建筑工程设计中剪力墙结构设计

建筑工程设计中剪力墙结构设计

【摘要】进入到21世纪,我国的经济和社会各项事业都获得了全面的发展,建筑事业的发展规模和技术手段也在不断地提升,市场和人们对建筑物的功能要求和质量标准也越来越高。在我国建筑行业发展的历程中,建筑形式和内在结构也在不断地改进,剪力墙结构应用在建筑工程中,具有良好的抗震性和抵抗侧刚度的特性,目前已经发展成为众多建筑工程首选的结构方式。本文主要介绍了剪力墙结构的基本概念,对剪力墙结构在建筑工程中的设计原则和注意要点进行分析。

【关键词】建筑工程;剪力墙结构;设计;原则;要点

随着我国经济的发展,建筑业作为国民发展的基础产业其规模在不断地扩大,相应的人们对建筑物的要求也在逐步提升,对建筑物结构的优化设计也是建筑行业发展的必然趋势,剪力墙结构就是在这种条件下出现的。由于这种结构具有较强的抗震性和其他优点,在众多的建筑项目中都被采用,剪力墙结构设计在我国的建筑工程结构设计中有着举足轻重的地位,对其结构设计与应用对我国建筑业整体的发展具有重要的现实意义。

1剪力墙结构概述

剪力墙,是在房屋建筑和一切附属结构中用来承受风荷载或者水平荷载的墙体结构,抵抗地震的性能优越。所以剪力墙也被称为结构墙或者抗震墙,在对建筑物进行装修和改装的时候,剪力墙的结构都不能更改。在建筑工程中融入剪力墙的主要目的是加强建筑物结构的稳定性,提高建筑物对灾害的抵抗能力,为了提高建筑物的稳定性和牢固性,一般选择钢筋混凝土为剪力墙的主要材料[1]。利用钢筋混凝土建成的剪力墙结构,可以承受来自横向和纵向的力,针对剪力墙的建筑过程中,一般用混凝土版代替框架结构中的梁柱,以承受来自各个方向的荷载。所以说,剪力墙结构不仅能够抵抗地震等自然灾害,性能优越,同时由于其材料构成和建设特点也具有非常好的刚度,因此颇受市场欢迎。

2剪力墙结构设计原则

2.1楼层之间最小剪力系数的调整原则

针对建筑物的剪力墙进行设计时,要遵循建筑物各个楼层之间最小剪力系数的原则。在建筑物的施工过程中,为了降低建筑物的自身的重量,提高建筑物的抗震性能,要尽量降低剪力墙的建设数量,但要保证剪力墙底部的抗震结构能够抵抗地震来临时40%的振力。在遵循上述原则的基础上,在建设结构的剪力墙设计上进行大开间设计,增强剪力墙的刚度。通过这样的方式可以将建筑物楼层之间的建立系数控制在最小,可以有效的减少建筑成本,提高建筑物的经济效益[2]。

2.2对楼层之间最大位移和楼层高之间的比例进行必要调整的原则

一般来说,对建筑物进行设计的时候着重在于楼层和楼层的剪切形变以及扭转处理上。在进行剪切变形设计时,是利用纵向的构建数量对变形进行控制,或者纵向构建数量的增加,剪力墙的剪重比例也会随之增加,这种结构的剪力墙将会导致楼层和楼层之间过大的扭转,同时剪力墙结构也难以满足楼层位移的要求。所以,在进行剪力墙的结构设计过程中,楼层之间的扭转和位移不能单独地依靠纵向构件,要尽量地缩小楼层之间扭转的量,注意相邻两个楼层之间进行位移和层高的比例。

2.3对剪力墙连梁超限进行调整的原则

进行剪力墙的结构设计时,如果跨高比例小于2.5,那么剪力墙的剪力和弯矩很可能会超过国标规定的限度,所以,在进行结构设计的时候,要将剪力墙的连梁跨比增加到2.5以上,但同时这个比例也不是越高越好,要根据具体情况进行设计。例如:在保证剪力墙的刚度不变的情况下,当连梁跨比为5的时候,剪力墙的弯矩或者剪力也会超过规定的限制,剪力墙的性能和结构也必然会出现异常。所以说,在进行剪力墙的结构设计过程中,要计算好连梁超限情况,首先要保证工程质量,在此基础上控制好工程造价[3]。

3剪力墙结构设计要点

3.1有效控制剪力墙的数量

剪力墙应用在建筑工程中主要是为了提高建筑物的整体性能,由于剪力墙的构成主材是钢筋混凝土,密度大、质量高,所以为了降低建筑物的自重提高抗震性,在剪力墙设计的同时要控制好数量。

3.2剪力墙的平面布置要点

在对剪力墙进行设计的时候,应当根据不同墙型之间的不同特点进行设计,依据不同的受力特征、墙体中内力分布的不同状态以及其破坏形态,合理的布置设计如何搭配钢筋以及构造措施。剪力墙所承担的竖直水平上的压力主要是来自于结构的自重以及整体楼面的荷重,应当按照剪力墙承受的压力大小进行计算,来保证实现剪力墙“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震标准。①在剪力墙的荷载功能中,无论是水平方向的还是竖向的荷载都是由钢筋混凝土墙板承受的,所以要沿着建筑物平面主轴的方向进行剪力墙的布局,在压力集中的荷载作用下,剪力墙应该在内部设置暗柱,并且标注好暗柱与纵向的钢筋之间的连接方式,没有暗柱的时候这应该对局部的受压能力进行测算。②剪力墙的平面设计要讲究对称性,这样的目的是为了将剪力墙的刚度中心同自重中心保持在同一个位置,同时也可以降低剪力墙的扭矩。③在温度或者收缩力较大的地方,剪力墙内分布的钢筋应有计算性的进行加强,在进行以抗震为主要功能的剪力墙结构设计时,要尽量丰富平面布置的形式,提高抗震效果[4]。

3.3剪力墙洞口的布局要点

对于较长的剪力墙应当开设洞口,分隔成受力均匀的若干个墙体,在之间使用弱梁进行连接,剪力墙洞口的布局位置,会在很大程度上影响到整个剪力墙的力学性能,因而剪力墙洞口的布局基本要满足三个方面。①有规则的布置洞口,基本成排成列设计,同时应当满足洞口与洞口之间的间隔均匀。②对于不规则设计洞口的剪力墙,像是叠合错洞墙以及错洞剪力墙等,这种不规则开洞容易因为洞口分布不均而使得剪力墙出现薄弱部位,应当采取措施在洞口处加强加固措施或者使用一些比较轻质的材料进行填充[5]。

3.4剪力墙结构设计的其他要点

影响建筑工程质量和稳定性的因素有很多,在建筑工程设计和施工时要综合考虑各项因素,对剪力墙的结构不断优化。①需要保证剪力墙完整的建设;②在施工过程中要提高安全意识,保证剪力墙结构的稳定性和安全性,从而保证建筑物的安全性;③综合考虑整个建筑工程,加强新技术、新管理方式的引进,控制好剪力墙结构的资金投入。

4结语

剪力墙结构在建筑工程中具有良好的抗震性,是大多数建筑工程所采取的主要结构形式。在建筑行业不断发展的过程中,需要对结构设计进行不断的改革与创新,为此建筑业从业人员都应该积极学习剪力墙结构的相关理论,掌握实践应用原则与技巧,从实践工作中总结出设计要点,将剪力墙结构在建筑设计中的作用发挥到最大。在今后的发展中,建筑设计人员也要具备一定的思维创新意识,在结构设计中不断总结和尝试,积极采用新技术、新设备应用到建设过程中,促进建筑结构的不断优化。

参考文献

[1]张博文.浅谈建筑工程设计中剪力墙结构的设计应用[J].城市建设理论研究:电子版,2016(3):82.

[2]张媛,王禹.浅谈建筑工程设计中剪力墙结构设计的应用[J].决策与信息旬刊,2015(6):216.

[3]张晓辉.浅谈建筑工程中框架剪力墙的设计要求和要点[J].工程建设与设计,2015(6):309.

[4]郭勋.浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2013(12):106.

[5]丘彩航.建筑钢筋混凝土框架剪力墙结构设计要点分析[J].建筑工程技术与设计,2016(31):454.

作者:高中献 单位:昆明市盘龙区保障性住房管理服务中心