建筑剪力墙结构设计要点及优化措施分析

作者:未知

  摘要:近年来,随着人们生活水平的不断提高,对于住宅的质量有了更高的要求。传统的建筑框架结构已然无法适应社会发展的要求,以及人们对于建筑内部空间、架构等设计需求。基于此各种各样的新型建筑结构不断涌现,如建筑剪力墙结构等,开始为人们所关注。对与剪力墙结构设计而言,存在着较大难度,在其结构整体性与复杂性方面难以对其设计要点进行充分把握,然而社会的需求在不断的增长,如何实现对剪力墙机构的优化设计成为了当前建筑企业研究的重要课题之一。因此。文章基于对剪力墙结构及其特点的分析,探讨了建筑剪力墙结构设计要点及优化措施。
  关键词:高层建筑;剪力墙结构;设计要点;优化措施
  随着社会的快速发展,人们的生活水平得到大幅提升,进而对于住房有了更高的要求。住宅建筑唯有不断的往高层建筑发展才能满足越来越大的居民住房数量要求,然而对于高层建筑而言,有着较高的建设技术要求,尤其是对其中的剪力墙结构的优化设计方面,更是建筑技术急需攻关的难题与重点。
  一、剪力墙结构及其特点分析
  (一)剪力墙结构
  剪力墙是建筑墙体中的一种类型,发挥着负担建筑结构荷载重力的作用。以用途可划分为抗震墙、结构墙以及抗风墙三种。剪力墙结构的重要特点在于采用钢筋混凝土,取代了传统框架结构中梁柱的作用,承担着具体的建筑荷载,并且对建筑结构中的水平荷载进行有效协调、控制的墙体结构,通常被应用于高层建筑墙体结构设计当中。
  (二)剪力墙结构特点
  优秀的抗侧力与承载力是剪力墙结构的显著特征,在其承受力范围内,能够实现对建筑的竖直荷载与水平荷载进行有效地协调,主要應用与高层建筑的墙体结构设计。剪力墙结构具备较大的侧向刚度,使其能够承受极高力度水平荷载产生的应力,而不会发生明显的侧向位移。剪力墙结构的设计与应用,可以提高建筑空间的利用率,正是由于其拥有区别于传统建筑框架结构的特殊的受力体系,使得剪力墙设计下的室内空间比梁柱结构设计更为宽敞。加上其不需设置梁结构,提升了建筑室内的高度,进而增加了空间的利用率。具备较强的抗震性能也是剪力墙结构显著特征之一,主要是因为其自身钢筋混凝土结构的自重较大,吸震效果明显。剪力墙机构应存在着一定程度的缺陷,如结构复杂、设计难度大,施工工艺复杂,流程管理困难,导致工程造价较高。
  二、剪力墙结构设计要点及优化措施
  (一)剪力墙结构整体布置
  剪力墙结构需保持一定的侧向压力,并进行双向设置,以确保证竖直方向设置的连续性,剪力墙需要设计、留置洞口并注意加固。在对剪力墙结构进行布置的过程中,若是能够延中轴线进行双向均匀布置,使得刚度与质量两着的中心位置相对靠近,可以实现较好的抗震效果,同时避免内部结构发生扭曲变形。在具体的布置过程中,不应出现“一”字型墙肢,宜选择“T”字型或者“L”字型结构。因为剪力墙结构的自重较大,通过适当的优化、调整,减轻重量,可以提高对建筑空间的利用率,但是剪力墙的密度必须要有所保障,在刚度与稳定性方面符合设计要求及相关规范规定。剪力墙上开设的洞口应成排或成列的均匀分布,构成连梁,实现对承载力的均衡分布,达到优化剪力墙整体结构的设计效果。
  (二)剪力墙结构长度与厚度设计
  剪力墙的延性是靠墙肢的长度作保,细且高的剪力墙的延性更佳,可以有效地防止结构脆性引发的墙体损坏,所以剪力墙的长度设计通常要控制在8m以内。然而在实际设计中,又有各种原因使得墙体的长度必须在8m以上,甚至更长时,为了确保其较好的延性,可以以开设洞口的方式吧墙体平均分为成长度较短的连肢墙,同时对于洞口部分,利用弯曲较小弱连梁进行连接,进而把长墙划分成为独立的短墙。在高层建筑设计相关规范中对剪力墙的厚度做了一定的硬性要求,一般来说高层建筑的剪力墙厚度应与填充墙厚度保持一致,以确保剪力墙较强的刚度,避免剪力墙受重压而发生结构形变。
  (三)剪力墙结构中连梁设计优化
  剪力墙结构中,是通过连梁将各个墙肢部分进行连接的。若是墙肢在各种外界重压下出现严重变形或者断裂,其根本问题出现在连梁的设计方面。连梁发挥的是增强剪力墙结构刚度并实现对各墙肢紧密连接的作用,因此在进行剪力墙整体结构设计时,应适当折减连梁刚度,使其以一定程度的柔性发挥更好的连接效果。对连梁部分的设计,通常要遵循“强墙弱梁”的原则,才能有效地提升剪力墙结构延性,降低剪力墙受到破坏的概率。
  (四)剪力墙结构中过渡层设计优化
  在剪力墙结构设计过程中,存在一些剪力墙结构需要一定的过渡层,所以应按照结构的具体情况对过渡层结构进行设计,并确保过度层能够满足与适应各个结构涉及的多数据要求,实现具体的剪力墙结构设计目标。值得注意的是,切不可过于高估过渡层抗震能力。相关实验证明,在竖向与水平方向持续、反复受到荷载力的影响,过渡层的剪力墙墙体通常下降2~3倍,若是设计时只是根据正常墙体的承受力情况进行测量、计算,将导致剪力墙抗震性能大大减弱。
  (五)剪力墙结构计算和配筋
  剪力墙结构涉及较多的材料,配件的选用部分也较为复杂,因此在剪力墙结构设计过程中应尤其注意各类材料、配件的使用数量的准确计算。较为重要的如剪力墙结构中,竖向与水平方向的配筋的使用数量的准确确定也少不了进行各种相关计算。通常来说,剪力墙结构的筋配置要求为:1至3级的抗震设计,竖向与水平方向的配筋率都应控制在0.25%以内;根据四级抗震能力要求,剪力墙配筋率最高为0.2%。此外,竖向与水平方向之间的钢筋距离应控制在30mm左右。剪力墙结构优化设计过程中,对其中的纵筋、箍筋、腰筋等配筋进行优化设计也极为关键,应按照相关规定做好仔细的测量设计,确保剪力墙结构较好的稳定、安全。
  三、结语:
  综上所述可知,社会发展与人们生活水平的不断提高,在促进城市化进程不断深入的同时拉动了建筑行业的创新发展。在高层建筑结构设计中,剪力墙结构设计的重要作用越来越凸显。而影响剪力墙结构设计的因素多种多样,因此在设计过程对于各个环节的设计要点都应予以高度重视与充分分析,进而对其进行优化设计,并通过落实具体设计,确保剪力墙结构较好的使用质量,确保建筑工程的安全合理性与经济适用性。
  参考文献:
  [1]李凯.高层建筑框架剪力墙结构设计优化措施研究[J].房地产导刊,2015(3):125-125.
  [2]周卫.探讨建筑剪力墙结构设计要点及优化措施[J].建材发展导向:(上),2014(8):172-173.
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