高层民用建筑剪力墙结构设计特点及其优化策略 唐晶晶

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:唐晶晶
[导读] 摘要:近年来,伴随着民用建筑需求的日渐增多,再加上土地资源的限制,为缓解有限土地资源与建筑使用需求之间的矛盾,出现了越来越多的高层民用建筑。
        身份证号:65422219900320XXXX
        摘要:近年来,伴随着民用建筑需求的日渐增多,再加上土地资源的限制,为缓解有限土地资源与建筑使用需求之间的矛盾,出现了越来越多的高层民用建筑。由于此类建筑物的高度较高,结构设计的难度系数较大,剪力墙结构设计是其中的设计重点和难点。与一般的结构不同,剪力墙结构设计时需考虑的因素非常多,只有在结构基础上综合考虑的多种因素,才能够发挥剪力墙在整体结构中的作用。基于此,本文从高层民用建筑中剪力墙结构的设计特点出发,提出了相应的结构优化对策,对提升剪力墙结构性能具有一定的作用。
        关键词:高层民用建筑;剪力墙结构;设计特点;优化策略;
        引言:为提高现阶段建筑规划质量,在开展剪力墙规划的环节中,要想保证其具备较强的刚性以及抗震效果,需强化对其结构上的研究和分析,以便升级结构上的多处细节,使民用建筑在今后的使用环节中能提高住户的满意程度。
        一、剪力墙设计原则
        (一)连续性
        针对建筑工程的结构设计工作中,存在多种结构形式,在设计工作之前需要结合工程的使用要求与具体施工现场的环境选择合适的结构。而剪力墙结构在建筑工程中属于常见的一种形式,其主要的作用就是通过建筑的构件实现维护与结构的分离效果,起到主要的承载力与阻力。所以,在对剪力墙结构设计的时候需要坚持连续性的原则,防止其刚度的变化导致建筑出现位移的情况。在实际的设计工作中还要遵循自上而下的布置方法,防止建筑的刚度发生突然的变化,从而影响整体工程的结构安全。
        (二)对墙体进行受力分析
        在对建筑剪力墙整体结构设计的过程中,还要对墙体的混凝土应力进行详细的研究。作为建筑的平面结构,墙体上的压力中还会涉及到水平的弯矩与剪力,另外还包含了竖向压力。所以,在剪力墙结构的设计工作过程中需要对受力的情况进行分析,需要重点对剪力墙的自身应力做出研究,从而确保剪力墙的使用效果与安全质量。
        (三)墙体延性
        在建筑剪力墙结构的设计工作中,针对墙体的延性进行分析,这对剪力墙的结构稳定具有重要的影响。所以,在结构的设计工作中,一但剪力墙的设计质量出现问题,过薄或者过高,就会出现连接梁的应用问题,从而导致张拉与弯曲的问题发生,最终引起剪力的破坏影响,引起严重的问题。所以,在对建筑结构设计的时候需要注重高层建筑的设计工作质量,不可以使用整体性强度大于九米或者高度小于两米的剪力墙。需要保证剪力墙的安全性能,当值发生曲折的问题。另外,在截面的其中一部分中还要设置一个孔,保证整体墙体分为几个小部分,从而形成连接墙,发挥出剪力墙的延性效果。
        二、剪力墙结构设计需要注意的问题
        通常情况下,在建筑物体的工程建设过程中项目内部会设定一个长达3~5m的剪力墙。此类剪力墙的设计方式存在与自身相应的准则,并不是单一地依赖于数量的增多,一旦在相同的项目之中存有较多的剪力墙设施,就会导致其内部的作用效果出现失衡的状况,以至于使建筑楼体处于一种重力点失去稳定性的状态。因此,在开展建筑项目工程建设的过程中,工作人员需要合理地研究和分析该建筑的剪力墙设施建设状况,根据实际的面积合理规划剪力墙装置数量,进而保证民用建筑的建设质量。
        第一,在前期的设计过程中,工作人员应当科学地规划和研究楼层出现位移的状况及内部空间具体的高度比例。工作人员在针对此环节的规划中,需要了解楼层数量、具体的高度以及相对应的位移状况,以便合理地研究后期的数据,控制楼层总体高度,有助于在后续的阶段中调控建筑物的变形状况。


        第二,高效研究剪力墙整体的跨度以及相对应的高度比例情况,结合多种建筑性能开展后续的科学调控,根据跨高比例有针对性地进行高质量研究,确保剪力墙内部架构的总体性能。
        第三,遵循楼板件内部存在的剪力系数原理。通常情况下,在针对建筑架构的统一规划过程中,使用数字化的管制方式能核实当地的建筑物受力状况,提升建筑物的总体抗震水平、抗侧力效果以及具体的承载能力,采用剪力墙装置以及地板区域内部存在的剪力系数,对其进行全方位的管控,从而能够调节建筑物自身的总体重量,以便在后续的施工环节中,控制前期资金投入成本,以及降低相对应的施工难度。
        三、高层民用建筑剪力墙结构的设计及优化
        (一)剪力墙设计要为后续的建筑改造留有余地
        作为结构体系的一部分,为发挥剪力墙作用,设计人员应给后续建筑改造留有一定余地,要使得剪力墙主体设计能够在达到基本刚度的前提下为建筑中的门窗设计留有一定的空间。总之,剪力墙结构设计中,严禁设计的随意性,避免门洞挖掘的重复。为使得剪力墙空间合理,设计人员在总体的设计过程中,应提前做好相应的空间分析与规划,将墙体划分成若干个部位,使得门窗的设计尽可能合理,与剪力墙结构相匹配[3]。
        (二)墙肢设计
        (1)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。(2)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[1]。
        (三)剪力墙平面布置
        建筑工程的结构设计为了保证设计的合理性与优化,作为施工企业需要结合对应的设计人员,对剪力墙的平面布置提高重视的程度。通过住宅的平面结构布置,满足建筑物的使用要求,同时还需要延周边均匀地布置剪力墙结构。确保剪力墙结构的布置合理,要尽量选择一些建筑的电梯间、楼梯间等位置。另外,还应该注意剪力墙之间的距离不能太大,阻碍剪力墙结构作用的发挥。最后,对剪力墙结构布置的时候还应该注重抗震设计的合理安排。针对主轴周围需要合理的布置,不能够采取单向的布置措施,要减少短肢剪力墙的使用数量,提高整体剪力墙的布置效果,从而保证后续工作的顺利实施,为建筑施工企业的工程项目施工水平提供良好的基础保证,也为建筑工程的整体经济效益起到合理的规划。
        结论:高层民用建筑结构的日渐复杂化,加剧了人们在此类工程中对剪力墙结构体系的重视和使用,但剪力墙结构体系设计时需注意的设计要点较多,设计人员应从受力分析的角度,做好相应的结构计算和优化,全面提升高层民用建筑的结构性能。
        参考文献:
        [1]唐红.民用建筑结构设计的要点分析[J].建筑与装饰,2021(5):1,3.
        [2]张宗霏.分析高层民用建筑结构设计的要点和常见问题[J].居业,2020(6):106,112.
        [3]申希虎.浅谈民用建筑结构设计的关键技术发展[J].建筑与装饰,2020(17):154,159.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: