建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用浅述

时间:2022-11-07 20:05:04 来源:网友投稿

摘要:到目前为止,对剪力墙结构的尺寸问题以及其布置方法都还没有一个统计的标准,因而,在实际的施工中,很多操作都需要设计师根据自己以往的经验来结合实际情况作出判断。如此以来,在剪力墙结构设计工作中难免会或多或少出现一些问题,从而影响到工作的顺利进行。因此对剪力墙结构设计应用方面的问题进行分析和探讨,具有很大的极大的实践性意义。

关键词:建筑结构设计;剪力墙结构设计;应用

一、剪力墙结构的概念

剪力墙结构中使用钢筋混凝土墙板来替代框架结构中的梁柱,能承担各类荷载所引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。该结构在高层房屋中被广泛运用。剪力墙结构除了能够承受和抵抗纵横向的主要承重外,还能起到空间分割的作用。结构墙的高度一般与整个房屋的高度相等,自基础直至屋顶,高达数十米到100多米;其宽度则视建筑平面的布置而定,一般为数米到数十米。相比较而言,其墙体较薄,通常为200~300mm。剪力墙结构在其墙身平面内的抗侧移刚度很大,而其墙身平面外刚度却较小,几乎可以忽略不计。所以,建筑物上大部分的水平作用或水平剪力通常都会被分配到剪力墙结构上,这也是剪力墙名称的由来。

二、剪力墙结构设计的原则

(一)控制剪力墙的高度和宽度

建筑结构设计中剪力墙结构具有着重要的作用,它对建筑物起着一种支撑作用,同时它也能够对各种荷载都能够起到一定的抵挡作用,不仅支撑作用好,还具有不错的抗震能力。剪力墙主要包括墙肢和连梁,而在剪力墙结构的设计中一定要控制好剪力墙的高度和宽度,剪力墙的结构形状类似于板状物,高度比较高而厚度比较小,由于它要对各种荷载进行承受,因此,在对剪力墙结构的设计中,就要严格把握好其高度和厚度的比例,对于比值在3之内,进而再参考柱体结构原则进行设计,对于比值在3-5之间的,要根据双向受压结构的设计原则来进行,从而来满足其性能要求。

(二)避免剪力墙与平面外梁相连

剪力墙的结构主要是承载平面内的承载力,而对于平面外的承载力一般都是比较小的,因此,在剪力墙的结构中,如果和平面外梁相连则很容易就会造成墙肢向外弯曲的情况,为了避免外墙向外弯曲,在对剪力墙结构设计的时候就要特别注意不要和平面外梁相连,而如果剪力墙不能避免和平面外梁相连的时候,在对剪力墙的结构设计中就还要涉及相应的保护措施,这样当两者相连发生问题的时候,也能够很好的进行处理和解决。

(三)全面分析剪力墙所承载的作用力

剪力墙的作用主要是对建筑物中的各种荷载进行承受,因此,在对剪力墙结构进行设计的时候,还要对其所承受的各种作用力进行全面的分析,从而来保证剪力墙结构的性能符合使用的标准。在对剪力墙结构的设计中,首先要对墙体所承受的水平和垂直方向上的作用力要进行准确的分析,并进行相应的安全性判断和验证,然后,对于墙体的斜截面的承载力也要进行分析和判断,并验证它的稳定性,同时,对于墙体所集中承受压力的极限也应该进行分析,保证剪力墙的结构合理性和稳定性。

三、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

(一)平面的布置

剪力墙结构设计中,首先要对墙体平面进行布置,根据相应的设计原则来保证剪力墙平面的中心和刚度正好完美结合,发挥出其最大的性能特点,从而实现更好的墙体均衡作用力。在对剪力墙平面进行布置设计中,首先要沿着其主轴的方向进而进行多方向以及双重方向上的布置,这样就可以很科学的实现墙体的均衡设计,然后,在保证剪力墙安全性能的前提下,还要采取一定的措施来科学的减少剪力墙施工的成本,就可以采取降低剪力墙墙体的侧抗力的刚度来进行,同时也能够有效降低剪力墙墙体的自重。

(二)剪力墙截面的厚度

剪力墙结构设计中,对于剪力墙横截面厚度的设计也是有着相关标准规定,其厚度是根据具体的剪力墙的结构类型而定的,对于短肢剪力墙结构来说,其底部的厚度设计一般是不能低于0.2m的,除了底部以外的部分,其厚度不能低于0.18m,这样才能保证剪力墙结构性能的稳定性。

(三)连梁钢筋的配置

剪力墙结构的实现主要使用材料就是钢筋,钢筋材料具有着很好的强度和刚度,因此,用于剪力墙结构的使用中,就能够有效的提高剪力墙的承载能力以及抗震能力。在剪力墙结构设计中,连梁的设计是很重要的一部分,它对增强剪力墙墙体的安全稳定性有着重要的作用,因此,在进行连梁钢筋的配置的时候,就要对其使用的钢筋材料进行严格的控制和选择,不能为了控制施工的成本而选择不符合使用要求的钢筋材料,对建筑工程的安全造成影响。

(四)墙身钢筋的配置

墙身是剪力墙结构设计中的主体部分,它也是剪力墙承受承载力的主要基础,因此,对于墙身钢筋的选择来说,就要严格地按照相关规定或者国家标准来进行,并对剪力墙结构设计的钢筋配比进行有效的验算,在对剪力墙结构进行钢筋配率的计算时,需要对垂直以及水平两个方向的承载力进行全面的分析和计算,保证其抗震的能力符合要求。在剪力墙结构的墙身钢筋配置一级、二级、三级的抗震设计中,垂直和水平的墙身配筋率都不能低于0.2596,同时,对于钢筋使用的间距也会有严格的要求,不管是垂直方向还是水平方向,钢筋之间的间距一般在300mm左右,直径也不能低于8mm。

(五)剪力墙中的墙肢处理

剪力墙具有一定的延伸性,因此在对剪力墙结构设计的时候,一定要考虑其延伸性的影响,而在剪力墙结构中最为注重的地方就是剪力墙的脆性破坏现象,这就需要根据剪力墙的具体长度来进行设计。对于墙体长度比较长的剪力墙,要采用分层间隔的设计方法来进行,对墙体进行多分段的切割来避免墙体的延展性的破坏,对于前提长度比较短的剪力墙,就通过配筋的方法来进行,充分发挥其支撑作用,当墙肢的长度大于8m时,可以采用设置施工洞的方式将长墙肢变为短墙肢。

四、結论

建筑结构设计中剪力墙结构设计是重要的一个部分,它对建筑结构的安全稳定性有着至关重要的作用,因此,在对剪力墙结构的设计中,就要严格按照相关规定来进行,全面地对剪力墙的情况进行分析,充分发挥其作用和性能,进而提高建筑工程的整体质量。

参考文献:

[1]赵铸.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].低碳世界,2017(34):208-209.

[2]孙家昱.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].四川建材,2017,43(04):35-36.

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