可通过在结构某个位置进行现浇剪力墙,也可以预制装配钢筋混凝土剪力墙 ;对于筒体剪力墙,这种类型的剪力墙普遍用于高层建筑、高耸以及悬吊式建筑结构中,具体来讲,就是由建筑中的电梯、楼梯、设计以及辅助房间中的间隔墙围起来的一种剪力墙,这种类型剪力墙筒壁全部是现浇钢筋混凝土墙体,墙体本身的刚度和强度相比较于平面剪力墙而言,能够承受更大的水平荷载力。
        2、剪力墙结构设计的主要价值
        2.1经济性价值
        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。
        2.2稳定性价值
        这主要在于剪力墙结构是由钢筋和混凝土两者混合而成的,从外观来看,明显比传统模式下的框架式梁柱更占据应用优势,另外,剪力墙结构在支撑能力上也更为明显 。
        2.3连续性价值
        在进行剪力墙结构设计时,对各区域进行划分的目的在于对构件进行分隔,根据水平或竖直方向分布来维护各区域,以此来强大强化剪力墙连续性的作用,即使当前建筑格局性质为独立分化,也能促使整个建筑构成一个完整体。
        2.4规则性价值
        因建筑内部空间的使用功能存在不同,所以相关设计工作人员会根据建筑的使用功能进行区域划分,促使整个建筑的剪力墙结构设计规则化,为之后建筑空间在维护上提供便利。
        3、民用建筑剪力墙结构设计的要点
        本文以某建筑工程项目为例开展系统性的研究,并从以下几个方面进行合理的分析。
        3.1墙肢设计要点
        在墙肢长度的管控环节中,通常情况下,工作人员会对高层建筑内部的剪力墙架构总体长度做详细的规划和设计,其具体的墙肢长度往往低于8m,在开展剪力墙的设计规划阶段,工作人员应当确保剪力墙体制的延展效果。

要想减轻剪力墙架构中的脆弱性损坏程度,就需要促使其整体的高度和宽度比例维持在大于 3 的状况下,以便提高剪力墙内部存在的抗外力程度。剪力墙内存在的延展性可以在受到强烈外界环境影响(如地震)的情况下出现弯曲情况,有效保障楼体的质量。例如,在实际的设计过程中,此建筑工程为保障墙高宽的比例,可以将其限定在高于 3 的情况下采用开孔的方式,将一个整体的墙分化为多个肢体墙。
        在剪力墙总体厚度的管控环节中,依照抗震规则的需求,一旦高层的楼体建筑自身抗震效果在一级和二级的范围之内,就应当对剪力墙底部区域进行升级处理,将整体的墙面厚度维持在高于20cm以及整体高层建筑高度为1/17 的状况下。针对还没有开展加固的区域,墙面的厚度应当低于16cm;如果外界环境较为特殊,还应当开展对高层建筑的系统性研究以及规划,确保科学地管控和调节相对应的墙体轴压情况,从而可以确保高层建筑自身的连贯性,保障剪力墙架构规划的合理性。
        3.2 连梁设计要点
        剪力墙连系梁本质上是当前连接墙肢架构的关键性构成元件,一旦经过强化、压缩处理就会导致后续的管控质量下降。例如,在建筑设计阶段中,需要采用合适的方式调控剪力墙连系梁的具体高度,结合工程的实际需求,合理控制建筑内部空间的整体高度,防止因尺寸而导致连系梁外部形状出现严重变形状况。在此建筑规划中,工作人员合理管控剪力墙架构塑性的数据,结合当地的环境需求加强具体的抗震效果。对载荷进行合理研究,将其限定在可操控的范围之内,依照多种应力需求,开展系统性的运算,以便其可以在今后的发展过程中做到合理的规划。
        3.3 配筋设计要点
        配筋设计应当以剪力墙的具体厚度作为可以把控的具体数据,一旦墙体厚度超过 0.7m,就应当使用四排钢筋的方式,在内部设立主筋,以便在应力的管控之下可以形成一个单独的序列。如果墙体的厚度低于 14cm,就需使用双排钢筋的管理模式,一旦外部的总体厚度在40 ~ 80cm 之内,可以使用三排钢筋做合理的调整。例如在当前的建筑设计阶段中,设计人员为保证建筑的使用质量,在抗震的等级规划中设定 4 个不同的抗震等级。剪力墙内部纵向的配筋以及横向的配筋总体配筋率需要低于 0.2%,具体的配筋直径应当低于 8mm,将间距控制在 40cm 以下。在局部的环节中,因为部分框支剪力墙结构具体的配筋率高于0.3%,相对应的配筋直径需要被管控在8mm 以上,间距维持在 30cm 以下。
        3.4 边缘构件设计要点
        在剪力墙边缘设计的环节中,大致可以分为边缘构件的设计以及边缘环节的管制两类,相对应的构件方式存在差异。科学高效地设置边缘架构能够保证剪力墙架构的科学性。在被制约的边缘构造环节中,通常会以暗柱、端柱以及翼壁为核心。上述的边缘构件往往能够在砖混架构上起到较为关键的限制性效果。一旦结构刚度变弱,就会在地震外力干预的过程中,楼层和不动点之间发生较为严重的位移情况,边缘构件往往能够起到较强的制约性效果。在建筑规划中,常选用增加暗柱以及端柱的方式,促使其可以加强实际的承受效果。
        在民用建筑结构阶段中,剪力墙架构设计往往是指代当前建筑在建设的过程中采用内部包含较多的钢筋混凝土材料,从而取代以往框架架构内部存在的梁和柱。其建设的原理往往是由于内部包含大量钢筋混凝土,可以抵御外界多个方面和层面上的压力,以便保证整体架构存在较为高质量的支撑效果。
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