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建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析

作者:未知

  摘 要 建筑结构是建筑工程重要的组成部分,其对建筑工程的整体性能有着直接的影响,在新时期环境下,建筑结构设计中普遍使用剪力墙结构,这主要是剪力墙结构具有显著的结构性能优点,能够有效满足建筑工程现代化发展的需求。本文就针对建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用进行分析,来对此结构设计进行深入的了解。
  关键词 建筑结构;剪力墙结构;设计应用
  1 工程概况
  在某二期工程建设中,其建筑工程主要包括6#-16#11栋楼,且11-28层为住宅区域,其他为附属的设施,同时-1层设置通体的地下车库部分,此工程总建筑的面积为196000m2。
  2 剪力墙结构设计概述
  剪力墙的结构主要通过一些纵向的剪力墙、横向的剪力墙与空间结构梁板所构成,此结构主要受到竖向负荷与水平负荷等两种负荷作用,其中竖向性的荷载主要有梁板所传来的恒载以及活载等,另外还包括一些竖向的地震作用以及剪力墙身具有的自重等;而水平性的荷载主要是一些地震水平的作用以及水平风的荷载等类型。在进行剪力墙的结构设计中,还需要对其内力以及变形实施有效的分析,此部门内容主要包括了对承载力的极限状态以及正常使用中极限状态的分析等,在极限的状态下的承载力分析中,要求其剪力墙不管在哪一种工况的条件下就能够不受到破坏;在正常的使用中,还要求其结构发生的变形要在规范标准要求内,且于满足设计的要求基础上,还要求其结构具有长期的耐用性。剪力墙的墙肢长度和壁厚范围有着其显著的自身特点,若高度与墙段比的厚度小于等于4的话,要按照框架柱结构进行设计,若墙肢截面的高度和厚度比超过8,就使用一般性的剪力墙,若墙肢截面的高度和厚度比于4~8间,就使用短肢的剪力墙类型,这也为剪力墙结构设计基本性原则[1]。
  3 建筑结构设计中剪力墙结构设计
  3.1 平面布置
  在剪力墙的结构平面布置中,一定要尽可能的实现均匀性和对称性,尽管在相同的平面内,剪力墙其重量中心以及刚度的中心往往是不能够实现完全性重合状态,但一定要尽量让两者无限的接近,从而来提升其结构安全稳定性,还能够实现对扭曲情況有效的控制。若剪力墙设计中存在长度连续性过长的话,就要实施相应的开洞处理,把其均匀性划分为几段具有相同长度的墙体,从而来防止墙体的结构由于剪切力存在而受到破坏。按照相关的规定标准,对独立性的剪力墙来说,其墙面具有总高度同截面高度的比例比2大,则其开洞口一定要保证其上下具有对齐的状态,且还要呈现出列状分布的状态。若剪力墙在开洞中存在交错以及叠合等情况,会对剪力墙的结构刚度造成影响。为了提高设计的抗震性,要通过双向或者多项平面的布置形式,若剪力墙的结构洞口同墙边墙肢截面具有高度与其厚度的比例在4之下,这种就呈现小墙肢情况,要借助框架柱的箍筋方式实施剪力墙的加密处理。
  3.2 连梁设计
  在剪力墙的结构中,连梁为重要抗震的构件,此构件设计是否合理对剪力墙的结构整体性能存在直接影响。于正常的荷载条件情况下,是要求其结构能够处在弹性状态中,且连梁也不允许发生塑性铰的变化,若存在地震条件中,允许其结构在弹塑性状态,而连梁也能够出现塑性铰情况。根据抗震规范标准要求,若建筑物实际抗震性比此地区内设防的烈度作用要低,则其结构就不会出现损坏,而高于此地区内设防的烈度地震中,是不能出现倒塌和危及人们的生命安全。于地震的荷载作用下,连梁破坏的形式主要呈现脆性破坏以及延性的破坏,则在进行连梁设计中要按照强剪弱弯设计,防止结构出现脆性的破坏[2]。
  3.3 剪力墙墙肢的处理
  在进行剪力墙的结构设计中,要对其延伸性进行考虑。若剪力墙的墙体长度较长,可以通过分层间隔方法进行设计,来对墙体实施多段切割,避免对其墙体延展性进行破坏;若剪力墙的墙体长度较短,就可以按照配筋方法设计。若墙肢的长度超过了8m,可以通过施工洞设置,把长墙肢变成短墙肢,施工洞设置要在墙上进行一个洞口的预留,完工后再将墙进行封闭,另外还可以通过计算洞的设置,进行结构的计算时进行洞的设置。
  3.4 超限调整
  对剪力墙的结构设计中,要按照楼层间其剪力墙数的最小设计原则进行。结构的设计前,要对建筑的抗震性进行充分的考虑,合理的对结构的自重进行降低,保证其剪力墙的结构地震发生倾覆力矩占比于40%内;然后对楼层间其最大的位移数和层高比例进行调节,让其于地震力的作用下,所受扭转以及剪切的作用力造成层间的位移被控制于允许的范围中。在进行剪力墙的结构设计中,不能要按照竖向的构件数量来对建筑结构的变形实施控制,且还要对根据其最大位移以及层高比例情况实施有效的调整,尽可能减少由于建筑扭转以及剪切等变形作用造成的影响[3]。按照相关的规定,要求剪力墙超限调整一定要符合其连梁剪力同弯矩跨高的比值大于2.5的标准,而其实际跨高比也未必是越大性能就越好,当其跨高比超过6时,则就会对其连梁刚度产生影响,进而造成其剪力墙存在超限的情况。在跨高比为5~6范围内,要通过框架式的设计结构,来实现剪力墙的结构超限情况控制。
  3.5 墙身钢筋配置
  剪力墙的结构设计过程中,其主体的部分就是墙身,墙身剪力墙进行承载力承受主要的部分。在进行墙身设计中,就需要做好对墙身钢筋合理选择,严格按照国家相关规定的标准实施选择,还对剪力墙的结构设计钢筋配比实施验算。对剪力墙的结构实施钢筋配率计算中,要对其垂直和水平等两方向中承载力实施全面准确的计算与分析,使其抗震能力满足要求。进行剪力墙的结构墙身钢筋的配置中,对一、二、三级抗震的设计方案中,其垂直与水平墙身的配筋率都要超过0.2596,且对使用钢筋的间距也存在严格要求,垂直和水平方向的钢筋间距要求约为0.3m,且直径不能小于8mm。
  4 结束语
  综上所述,剪力墙结构是建筑结构设计中的重点内容,其与建筑结构性能有着密切关系,为了保证其具有良好的使用性能,就需要在剪力墙的结构设计中,把握和其设计要点,并严格按照要求标准进行结构设计,这也是保证建筑结构能够长期稳定使用的必要途径。
  参考文献
  [1] 于毅.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].绿色环保建材,2018,(4):95-95.
  [2] 郑鹏.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].科技创新与应用,2017,(3):248-248.
  [3] 张俊杰.剪力墙结构设计在建筑设计中的应用[J].山西建筑,2017,43(26):59-60.
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