剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究 汪伟明

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:汪伟明
[导读] 摘要:现当今,我国经济发展十分迅速,随着人们物质生活质量水平的不断提升,针对于建筑居住安全性与舒适度也提出了更高的要求。
        黑龙江省墨工建筑设计有限公司  黑龙江省哈尔滨市  150050
        摘要:现当今,我国经济发展十分迅速,随着人们物质生活质量水平的不断提升,针对于建筑居住安全性与舒适度也提出了更高的要求。建筑结构设计直接关乎到建筑整体稳定安全性以及后续施工建设的有效落实,而在建筑众多组成结构中,剪力墙结构占据着非常重要的地位。通过做好剪力墙结构设计在建筑结构设计中的合理应用,有利于剪力墙结构承重作用价值发挥,提高建筑整体结构的科学合理性。
        关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;应用
        引言
        在国家部门大力支持下,我国建筑行业得到了迅速发展。其中,剪力墙结构技术的发展,为建筑设计质量和建筑整体性能的提升提供了技术支持。剪力墙结构刚度大、承载力较强、并且抗震、抗风性能好,在高层建筑中应用越来越广泛。因此研究建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用具有积极的社会意义,希望本篇文章的研究能够推动该设计理念的广泛应用。
        1剪力墙结构的概念
        剪力墙也叫结构墙或抗震墙,属于剪力墙体,与寻常墙体相比厚度更小,但建设规模更高,一般选择混凝土板材料作为框架中的梁柱,用于承担外界压力,因此,剪力墙的整体承受能力更强,和柱子的受力能力基本相近,而且可以掌控结构的水平力。剪力墙结构是建筑物的重要支持结构,所承担的压力通常来自外界风力、地震等环境因素引发的水平荷载。剪力墙能够有效抵御外部因素带来的影响,提高建筑结构的安全性和稳定性。结合墙体开洞情况,一般可以将剪力墙划分为双肢剪力墙、多肢剪力墙、壁式框架剪力墙等。
        2剪力墙结构设计的优势
        首先,经济性。与传统模式相比框架梁、剪力墙结构、投资需要的成本高于框架梁,但从安全角度看,剪力墙结构更加突出,这主要在于剪力墙结构主要由钢筋和混凝土两者混合,不需要其他材料,多用于整个工程,节约时间和金钱,提高整个工程的经济效益;第二,稳定性。这主要是因为剪力墙结构是由钢与混凝土混合而成,从外观上看,明显比传统模型的框架梁柱占有应用优势,此外,剪力墙结构在承载力方面也更为明显;第三,连续性。在剪力墙结构设计中,划分各区域的目的是为了将构件分开,并按水平或垂直分布保持各区域,从而加强剪力墙的连续性。即使现在的建筑模式是独立的、有区别的,也可以促进整个建筑形成一个完整的整体。第四,规律性。由于不同使用功能的建筑的内部空间,相关设计人员将划分区域根据建筑的使用功能,以促进常规设计,整个建筑的剪力墙结构,并提供方便的维护后的建筑空间。
        3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用
        3.1科学控制剪力墙的弯矩
        建筑工程中剪力墙结构的设计需要结合实际工作要求,对剪力墙的结构以及特点等进行分析。剪力墙本身抗压能力和承载力较强,但平面外承载力较低。导致剪力墙连接的位置可能由于外部承载能力差而导致墙体发生弯矩,这也是剪力墙更容易出现的问题。为解决这一问题,有必要在剪力墙设计中对弯矩进行控制。可在剪力墙连接位置设计与剪力墙外部的连接结构。在具体的操作中,可以先对梁轴的位置进行设计,将梁轴的位置和方向与剪力墙的方向相结合,合理计算弯矩,从而保证设计的科学性。同时,做好扣柱设计,合理设计扣柱可以提高剪力墙的强度和刚度,保证剪力墙的质量。如果在剪力墙配墩设计中出现问题,必须及时改变设计。如果无法改变,必须立即采取有效的改善措施。通过设计梁与墙之间的暗柱,可以进行配筋预测和计算,并能较好地控制弯矩。此外,还可以设计梁端稳定构件来控制弯矩。
        3.2基础方案及承重构件的设计
        按照建筑周边的地质环境及水文情况制定剪力墙结构设计方案,明确周边的建筑群分布及施工技术工艺,进行合理规划与设计,进一步提高基础方案的设计效果。设计人员需要在原本的基础方案上进行修订与整改,按照建筑工程的建设环境,在有关标准框架中规划好承重构件,确保建筑主结构能够安全稳定。

在剪力墙承重构件的设计上,设计期间需要重点考虑墙体配筋率,剪力墙的竖向及水平分布筋的最小配筋率要在0.25%以上,部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率则要保证高于0.3%。在剪力墙结构设计时,设计人员需要明确基础方案的重要性,重点控制承重构件的设计及优化,选择科学的方法确定建设标准及工艺参数,避免承重构件设计误差带来的质量隐患,提高设计方案的可行性。
        3.3墙体厚度设计及连梁钢筋配置
        剪力墙肢厚度设计通常有着明确的规范条例加以约束,比如对于短肢剪力墙而言,要求底部加强部位应在20cm已以内,其他部位应在18cm以上。与此同时,在实际设计过程中为避免剪力墙刚度发生突变问题,剪力墙厚度在具体变化方面,应将变化范围空白纸5至10cm左右,且要保证剪力墙厚度变化的均匀性。在连梁钢筋配置方面,一般都与剪力墙设计而言,要求配筋率在0.2%以上,如果抗震要求在三级以内,要求剪力墙配筋率在0.25%以上,在确定具体连梁配筋率时,还需要结合工程结构实际灵活调整。通常而言,在实际设计时,通过适当增加剪力墙配筋率,更有助于提高剪力墙的整体稳定性。
        3.4平面布置分析
        剪力墙整体为平墙,因此以其为研究对象进行布局分析十分重要。一方面,通过双向布局设计可以更好地提高剪力墙的实际阻力和承载效果,使其呈现出双重稳定效果。双向布局的概念可以节省一半的室内空间,这对提高空间利用率和增加施工企业的经济效益有很大的帮助。墙面布局应尽量保持对称原则,既能满足实际承重要求,又更符合中国人的建筑审美需求。另一方面,剪力墙的平面中心要与整个房间的轴线一致,施工时要保证施工的均匀性,使墙体能更好的分散剪力。对于一些面积较大或高度较高的建筑主体,剪力墙的肢端长度过长也可能造成安全隐患,可以选择一个合理的位置对其进行切割,使其形成一系列的肢端墙,更有利于保证稳定性。
        4剪力墙结构设计中需要注意的问题
        4.1确保其数量的合理性
        根据相关调查和研究发现:建筑结构在施工设计过程中,会因为工程的需要和变化做出类型不同、针对性不同的剪力墙结构。但是,这并不意味着剪力墙越多,建筑物抗震能力就越高。在实际工作中,需要结合具体工作情况,对其进行合理化设计,结合不同剪力墙结构的不同作用,进一步提升建筑的整体性能。
        4.2对剪力墙结构进行持续优化
        在开展施工建设中,经常会受到外界一些其他性因素的干扰,因此,便需要设计人员结合实际情况,从工程具体需求角度出发,设计出更为科学、合理的施工方案。在设计之前,设计人员需要对施工现场进行多次考察和研究,防止无关因素的影响。
        结语
        剪力墙的融入应用对于建筑物的结构稳定和质量安全都有着十分显著的提升作用,因此在进行建筑结构设计时,有必要将剪力墙结构设计作为重点添加进去。相关设计人员要足够重视剪力墙结构设计,与时俱进对剪力墙结构设计进行改进革新,使其能够不断发展进步,更好地满足人们对于建筑物安全稳定性能的要求。
        参考文献:
        [1]沈国勇.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用研究[J].建材与装饰,2019(40).
        [2]杨媛媛.试论建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究[J].建材与装饰,2018(50).
        [3]张柳.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].门窗,2019(10).
        [4]景毅.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究[J].门窗,2018(9).
        [5]刘凯.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].居舍,2019(35).
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