建筑工程設計中剪力墻結構設計探析

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建筑工程設計中剪力墻結構設計探析

摘要:隨著社會經濟的不斷發展,現代人對于建筑行業的要求越來越高了,不斷推動著建筑行業的飛速發展,同時也促使建筑工程中的設計水平不斷提高?;诂F代人對于房屋建筑的穩定性以及安全性的較高要求,使得剪力墻的設計在整個建筑工程當中的結構設計有著舉足輕重的地位,剪力墻的設計水平也與整個房屋建筑的相關施工單位以及承包工程的企業的經濟利益直接掛鉤,同時也關系著整個建筑工程的穩定性和安全性。針對以上問題,本文就建筑工程設計中的剪力墻結構的設計進行分析探討,以便為相關的工作人員以及施工單位提供可參考的依據。

關鍵詞:建筑工程;剪力墻;設計水平

隨著人們生活質量的不斷提高,最基本的溫飽問題已經解決,我國人口數量也在不斷增加,土地資源日益緊張,促使了高層建筑的出現,而且我國開始向全面小康社會邁進,經濟的不斷發展進步,必然使得人們在精神領域的要求增高,而且人們對于房屋建筑的安全性、穩定性要求不斷增加,這就使得建筑工程當中的相應的剪力墻設計水平的不斷提升,以此來滿足現代人不斷增加的精神要求。

1剪力墻結構設計的概況

1.1剪力墻結構設計的概念

剪力墻結構設計是指,在整個建筑工程當中,用含有鋼筋的混凝土板來代替以前老式的框架式結構的梁柱,因為含有鋼筋的混凝土能夠更好的承受各方的力,保持房屋的穩定性,通常,在一個建筑項目當中,大概每隔三到五米就會設計一個剪力墻,而剪力墻的設置也是尤其自己的規則的,并不是越多越好的,如果在同一個建筑項目中,設置過多的剪力墻,很有可能會因為作用力不平衡而致使建筑物不穩定。所以,在一個建筑工程中,到底要設置多少個剪力墻是要根據相關專業人士來判定的。

1.2剪力墻結構設計的優勢

在整個建筑工程中設置剪力墻是有其優勢的,主要表現在以下幾個方面:(1)設置剪力墻具有其經濟性:與傳統的框架式梁柱相比,看似乎剪力墻會耗費更多的材料與成本,其實從其安全性出發來看,設置剪力墻更具有優勢,因為剪力墻是將混凝土與鋼筋混合到一起,其中也不需要填充過多的鋼材料,并且不需要用鋼筋材料對建筑結構進行混凝土的澆筑來加強建筑物的穩定性,這樣既省時也節省了成本,也符合企業發展的初衷,也有利于企業的經濟利益;(2)剪力墻設計具有穩定性:從考慮建筑物的穩定性出發,剪力墻是使用的鋼筋混凝土,其比傳統的框架式的梁柱更加穩定,就外觀上而言,剪力墻的整體外觀感受較傳統的框架式梁柱更好,并且剪力墻用鋼筋混凝土,其支撐效果也更好;(3)剪力墻的設計具有連續性:剪力墻在設計的過程中會進行不同區域的劃分,主要的目的就是分隔構件,并且從豎直方向和水平方向對各個劃分的區域進行維護,這樣就是的剪力墻在整個建筑工程當中既保持了建筑物的穩定性的同時又建筑物具有一定的連續性,這樣建筑物之間即使其格局是分開,但其又是連續的,構成一個整體;(4)剪力墻的設置具有其規則性:在建筑工程項目當中,建筑內都會分成不同的區域,因為每個區域的作用是不同的,所以設計者在對建筑物進行設計時,就會用到剪力墻結構,因為剪力墻有其連續性,這樣就會使得建筑物即使是不同的區域,但實質也是相互聯系的,此外,剪力墻在結構上其設計既簡單又規則,在將建筑物區分成了不同的區域之后,可以同時對各個區域進行后期的維護和相關工作的進一步開展。

2剪力墻結構設計原則

2.1樓層之間最小剪力系數的調整原則

在進行建筑物的剪力墻設計的過程當中,各個樓層之間的最小剪力系數對于整個建筑物是至關重要的,必須要遵循這一剪力最小系數原則。剪力墻的最主要目的是為了提高建筑物的抗震性能,所以要降低建筑物本身的重量以及減少剪力墻的設置數量,以此來保證在地震來臨時,剪力墻底部的抗震結構能夠消除百分之四十的震感。此外,為了提高建筑物的經濟效益,減低建筑成本,可以在剪力墻的設計上實施大開間設計,增加其剛硬度,通過遵循這些原則,將建筑物的的樓層與樓層之間的系數控制在最小范圍之內。

2.2對樓層之間最大位移和樓層高之間的比例進行必要調整的原則

在對樓層之間的最大位移和樓層高之間要進行比列的調整,通常,在進行建筑物的建筑設計時,首先會注重的就是樓層之間的扭轉處理以及剪切形變。首先在設計剪切變形時,要控制變形,就必須通過對縱向的構建數量進行控制,也就是說,要增加縱向構建數量,這樣,剪力墻的減重比例就會隨著縱向構建數量的增加而增加,但是通過這種方式設計的剪力墻會致使樓層之間的扭轉過大,而且這樣的剪力墻結構也無法滿足樓層的位移要求,所以,這就要求相關專業人士在進行剪力墻的設計時,不僅要縮小樓層與樓層之間的扭轉的角度,而且還要注意到相鄰的兩個樓層之間的層高和位移的比列是否恰當,樓層與樓層之間是不能僅僅只依靠縱向的一些構建。

2.3對剪力墻連梁超限進行調整的原則

在進行剪力墻的設計時還要調整其連梁的跨比,不能超過一定的限度。剪力墻的剪力和彎矩是有國際規定的限度的,所以在進行剪力墻的結構設計時,跨高比例不能小于2.5,否則剪力墻的剪力和彎矩就會超過國際規定的限度。但是剪力墻的連梁跨比例不是越高越好的,要是具體的情況,進行具體的分析。比如:將連梁跨的比例設置為5的時候,同時保證剪力墻的剛度保持不變的這種情況下,剪力墻的剪力和彎矩就會超過國際的相關限度,這就就會導致剪力墻的結構和性能出現問題。所以在剪力墻的結構設計的過程中,在保證其工程質量的情況下,要先計算好相關的連梁限度,再進行相關的施工,在此之前還得作出相關的工程造價,以便整個建筑過程的順利進行。

3剪力墻結構設計要點

3.1有效控制剪力墻的數量

剪力墻不是愈多愈好,在建筑工程中要控制好剪力墻的數量,剪力墻設置過多不僅不利于整體建筑的平衡,而且也與企業節約成本的初衷不符合,剪力墻的最主要目的就是為了提高建筑物的整體性能,而在進行剪力墻的結構設計的過程當中,需要大量的鋼筋混凝土,這就增大了剪力墻的密度和質量,就能很好的提高建筑物的抗震性能,剪力墻若是設置太多就會使建筑物的自身重量增加,而且降低了建筑物的穩定性,從而影響其抗震性能,所以要嚴格控制好剪力墻的數量。

3.2剪力墻的平面布置要點

在對剪力墻進行設計的時候,應當根據不同墻型之間的不同特點進行設計,依據不同的受力特征、墻體中內力分布的不同狀態以及其破壞形態,合理的布置設計如何搭配鋼筋以及構造措施。剪力墻所承擔的豎直水平上的壓力主要是來自于結構的自重以及整體樓面的荷重,應當按照剪力墻承受的壓力大小進行計算,來保證實現剪力墻“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震標準。(1)在剪力墻的荷載功能中,要沿著建筑物平面主軸的方向進行剪力墻的布局。(2)剪力墻的平面設計要講究對稱性。(3)在溫度或者收縮力較大的地方,剪力墻內分布的鋼筋應有計算性的進行加強,在進行以抗震為主要功能的剪力墻結構設計時,要盡量豐富平面布置的形式,提高抗震效果。

4結論

總而言之,在整個建筑工程的項目當中,剪力墻對于建筑物的整體性能有著非常重要的影響,不僅與建筑物的穩定性和安全性有關,而且還關系到相關企業的經濟利益,故在建筑結構設計中有必要對各類型剪力墻的受力情況、剪力墻結構體系的布置原則及其構件設計原則等進行深入了解,從工程實踐入手對設計方案進行持續優化和調整,確保建筑結構的安全及各項性能均能達到預期設計目標。

參考文獻

[1]周明.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].工程技術研究,2017(10):207,222.

[2]王孟國.建筑工程剪力墻結構設計方法分析[J].住宅與房地產,2016,(36):47.

作者:李偉 單位:黑龍江省北安農墾設計院

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