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剪力墙结构设计在建筑结构设计中应用

李艳敏

哈尔滨工业大学建筑设计研究院,15001

摘要: 随着社会的不断进步与发展,建筑的相关技术在其发展方面的脚步也在不断加快。建筑结构在其设计水平方面也在不断的进行提升,剪力墙结构设计因它的一些相关出色表现而变得在建筑结构设计过程当中更加的应用广泛。剪力墙具有一些比较有特殊性的优势,比如它具有较为良好的抗震性能以及一些较为良好的抗侧刚度大等相关优势。这在极大程度上可以更为有效的对建筑物的相关结构以及相关的施工质量进行有效的提高。剪力墙的结构在其设计上具有一定程度上的整体性能并且整体性能优秀。它的结构刚度相对比较大,尤其是在施工方面是相对比较方便的,这些都是剪力墙在其使用方面的一些特点,能够更为有效的加快施工过程当中的施工进度,在极大程度上可以提高建筑在其施工过程当中的整体质量,从而保证建筑在其过程当中的安全使用。
关键词: ​建筑结构;剪力墙;结构设计;设计应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157360
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前言:

在一些相关的建筑结构过程当中,尤其是在结构建筑设计过程当中,剪力墙的结构设计在其应用上优势相对比较明显,而且在其应用效果上也更加的突出。剪力墙是一种作为主要承重形式而存在的,它是一种以风荷载以及地震相关的作用而引起的一种水平程度上的荷载墙体的建筑结构。它具有一定程度上的优势,尤其是在结构刚度方面,它的结构刚度是相对其它的建筑结构来讲比较大的,整体性能在应用方面也是比较好的。还有就是在一些钢材料的使用方面也可以在一定程度上对钢材料进行节省,这都是剪力墙结构的优点所在。因此在我们的建筑行业对一些建筑结构进行设计的过程当中,剪力墙的结构设计,在对其进行设计的时候,一定要极为全面的考虑到剪力墙在应用方面的优点和缺点。根据一些建筑结构在设计过程当中所出现的具体情况以及实际情况来对其进行良好的应用和使用。能够做好剪力墙的结构设计工作,就可以从全方面提高剪力墙在结构方面的应用比率,这将极大程度上的对建筑业的长期和较为稳定的发展起到特别明显的促进作用。

1.剪力墙结构概述
在我们对一些建筑物进行建造的过程当中,建筑的剪力墙结构是具有相对良好的刚性强度以及较为稳定的稳定性的。极大程度上可以对一些外界出现的压力进行有效的抵抗,这为建筑的建造行业打下了较为稳定的坚持扎实的基础。剪力墙它的结构是在建造过程当中,结构方面非常稳定,能够承受建筑物对于其产生的本身的负载能量。可以极大程度上在建筑行业的结构过程当中,制约建筑结构当中所产生的水平拉力。由于一些剪力墙的结构可以在建造过程当中对建造成本出现极大的节省,从而也就可以更好的获得经济的效益,所以也正因为它这样的优点被广泛的应用在不同的建造以及建筑过程当中。由于剪力墙在使用的过程当中,它的结构方面,对于钢筋混凝土作为主要材料来说是相对比较便宜的,而且也能够极大程度上的对一些建筑强度所提供的要求进行全方面的满足。剪力墙在它的结构上,由于用的钢量相对比较少,而在建造过程当中所建造完成以后,产生的刚度是相对较大的,它的整体性能是非常优异的,在极大程度上可以对一些施工单位所提供的施工成本和所产生的经济效益进行全方面有效的节省和提高。剪力墙设计在它的本身设计过程当中,就有它自身所携带的优点,剪力墙在结构过程当中,已经将一些较为明显的优势进行一定程度上的融合。它的结构在承重能力上是非常优秀的,在建筑施工过程当中,剪力墙它的主要的功能和作用就在于能够更加良好的对于一些自然环境所产生的一些水平荷载能力,以及一些风能的荷载量,进行有效的稳定性的提高。它在建筑物的建筑过程当中,也可以更加有效的提高建筑物的承重能力,这将极大程度上的节省了在建筑过程当中所出现的室内空间的使用,以及能够在一定程度上使得室内的空间和设计变得更加的美观和有效。这在建造过程当中是一个十分优异的体现,它在无形当中也降低了楼体在建筑的过程当中所产生的对于空间的要求和局限性。

2.剪力墙结构设计的基本原则

为保证墙肢能有效防止墙体的脆性剪切破坏,剪力墙应尽可能设计为延性弯曲型。如果与墙体不在同一平面的梁与剪力墙连接,弯矩会发生在墙肢平面外,导致剪力墙平面外变形过大,影响建筑使用安全。因此,设计人员在设计时应尽量避免剪力墙和梁的相交超出平面。剪力墙的设计要从整个剪力墙体系来分析,从竖向和水平两个方向考虑结构性能,结合剪力墙结构的优缺点,使剪力墙结构的各项性能都能满足建筑要求。剪力墙结构设计最基本的原则是安全和经济。

3.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1剪力墙结构平面设置

在结构设计过程中,应在以主轴为中心的主轴方向及周围进行布置。当剪力墙缺乏规则、平整的平面结构,且长度和宽度超出规定范围时,需要设计伸缩缝,以保持剪力墙结构整体的安全性,增强其抗扭能力。每面墙都要拉直,减少剪力墙的扭曲。剪力墙结构的抗侧刚度应控制好,不宜过大,应充分发挥剪力墙的承载力和抗侧力。在设计中,应有效平衡剪力墙重量中心与结构刚度中心之间的关系,以减小二者之间的偏差。以主轴为标准,进行双向或多向的平衡设计,以保持剪力墙承载力的整体平衡,合理增加剪力墙间距,保证其侧向刚度能有效发挥。

3.2剪力墙建筑结构截面厚度设计

设计中确定墙肢最小厚度时,应按高度和无肢长度的较小值计算。设计时应注意:(1)如果设计的剪力墙建筑结构为钢筋混凝土,在设计剪力墙建筑结构的截面时,应调查、分析和计算建筑主体各构件的压力和偏心压力,设计者应确保剪力墙建筑结构截面设计所需的数据和数据准确。(2)设计者在设计剪力墙截面时应满足“强剪弱弯”的基本准则:剪力墙截面压力越大,剪力设计值越大,剪力墙截面压力越弱,弯矩增大系数越小。       

3.3剪力墙连梁的优化设计

在建筑剪力墙结构中,计算过程中容易造成连梁的剪力超限。在连梁设计中的规定,连梁抗震和非抗震设计中从高跨比方面的分类主要有两种,同时对截面的抗剪承载力和配筋也有相应的规范要求。(1)增大截面可以提高连梁本身的抗剪能力,或者加宽梁宽,使抗剪增加的值仅大于分担剪力的增加值。(2)调整设计内力。当增大连梁截面对提高抗剪能力没有影响时,通过人工调整内力降低连梁刚度,控制剪力分配比,解决连梁的剪力问题。需要注意的是,无论采用哪种方法,实际使用中都需要确定相应的剪力和弯矩设计值,并且这个值小于调整值。在设计中,还可以设置水平节点,形成双连梁或多连梁,或者采取其它结构措施,提高连梁的抗剪承载力

结束语:
建筑工程结构设计是工程建设的重要组成部分。剪力墙结构设计已广泛应用于高层建筑的结构设计中,剪力墙设计的有效支撑是工程结构设计不可或缺的。高层建筑剪力墙结构是柔性、低成本、经济性好、功能性要求和结构安全性的结合体。剪力墙设计在建筑工程结构设计中的研究和应用具有重要意义。

参考文献:
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