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剪力墙设计在建筑工程结构设计中的运用分析

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  摘要:随着我国经济的不断发展,城市化进程的不断加快,建筑行业面临着前所未有的发展空间。同时,同行业之间的竞争也变得更加激烈。随着人们生活水平的提高,对建筑行业的要求也越来越高。因此,在建筑行业中,要想在同行业激烈的竞争中取得绝对优势,达到人们理想的要求,建筑企业就必须建设企业的特色,打造企业自有品牌,知道建筑结构在设计工作中的重要性。而在建筑结构中的设计中, 剪力墙这一结构担任着非常重要的角色,关于它的设计更应该受到设计师们的重视,因为它对于建筑物的整体质量有着非常重要的作用。本文主要对剪力墙结构设计的含义及特点进行了分析,重点论述了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。
  关键词:剪力墙设计 建筑结构 整体设计 应用分析
  在建筑设计中,剪力墙结构设计所表现出的优势显而易见,不仅能够在新的环境下更好地适应建筑的发展需求。同时也满足人们对建筑设计的更高层次的使用需求,对于提高建筑质量也发挥着更为重要的作用。然而就目前情况来看,剪力墙结构设计的应用还存在着很多问题。因此,还需要我们去不断地进行摸索,从而提高剪力墙结构设计技术水平的发展,为建筑工程的发展提供更多、更可靠的基础保障。
  一、剪力墙结构设计的含义及特点
   在我国,随着社会主义市场经济的不断发展,国民生活水平也得到了一定的提高,对其居住环境的质量要求也有了更高层次的需求。针对于这样的需求出现,我国建筑行业,需要不断提高自身发展能力,即对建筑技术、科技含量以及人文素质的提高以及培养,在这样的发展前景下,满足人们对建筑物质量与功能多方面的要求。
   随着社会的发展,经济水平的提高,我国的国民生产总值一路创新高。随着生活水平的提高,我们已经不像原来那样只要求吃饱穿暖,有个住的地方就可以。对于温饱,我们要求绿色、健康、安全、营养,同样对于居住方面,我们不仅要求它的设计结构合理,住起来舒适,更要求它看起来要美观,更重要的是住的要安全、放心。而剪力墙结构设计的应用刚好就可以就可以满足人们的这一需求,不仅使建筑结构跟以前的相比更加美观,还更加安全。所以,目前在建筑行业,将剪力墙结构设计应用到建筑结构中已成为当前建筑行业的新的竞争条件之一,也是我国的建筑行业必须采取的一种技术手段,是我国在建筑方面重要的战略目标。总的来讲,随着剪力墙结构设计在建筑结构设计中的地位不断提高,剪力墙结构设计已成为建筑行业从业人员的一项必备技能。那么,下面就来谈谈剪力墙结构设计的含义以及优缺点。
  1.剪力墙结构设计的含义
   通俗地讲,剪力墙其实就是现浇钢筋混凝土墙,主要承受水平地震荷载,是利用建筑物的外墙或者内墙做成剪力墙且承受水平和垂直荷载的一种结构。
   这样的水平荷载对墙、柱产生一种水平剪切力,剪力墙结构设计由纵横方向的墙体组成抗侧向力体系,刚度很大,空间整体性好,房间内不外露梁、柱楞角,便于室内布置,方便使用。
   剪力墙主要分为:
   (1)框架-剪力墙结构设计
   是由框架与剪力墙组合而成的结构体系,适用于需要有局部大空间的建筑。在局部大空间部分采用框架结构,可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力,从而满足高层建筑的要求。
   (2)普通剪力墙结构设计
   全部由剪力墙组成的结构体系。
   (3)框支剪力墙结构设计
   当剪力墙结构设计的底部需要有大空间,剪力墙无法全部落地时,就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构设计。
   一般高层和小高层常用的是框剪结构主要用抵抗水平作用力,而框架-剪力墙结构设计体系是指把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。
   房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担,而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。这种结构不仅可以使框架结构布置变得灵活,使用变得更加方便,还可以增强刚度,同时又有较强的抗震能力,因而在高层办公建筑和旅馆建筑中多采用这种设计。
   2.剪力墙结构设计的优缺点
   剪力墙结构设计的缺点:在下部楼层,剪力墙的位移较小,它拉着框架按弯曲型曲线变形,剪力墙承受大部分水平力,上部楼层则相反,剪力墙位移越来越大,有外侧的趋势。
   除此之外,剪力墙不但不承受荷载产生的水平力,还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力。所以,上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也会出现相当大的剪力。
   剪力墙结构设计的优点:刚度大,整体性能好,在水平作用下侧向变形小,承载力要求强,其侧向变形为弯曲型,但是因为剪力墙的间距的限制,所以很难灵活地进行平面布置。因此,在建筑空间有特殊要求时,我们可以采用框支剪力墙结构设计,这样就避免诸多问题。
   二、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
   目前,剪力墙结构设计的应用已经特别广泛,因此本文主要介绍剪力墙结构设计在建筑设计中的四种应用。
  1.剪力墙结构设计中大墙肢处理
   为了使剪力墙结构设计所具备的延展性避免受到剪力墙脆性的剪切破坏,我们通常将剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙,而不是呈细高状的剪力墙。而这些大墙肢在发生强烈震动时,极容易受到破坏。因此,为了避免这一现象的发生,我们要采取以下措施:在大墙肢内部开设结构洞由此可以把长墙肢分成几个短墙肢,以避免剪力墙发生脆性剪切破坏。
   2.合理布置剪力墙结构设计
   为了保障剪力墙的安全和经济,我们必须合理、系统地布置剪力墙。而剪力墙的结构布置应从两个方面着手:平面布置和竖向布置。从尽可能均匀、对称的原则出发,剪力墙的平面布置最好使墙面结构的刚度中心重合于质量中心以减少扭矩。同时内外剪力墙应尽可能拉通、对直。为避免墙体有过大的内收和外挑,竖向布置应保持墙体造型匀称、规则,这样可以防止抗侧力结构的侧向刚度和承载力有突变的可能。
   3.剪力墙连梁超筋的处理
   剪切变形对剪力墙连梁来说相当敏感,若剪力墙连梁的尺寸不一致,可采取一定措施处理:降低连梁的截面高度;抗震设计的剪力墙中可对连梁进行刚度折减;若连梁破坏对承受竖向荷载的影响不够明显,假定连梁在大震下受到破坏,无法约束墙肢的结构,则按独立墙肢进行内力分析,选择两次计算所得的较大内力对墙肢进行配筋计算。
   4.剪力墙结构设计的墙体配筋
   剪力墙竖向钢筋的主要作用是抗彎。现在有些高层剪力墙的电算结果多为构造配筋,但在配筋时,边缘构件中的钢筋应该包括在最小配筋率里,遵循墙肢的竖向配筋原则,应该尽可能在墙端部边缘区布置钢筋。
   总结:现今社会,人们对于生活质量的要求越来越高,剪力墙设计也应运而生,并且在在建筑结构设计中担任着极其重要的角色。它不仅能够满足人们对于建筑的舒适、结构合理等方面的要求,还能够满足人们对建筑的美观、安全、稳固等方面的要求。虽然目前来讲,剪力墙设计在建筑结构设计中的应用还不是那么完美,存在着许多缺点,但是总体来说,剪力墙结构设计的优点还是多于缺点,是在建筑方面适合并且满足于人们需求的不二选择。
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