住宅建筑剪力墙结构设计探究 陈宏

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:陈宏
[导读] 摘要:剪力墙结构设计是现代建筑通常采用的建筑结构设计方式,剪力墙结构设计在实际工程结构应用中比较广泛,能有效的提高建筑物的抗震性、整体性、安全性。
        山东铭远建安工程集团有限公司  山东临沂  276000
        摘要:剪力墙结构设计是现代建筑通常采用的建筑结构设计方式,剪力墙结构设计在实际工程结构应用中比较广泛,能有效的提高建筑物的抗震性、整体性、安全性。是现代框架结构建筑中主要采用的建筑结构设计形式。本文主要针对结構设计中剪力墙的结构设计进行分析,结构工程师更多的把剪力墙结构应用到建筑结构设计中。
        关键词:装配式住宅;剪力墙结构;设计;分析
        引言
        近年来,因人们生活水平不断提高,所以普通框架结构已经无法满足人们对住宅空间使用及立面美观的要求。而剪力墙结构的稳定性良好,既保证了结构安全可靠,又能确保室内空间合理、墙面平整,所以住宅建筑中纷纷采用剪力墙结构。为确保住宅建筑结构设计的合理性,将建筑性能水平充分发挥出来,对剪力墙结构设计要点与质量加强把控就具有重要意义。
        1住宅建筑剪力墙的特点及分类
        剪力墙具有较好的抵抗侧向力能力,既可以是用剪力墙来完全抵抗侧力的剪力墙结构,也可以是和框架共同组成的框架-剪力墙的结构。一般来说,剪力墙的刚度较大,在结构中有要承受水平力的部分较多,是一种有效的抗侧力的结构。如果是处于地震区的住宅建筑,为了能合理提升建筑的抗震性能,剪力墙或核心筒的设置就是有效办法。剪力墙类型的区分可以按是否开洞以及开洞的大小作为依据:
        1.1 实体墙
        事实上,实体墙就是没有开洞或者开洞的面积不足整个墙体面积的15%,它像一个悬臂墙,其弯矩图没有反弯点和突变,弯曲型是整个墙体的变形特征。
        1.2 整体的小开口剪力墙
        指的是开孔面积虽大于整个墙体面积的15%,但它仍属被划为小面积开孔的墙体,弯矩图的突变发生位置是连接梁的地方,这是其主要的受力特点,弯矩位置有变化出现,墙肢高度上不存在反弯点,亦或是个别的楼层才有。
        1.3 双脂肢或者多肢剪力墙
        这是指墙体的开洞比较大或者成列布置洞口,通常它的受力特点与整体的小开口的剪力墙非常相似。
        1.4 壁式框架
        壁式框架是指洞口的尺寸较大,而连接梁线的刚度和墙肢线的刚度比较接近的墙体。弯矩图发生突变的地方是在楼层,这也是其受力特点的体现,并且在多数楼层中均有反弯点出现。
        2住宅建筑剪力墙结构设计原则
        2.1设计剪力墙时,可以沿着主轴的方向来布置,可以为多向,也可以是双向的,联结不同方向的剪力墙是最佳方法,对直或者拉通应尽可能避免;进行抗震设计时,应确保两个方向的侧向刚度是相近的,剪力墙的墙肢截面则是简单又规则的。在整个住宅建筑的剪力墙结构中,剪力墙的布置是要沿主轴方向或者其他的方向双向进行的。设计抗震环节时,不能使设计形式出现仅单方向有墙的问题,只有这样才能使其空间工作性能保持良好状态,还可以使双向的抗侧力有比较接近的刚度。剪力墙应均匀分布,同时也要求数量必须是恰当的。当配置的剪力墙比较少时,结构的抗侧力的刚度就有所欠缺,达不到要求;如果有过多的剪力墙的配置,那么就无法去充分利用墙体,还会使抗侧力的刚度过大。在这一情况下,地震力和自身的重力都会随之变大,这并无益处。
        2.2在竖直方向上,要求剪力墙要连续的从下到上做布置,由此使刚度突变情况得以避免。一般在住宅建筑中,要求剪力墙有着既规则又简单的墙肢截面,在竖直方向也能确保剪力墙始终有均匀的刚度,在剪力墙的门窗或者洞口要有明确的连接梁及墙肢形成。抗震设计过程中,为了不出现墙肢刚度相差较大的洞孔设计,叠合的错洞墙都不得应用到一级、二级和三级抗震等级的剪力墙中。
        2.3在布置设计剪力墙时,不能使其太过密集,整个结构的侧向刚度必须要合适,如果是具有较大的侧向刚度,就将增加墙体本身重量,在地震中要承受更大的地震力,极易有倒塌事件发生。


        2.4除了剪力墙和平面以外方向的梁体连结地方,都要加强承载力与抗弯的刚度,采取的办法主要有:设置于墙内一些扶壁柱、暗柱和梁能够连接起来的型钢等,还能采用减小梁端的弯矩对策来加强抗弯能力,也增强承载力。
        3建筑结构设计中剪力墙结构设计要点
        3.1设计方式的科学化
        在建筑结构设计中,剪力墙的应用必须要确保结构设计科学合理,相关设计者应当结合工程实际制定剪力墙结构设计方案,为实际施工做出指导,为建筑结构的稳定性与安全性提供应有的保证。结合建筑工程实际出发,剪力墙结构设计中必须要重视剪力墙自身作用的发挥。一般情况下剪力墙的延展性与其自身受弯状态存在相关关系。在剪力墙结构设计中,需细致分析剪力墙形状,确定其是否可以呈宽细状。剪力墙结构中若存在过长的长度,则会影响剪力墙结构,导致低宽剪 力墙出现,这就无法保证建筑的抗震性能,因此必须要在设计过程中 就这一要素进行具体分析。为保证剪力墙结构设计方案的科学性与适 宜性,需要在实践中不断探究,依据相关要求来观察剪力墙结构体系 的合理性,以稳定性能作为评判剪力墙结构的一个重要指标。
        3.2剪力墙结构布置的合理化
        建筑工程结构设计中对于剪力墙结构的设计,需要明确结构布置 的重要性,结合剪力墙水平方位出发,于结构设计阶段选择对称设计, 确保统一布置剪力墙刚度核心与重量核心,此种方式下能够对剪力墙 扭曲问题加以科学防范,剪力墙抗震能力也得到明显增强。为确保剪 力墙布置的科学性与合理性,需要优化设计环节,结合实际选用设计 方法,为保证剪力墙结构的抗震性达标,不建议使用单向设计方法。在剪力墙结构布置环节,必须要通过有效措施的应用来为剪力墙侧向 刚度的发挥提供支持,剪力墙抗震性能也得到明显优化。
        3.3剪力墙延伸性应对
        在建筑工程剪力墙结构设计阶段,需要关注剪力墙延伸性的合理处理,以优化结构性能,提升建筑物结构稳定性与耐久性。在剪力墙结构设计阶段,设计人员需立足建筑物对于剪力墙的承载能力要求出发,对剪力墙延伸性进行处理,保证剪力墙结构完整。在设计技术方面, 可采取上下连贯、均匀对称的方式,将剪力墙结构的支撑能力加以调整, 提升剪力墙结构设计效果,确保符合建筑工程相关设计要求。
        3.4剪力墙性能优化与强度提升
        建筑工程设计中,剪力墙结构设计的实现,需要明确设计要点,重 视剪力墙性能的优化和强度的提升,促进剪力墙结构功能的发挥,从而 将建筑工程整体建设水平加以提升。就建筑行业相关规定来看,建筑工 程设计环节,剪力墙结构设计的开展必须要将相关指标当作参考依据,明确竖向分布筋的配筋率,保证设计的合理性。在设计阶段,不同建筑 抗震要求下剪力墙结构设计的标准也存在一定差异,非抗震设计与四级抗震设计方面,剪力墙水平及竖向分布筋的配筋率在 0.20% 以上;在一二三级抗震设计中,相应指标则在 0.25% 以上,只有科学且有针对性的设计才能够为建筑工程的稳定性与抗震能力提供应有的保证。在建筑  工程剪力墙结构设计中,为促进剪力墙性能的优化和强度的提升,需依  照法律法规及设计标准出发,对边缘及构造边缘剪力墙构建加以科学控  制,促进矩形截面剪力墙承载力的显著提升,进而优化建筑剪力墙结构, 确保其具备良好的承载性能与抗震性能,剪力墙结构设计水平也得以提  升,这就为建筑工程质量与安全控制奠定了基础。
        结语
        综上所述,住宅建筑剪力墙结构设计是一项较为复杂的工作,要从设计原则和技术手段等方面加强研究。相关设计人员应不断提高自身的设计水平,不断优化剪力墙结构设计,使住宅建筑剪力墙结构更安全、更稳定,从而推动建筑行业的大发展。
        参考文献:
        [1]陈钢.高层建筑剪力墙结构体系节点的研究[J].建筑技术,2015(6).
        [2]陈美艳,宋波.深入阐述住宅建筑在应用剪力墙结构设计中应注意的具体问题[J].中国高新区,2017(16).
        [3]雷明.试论我国小高层建筑剪力墙结构设计[J].建筑建材装饰,2018,(7).
        [4]侯军,张海泉.对装配整体式剪力墙住宅结构设计的分析及探讨[J].科学与技术,2018(5).
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