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摘要:随着我国不断推进城市化建设工作,在城市建筑中逐渐产生了许多高层建筑,并且人们在安全性、观赏性等方面对建筑提出了更高的要求。在借助结构设计中,通过采用剪力墙结构设计,可以实现理想的抗震性能,并且具有投入成本低、钢量少等夜店,同时由于这一结构中没有暴露梁柱从而带来良好的美观性,在现阶段建筑结构设计中已经逐渐广泛应用了剪力墙结构设计。
关键词:建筑结构设计;剪力墙;应用
引言
剪力墙结构是建筑结构设计工作中的重要内容之一,目前这种结构设计方式被大量应用到建筑领域中,具有侧向刚度较强、承载力强、抗震性能好、整体性能优良、弹塑性形变性能理想等优势。剪力墙结构相比于传统框架结构,具有更为理想的承载能力、变形能力,在地震作用下,采用剪力墙结构设计的建筑坍塌现象明显较少。在具体开展建筑施工期间,一些建筑结构并不符合应用剪力墙结构设计的要求,相关人员需要将实际情况作为依据对剪力墙结构制定科学的设计方案,从而实现科学、合理的建筑结构设计效果。
1剪力墙结构概述
1.1关于剪力墙的内涵
在建筑结构中,剪力墙也被称为抗震墙、结构墙或者抗风墙,属于一种常见构件,通过将剪力墙结构合理运用到建筑结构设计中,针对地震条件下的水平荷载、风荷载等进行承接。在剪力墙结构中,通过将洞口规格、数量多少、排列措施等作为依据,可以详细划分各个类型。首先,是整体墙,结合剪力墙面积,当门窗洞口面积总和低于其15%时,同时,结合洞口之间的净距、孔洞和墙边之间的净距,的如果洞口边长尺寸明显较小,就属于整体墙结构类型。其次,是框支剪力墙,一些建筑中具有较大的低层空间需求,针对上部剪力墙结构需要借助框架结构进行承载。在应用框支剪力墙结构过程中,需要严格避免那些频繁发生地震现象的地区。再者,是壁式框架剪力墙,这种剪力墙具有较大的洞口尺寸,同时具有相互贴近的墙肢线刚度和大梁线刚度,这种结构类型就属于壁式框架类型结构。
1.2运用剪力墙结构设计的准则
在实际建筑施工建设期间,剪力墙结构设计具有较大的高度和宽度,相比于柱形体结构,具有大致相同的受力情况。因此,在实际设计剪力墙结构过程中,针对建筑结构受力情况,需要设计人员予以充分考虑,并采用合适方法准确分析并测算剪力墙结构的各方面数据,比如高度、宽度以及跨度等等,在对各项要素进行综合考虑以后,对最终比值予以确定。其次,在实际建设工程项目期间,从而平面角度进行分析,剪力墙具有极高的刚度性能,在承载能力方面十分理想,而脱离平面以后,则显著呈现出承载能力、刚度等方面的下降。出于对这方面因素的考虑,针对剪力墙结构,设计人员在实际设计工作中,通常不会详细测算剪力墙的平面外刚度、承载能力等数据,可以采取防护方面措施针对剪力墙结构进行制定,从而实现对建筑结构综合性能的有效保证,避免各种外界因素严重影响剪力墙结构,对质量安全问题予以有效避免。
2剪力墙结构的优势
在剪力墙结构中,针对传统框架式梁柱,选择钢筋混凝土板为材料的结构进行代替,有效控制了建筑的水平力从而实现更高的稳定性。这一结构的应用优势主要分为以下几点。首先,具有较强的稳定性,在剪力墙结构中,所采用的通常是钢筋混凝土结构,相比于以往框架式梁柱结构,具有更为理想的整体性能,在支撑效果方面更为理想,可以实现建筑稳定性的显著的提升。其次,具有理想的经济性,在这一结构设计中,对钢筋混凝土的使用较为频繁,因此对钢材料不需要额外添加,对钢材料用量和资金方面投入予以有效减少,从而可以为企业带来理想的经济效益。再者,具有良好的观赏性,这一结构设计具有较高的抗侧刚度,结合实际情况,可以进行相应调节,具有十分广泛的适用范围,针对不同的个性化建筑观赏需求都可以予以满足。
3剪力墙结构设计在建筑结构设计的应用策略
3.1楼层最小剪力系数的调整原则
在应用剪力墙结构设计过程中,需要对楼层间剪力系数实现最小原则予以遵循,出于对建筑结构抗震性能、安全性等方面的考虑,结合楼层最低地震剪力,需要保证建筑结构楼层水平地震剪力高于这一数值。在设计剪力墙结构中,需要尽可能对剪力墙设计予以减少,并对房间空间设计进行适当加大,保证将足够的侧向刚度赋予建筑结构,经过综合考虑并设计以后,最终获得最小的楼层剪力系数。另外,在建筑结构设计期间,设计人员需要对建筑物重量予以尽可能降低,从而实现对工程造价的控制,并保证建筑物受到地震作用的影响更小。
3.2楼层间位移调整原则
在建筑结构设计期间,最为关键的内容就是对楼层间扭转变形、剪切变形进行控制,在设计建筑结构工作中,针对楼层间最大位移、楼层高之比的原则,需要予以遵循,将设计原则作为依据,通过竖向构件布置实现优化调整,如果没有合理布置构件就可能增大楼层间的扭转变形情况,以及层间位移不满足问题。针对高层建筑结构设计,主要原则就是实现扭转变形的尽可能降低,针对竖向构件要避免随意添加。如果是简单一个方向存在层间位移不满足问题,针对这一方向可以对结构构件刚度予以相应降低调整,从而实现较小的剪重比,从而有效优化建筑整体结构性能。
3.3完善剪力墙设计方案
剪力墙结构设计,在建筑工程项目发挥着维持平衡的作用,针对剪力墙结构,设计人员在对设计方案进行制定过程中,应当借助合理措施将剪力墙结构作用发挥出来,保证实现建筑工程质量的提升,并对建筑施工资金投入予以尽可能降低。因此,针对剪力墙结构的设计工作,设计人员需要对建筑实际要求进行详细分析,并借助先进的现代化技术措施对建筑结构设计予以有效优化,将剪力墙的作用充分发挥出来。另外,针对工程建设成本,也需要设计人员予以考虑,结合剪力墙各项施工要求,对建筑施工各项原材料进行科学选择。在实际建设期间,将各项施工要求作为依据,施工和设计人员需要对剪力墙长度尺寸进行相应调整,并对洞口进行合理布置,从而实现科学、合理、协调的各个剪力墙长度。
3.4准确定位剪力墙结构
在建筑工程施工中需要剪力墙结构设计优势充分利用起来,针对剪力墙结构布局,需要有关工作人员予以完善,在设计工作中,妥善开展竖向结构、平面结构等方面的布置工作。在平面结构方面,在对剪力墙进行设计期间,针对剪力墙结构的质量中心、刚度中心,需要得到设计人员的充分掌握,针对剪力墙结构,妥善实施拉直处理。在实施剪力墙结构设计工作中,需要对相关规范、原则予以遵循,尽量避免繁琐的设计流程,结合建筑结构要求设计合适的剪力墙刚度,从而将应有的作用充分发挥出来。
结语
在我国当前城市化进程快速推进过程中,城市中建筑工程项目数量逐渐增多,建筑规模逐渐扩大且产生了越来越多的高层建筑,同时人们也逐渐对建筑物的安全性、美观性等提出了更高的要求。在这种情况下,现阶段我国建筑行业在实际建设工程项目过程中,针对建筑结构设计这项主要工作内容,逐渐应用了剪力墙结构设计形式,在详细了解剪力墙的内涵和应用优势以后,结合建筑工程项目实际情况采取了科学的剪力墙设计方法。
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