建筑结构设计中剪力墙结构设计研究
摘要: 改革开放以来,我国建筑行业在领域范围内取得了长足的进步,不同类型的结构设计被广泛的应用于现代化的建筑项目中。作为建筑结构设计体系的重要一环,剪力墙结构设计具有非常多的优势特点,其中主要包括抗风能力强、抗震效果好、质量标准高等内容,所以设计人员在实际的设计过程中必须要保证相关设计的合理性和适用性,以便于建筑结构后续应用的安全与稳定。然而,尽管目前建筑企业所掌握的剪力墙结构设计技术趋于成熟,但是依旧存在很多急需解决的问题。本文分析了建筑结构设计中剪力墙结构设计的基本要求,探讨了其在生活中的具体应用,为促进我国建筑企业的健康发展打下坚实的基础。

剪力墙结构在建筑项目中的重要作用是其他结构无法替代的,一般情况下也被称作抗震墙,在实际的应用中,其不仅会在多方面荷载力的作用下发挥稳定,还能够保证建筑结构体系的完整性和安全性。要想真正实现具体应用功能完善与创新的目的,设计人员就必须要熟练掌握剪力墙结构设计的主要方向和内在理念,要把其与建筑项目的根本需求合理的融合到一起,保证二者关系的契合度,进而为后续施工的顺利开展做好铺垫工作。剪力墙结构设计的内容较为复杂多样,因此设计人员需要给予足够的投入,建筑企业也要给予高度的关注。

1 建筑结构设计中剪力墙结构设计的基本要求

1.1 降低结构布置的复杂程度

在实际落实剪力墙结构设计的初期阶段,相关人员一定要以主体结构为中心并同时在两个方向上开展剪力墙结构的具体设计工作,要明确结构设计的目标,保证双向作用点各个力的分布均匀以及整体的平衡性,防止侧向受力超出合理范围之外,进而影响结构刚度的承受能力。需要注意的是,设计人员要防止剪力墙单一方向以及位置布局的问题产生,要避免过多的转折性设计出现。与此同时,还要尽可能降低隐藏桩、边缘组件的不必要设置,要通过合理的设计减少配筋的过多使用,从根本上解决资金的投入问题。通常情况下,剪力墙的结构形式都是非常规则的,不能设计的太过冗杂,从而制约施工的高效性和安全性。

1.2 降低短肢剪力墙的使用次数

一字型结构的过多使用会造成剪力墙结构失稳现象的产生,因此,设计人员大都会将翼缘进行合理的延长,以便于提高结构的稳定性能。不仅如此,短肢剪力墙结构的抗侧向受力效果较差,因此不适合过多的应用,特殊情况下,能够利用筒体结构进行代替,进而促使项目工程的抗荷载能力以及抗震效果等层面上不会被短肢剪力墙制约。

1.3 提升剪力墙布置的对称性和连续性

为了强化剪力墙对水平与竖向载荷的承受能力,设计人员需要尽可能通过对称、连续的布置方式强化剪力墙的抗扭效果,避免因布置不均匀导致建筑结构刚度和质量不均匀,进而影响建筑的稳定性。在结构设计期间,设计人员可以沿高度方向对剪力墙的结构进行优化,通过提升混凝土强度或者增加墙厚的方式调整抗侧强度,提高建筑墙体的延性。但实际操作时也需要避免过度调整,做好经济性和结构稳定性的相关计算分析工作。

1.4 合理布置剪力墙洞口位置

剪力墙结构的整体受力情况与墙上洞口的布置情况密切相关,相关规程中指出,将门窗洞口布置于剪力墙上时,应尽可能按照成列、上下对齐的方式进行布置,确保剪力墙上能够形成清晰的连梁与墙肢结构,避免因洞口布置散乱导致墙肢宽度存在较大差异。如果所建设的高层建筑在抗震能力方面有特殊要求,则应该避免在底部剪力墙中应用错洞墙这类洞口上下不对齐的布置形式,确保剪力墙结构的抗震性能不受影响。

2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的具体应用

2.1 优化平面与结构布置

合理布置剪力墙平面时,按照均匀对称原则,确保墙面结构的质量中心、刚度中心重合,控制扭矩,拉通和对直内外剪力墙,降低不均衡作用力。剪力墙沿着主轴走向,做好双向与多项布置。优化设计抗震功能时,应减少单向墙设计模式,充分发挥出剪力墙功能。为了维护建筑质量与安全,降低施工成本,剪力墙结构设计期间还需合理控制抗侧力刚度,因为当抗侧力刚度较大时会增加震力,进一步增加墙体自身重量。

2.2 把握剪力墙外形与尺寸

设计人员需要高度重视剪力墙外形与尺寸设计,明确最佳参数。通过此种方式展示剪力墙的作用,确保剪力墙设计达标。建筑结构中,剪力墙结构可以支撑建筑竖向力、水平力,应按照荷载承载要求和刚度要求,优化设计剪力墙尺寸及外形,设置墙肢截面高度。按照建筑设计规范的要求,应设置大开间剪力墙,确保不同位置的荷载达到要求。分析剪力墙施工的过程,制定科学的施工方案,联合设计内容,以T型、L型开展剪力墙结构施工,不但可以提高剪力墙刚度,还可以减少墙体重力的影响。此外,按照标准化设计法开展剪力墙结构施工时,应科学控制结构外形与尺寸,降低施工成本,优化剪力墙结构设计。

2.3 设计完善剪力墙边缘构件

设计和构建剪力墙边缘时,应注重边缘构造约束,优化边缘构件设计。结构施工中,深入分析现场施工环境,选择科学的技术方案优化构件设计,联合结构构件实施划分,发挥出构件在剪力墙结构中的作用。按照标准化施工要求,联合箍筋、配筋特征值,发挥出墙肢长度的作用,同时合理控制结构尺寸与形态大小,减少设计不合理问题。优化配置纵向钢筋,通过构件优化建筑结构,降低剪力墙刚度,有效约束结构内边缘构件。

2.4 剪力墙结构的延伸性处理

剪力墙结构设计所包含的内容种类较多,形式丰富,其中,延展性的相关工作尤为重要。从以往的设计经验中不难看出,剪力墙结构在延展度的层面上表现突出,间接证明了实际的设计和施工与延伸性是息息相关的,其促进了整体结构的完整度和持久性。与此同时,要想切实的避免剪力墙结构的不规则受损,设计人员就必须保证延伸性的处理工作细致、严谨,进而在承载能力的应用效果上符合既定要求。剪力墙结构的设计方案需要受力作用点的分布上保持均匀、持续、平衡,处理好延伸性的支撑效果,可以在很大程度上加强设计内容的稳定性。

3 结束语

综上所述,随着项目工程的建设规模不断扩张,各种关于荷载作用力的问题持续产生,为了能够有效的缓解这一现象,保证建筑结构的安全性和稳定性,剪力墙结构受到了社会各界的广泛关注。在实际的设计过程中,设计人员一定要把具体的设计方案融入到实际的需求当中,不能脱离相关规范的制定范围,要保证所涉及到的剪力墙结构的数据参数符合应用标准。与此同时,设计人员还要把更多的关注点放在剪力墙结构的细节位置,要通过现代化的科技手段保证设计方案的可靠性以及平面设计的精准性,要把剪力墙结构的应用特点全面的展现出来。

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