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基于建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

时间:2022-10-30 20:15:04 来源:网友投稿

摘要:随着经济的发展和技术的进步,我国的建筑事业已经取得较为显著的成就。就当前的情况来看,在我国主要的建筑结构设计领域内,剪力墙结构得到了很大程度的推广和应用。在建筑物中,剪力墙可以提升建筑整体的水平荷载能力,具有良好的抗风、抗震效果。基于此,本文拟以建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用为主题,对相关问题进行了考察研究。

关键词:建筑结构设计;剪力墙;应用

前言

剪力墙(Shear Wall)又被称作结构墙,是防止建筑物结构遭受剪切破坏的重要墙体。并且,良好的剪力墙设计,还能够有效提升建筑物的质量,延长其使用年限,所以在进行建筑物的设计时要注意剪力墙结构的设计,力求合理科学,下面我们就针对这一问题展开论述。

1、剪力墙的特征及其种类

1.1剪力墙的基本特征

一般来说,剪力墙高和宽的尺寸较大,但厚度却相对更小,这种结构决定了剪力墙的几何特性与受力特性。从几何特性来看,这种墙像一道板子,但是其受力特性却与柱子很相似,只是在比值方面存在一些差别。剪力墙总之是一种平面上的结构,它会同时承受来自竖直和平面的双重压力。

1.2剪力墙的一般分类

依照剪力墙的墙体上是否开洞,及洞的形态,可以将剪力墙分为(1)实体墙;(2)小开口剪力墙;(3)多肢剪力墙;(4)壁式框架剪力墙这四种,下面分别简述之:

(1)实体墙

所谓的实体墙,指的是剪力墙墙体上并不开洞,或者存在开洞情况,但洞的面积占整体墙体15%以内。这样的剪力墙在变形中表现为曲型,墙体的弯矩图既不会发生反完,也不会担心出现突变的问题,墙体承受能力较好。

(2)小开口剪力墙

这一类剪力墙与前面提到的实体墙很类似,都是墙体开洞面积占整体墙体15%以内,但相较实体墙,小开口剪力墙有可能发生突变的问题,承受能力要弱于实体墙。

(3)多肢剪力墙

这一类的剪力墙开口会更大,一般都超过墙体总面积的15%,或者所开的洞口呈现出成列分布的状态。此类剪力墙与小开口墙较为相似,在弯矩图的位置上不易发生问题。

(4)壁式框架剪力墙

壁式框架剪力墙的开洞面积一般较大,其墙肢线的刚度与连梁线的刚度较为接近。这种剪力墙主要负责剪切型的变形,其受力特性类似框架结构。

2、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的原则

2.1楼层之间最小剪力系数的调整

在建筑结构设计中的剪力墙结构设计,首先要遵循的是建筑物楼层之间最小剪力系数的调整原则。并且,在遵循这一原则的基础上,进行剪力墙的大开间,这样可以使剪力墙结构的侧向刚度更为突出。实践发现,经过这样处理的剪力墙,能够确保楼层之间的最小剪力系数严格得到控制,继而显著降低建筑物的建设成本,提高工程效率。

2.2适当调整楼层间最大位与层高的比例

就当前来说,在建筑结构的设计中,设计重点往往侧重于楼层之间的扭曲变形和剪切变形上,如何对这两种变形进行处理优化是设计人员最为关心的问题。对此,在设计时会增加竖向构件以提升强度。然而,若这样的构件过多时,剪力墙的剪重比例无疑会增加,这样剪力墙结构就难以胜任维持建筑楼层间位移限度的任务。所以,在进行剪力墙结构设计时,不仅要调整楼层间的竖向构件数目,还要控制楼层间的扭曲变形。

2.3剪力墙连梁超限的调整

经验发现,在剪力墙设计时,一旦剪力墙的跨高比低于2.5,那么其剪力和弯矩很可能会超过相应的规定数值。所以,在剪力墙设计中,设计人员要严格把控剪力墙的连梁跨高比,并使之高于2.5,以确保建筑物的安全。即,剪力墙的设计要对墙体连梁超限的情况进行调整,这样不仅能提升剪力墙的施工质量,同时对建设的资金、原料等成本投入也会起到简化效果。

3、剪力墙结构设计中需要注意的事项

3.1要严格控制剪力墙的数量

前文业已指出,剪力墙的主要作用在于提升建筑物的风荷载及水平荷载能力。然而,若剪力墙数量过多时,也会起到反向的不良影响。在实际中,为了控制建筑物的重量,并且提升其抗震能力,需要对剪力墙安装的位置和数量进行严格把控,剪力墙的修建还要遵循对称原则,下面我们具体论述这一原则。

3.2剪力墙的平面布置要点

我们知道,剪力墙强度是由墙体中的钢筋混凝土结构决定的,所以,在进行剪力墙平面布置时,要保证墙体沿着平面主要轴线的位置进行修筑。同时,为了确保剪力墙的质量及刚度两个中心点居于一致,剪力墙的布置就需要遵循对称原则,这样设计的剪力墙可以提升扭矩的性能。

3.3剪力墙结构设计的其他要点

为了进一步提升建筑物的总体建设质量,在建筑施工时,要全方位考虑各种可能产生影响作用的要素,并优化剪力墙结构的设计,下面对剪力墙结构设计的其他注意要点概述:

(1)剪力墙结构设计的基础性要求,是确保剪力墙结构的修筑建设完整。(2)剪力墙的设计尤其要关注其安全性和质量。前揭,剪力墙修建的目的就是为了提升建筑的水平荷载能力。所以,在剪力墙结构设计中,要密切关注剪力墙本身的建设质量,使其功能发挥到最大。(3)要对剪力墙设计的数量进行合理规划,以减少建筑施工的总体成本。

4、结语

总之,结合前文所述,我们知道,剪力墙结构在建筑物中的作用在于提升建筑物的抗震能力,因此在当前我国的建筑中已经有大范围的使用。为了进一步优化建筑物的结构设计,提升建筑物的整體质量,我们无疑要系统掌握剪力墙结构的相关理论,在施工过程中严格遵循剪力墙设计的各种原则,并牢记各种注意事项,从而使剪力墙结构在建筑中发挥出最大的作用。同时,参与剪力墙设计的工作者,要提升自身的专业素养和创新意识,在进行剪力墙设计时既大胆又巧思,不断优化创新建立强设计的方法,促进我国的建筑事业朝更好的方向发展。

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