1、浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用摘要:随着我国社会主义现代化进程的不断加快,我国建筑行业取得了突飞猛进的发展,建筑结构设计的安全性以及稳定性有了较大的提高。在高层或者超高层建筑结构设计中,由于剪力墙结构刚度大、抗震性能强、水平力作用下侧向位移小以及整体性能好,因此在建筑结构设计中得到了广泛应用。 关键词:剪力墙;结构设计;应用 中图分类号:TU318 文献标识码:A 引言 剪力墙近些年来被广泛的运用到了建筑的建设过程当中,尤其是一些高层建筑,剪力墙的运用更为普遍,这主要是因为剪力墙具有多个方面的优点,才被逐渐的运用到了建筑的建设过程当中。剪力墙能够承受建筑当中所有载荷所引起的内力,因此
2、为了更好的满足建筑要求,剪力墙在进行结构设计的过程当中必须遵循一定的设计原则,才能满足建筑的要求。 一、剪力墙的特点分类 在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计,这是因为剪力墙在使用的时候表现出了良好的使用效果。剪力墙在建筑结构中抗侧刚度非常好,而且在承受压力以后不会出现较大的侧移。建筑在遭受到地震的时候,剪力墙的抗震能力也是非常好的,在使用的时候,剪力墙使得室内的墙面非常的平整,住户在使用的时候会更加的满意。剪力墙在进行分类的时候,主要是根据剪力墙的开洞大小来进行的,同时和开洞的尺寸大小也是有很大关系的,可以将剪力墙分为整体上小开口的剪力墙、实体墙、壁式框架和多肢剪力墙。整体上小开口的剪力墙是指
3、开洞面积较小的剪力墙,这种剪力墙在受力方面表现出来的特点就是在墙的连接位置不会出现过大的突变。实体墙就是没有开洞的墙,这种墙在受力的时候,不会出现突变,也不会出现反弯点的情况。壁式框架是指墙的开洞尺寸较大,在受力的时候非常容易出现突变的情况,在很多的楼层中还有可能会出现反弯点的情况。多肢剪力墙,是指空洞成列形状布置的墙,在受力方面是不会出现过大的突变的。 二、剪力墙的结构设计原则 1、肢长与厚度比值的要求 剪力墙在进行结构设计的过程当中,首先需要遵循的一个原则就是要严格按照相关技术标准规定的肢长与厚度的比值来进行构件设计。剪力墙在进行结构设计的过程当中,肢长与厚度比值的计算需要按照受力形态以及
4、几何特征来进行计算,这主要是因为剪力墙的宽度以及高度都在很大程度上存在着差别。只有在完成肢长与厚度比值的计算之后,相关的设计人员才能够按照所计算出来的结果对柱体以及双向受压构件进行设计。因此,为了更好的为后续的设计环节所服务,我们在进行剪力墙结构设计的过程当中,必须严格按照相关要求来计算出肢长与厚度之间的比值。 2、满足刚度、变形性能以及延性方面的要求 剪力墙在进行结构设计的过程当中,除了要准确的计算出肢长与厚度之间的比值之外,我们还要使得剪力墙的刚度、变形性能以及延性等三个方面满足要求。相关设计人员在进行剪力墙结构设计之前,一定要清楚的认识到剪力墙需要承受多个方面的力度,主要包括:第一,建筑
5、所产生的水平方向的剪力以及弯矩;第二,竖直方向的压力;第三,轴力以及其他各种剪力。因此,剪力墙在进行结构设计的过程当中,一般都是将剪力墙设计为延性弯曲型。剪力墙设计成延性弯曲型主要是为了最大限度的增加建筑整体的抗震性能,也可以在很大程度上防止脆性剪力对建筑造成的破坏。总之,剪力墙在进行结构设计的过程当中,一定要最大限度的满足刚度、变形性能以及延性等三个方面的要求,只有这样才能充分的发挥剪力墙在整个建筑当中的作用。 3、防止平面外搭接的出现 剪力墙在进行结构设计的过程当中,一定要采取各种措施来尽最大可能避免平面外搭接的出现。这样做的目的也是为了使得剪力墙能够更好的满足设计方面的要求以及更好的发挥
6、剪力墙在建筑当中的作用。如果在剪力墙结构设计的过程当中,平面外搭接不能够避免,那么一定要根据实际情况采取一定的措施,来最大限度的确保剪力墙平面的外安全。4、做好相应的设计计算 剪力墙在结构设计的过程当中,除了要做好上述三个方面的要求之外,还要做好相应设计计算方面的工作。剪力墙在进行结构设计的过程当中,一定要根据墙的设计计算来从水平以及竖向两个方面对结构的整体性进行分析。剪力墙的内力在计算出来之后,如果载荷力比较大,那么一定要采取各种措施来尽可能的满足相应方面的要求。 三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析 1、剪力墙结构应用在建筑结构设计中的计算方法 在剪力墙结构设计中,为了保障建筑结构
7、主体的整体质量,首先要构建一套科学、合理的设计方案。在具体的方案设计中,为了能够更好地展现剪力墙的延性,提高抗震性能,因此在剪力墙结构处于受弯工作状态时,对于剪力墙的形式设计应该注意以高细为主。同时,由于科学技术的不断发展,在剪力墙结构设计中,基本上实现了智能化、自动化操作,但是为了促进结构设计工作效率的提升,因此要进行科学、合理的计算。在具体的工作中,为了提高计算的效率,相关设计人员要充分利用设计工具,同时对于结构试验要进行反复推敲。例如:对于剪力墙边缘构造设计,计算分析发现,提高构造设计延性的主要方法是增加墙肢截面两端的翼缘。但结构试验发现,剪力墙的矩形截面延性较差。因此,在剪力墙结构设计
8、中,为了提高效果的可靠性,要不断优化设计方案。 2、剪力墙墙肢、约束边缘构件以及连梁问题的处理 (1)剪力墙墙肢处理 在结构设计中,当剪力墙结构的高度比小于 3 时,结构容易发生脆性破坏,因此要提高其延性。在墙肢长度很长的情况下,为了能够使各个墙段的高跨比达到标准,提高墙体配筋的利用率,使得墙段受弯时产生的裂缝小,因此在分解长墙的过程中可采用开洞的方式;当剪力墙肢长度超过 8m 时,且出现剧烈震动时,大墙肢因无法承受压力会遭到破坏,同时由于小墙肢配筋率小,从而对于整个墙面结构而言,也必将受到严重破坏,因此必须采取有效的解决办法,主要有两种:一是采用计算洞做法,这种做法主要是为了增强小墙肢的配筋
9、率;二是采用开施工洞做法,在施工末期将长墙肢肢解,形成短墙肢。 (2)剪力墙约束边缘构件的处理 从某种程度上来讲,对于剪力墙约束边缘构件的设计要依据最大平均轴压比率,当约束边缘构件设置在剪力墙的矩形截面上时,考虑到墙板的稳定性,对于极限的承载力要求严格,必须提速 40%,同时地震消耗能量的能力提高 20%,极限层间的位移角要扩大一倍。 (3)剪力墙连梁问题的处理 当剪力墙连梁高跨比较小时,由于受水平作用的影响常常会产生较强的内力,为了避免连梁的变形,要减少连梁的刚度,折减系数的最小下限为 0.5。 3、剪力墙优化设计的策略 在剪力墙结构设计中,为了实现受力的均衡,首先要结合实地的考察现状,制定
10、一套系统的基础设计方案。在基础方案设计的过程中,要结合实际工程项目的地质以及水文条件,参考各项技术指标,分析建筑的分布动态,从而提高设计方案的合理性以及科学性、安全性。同时,在基础方案设计的过程中,为了提高建筑主体的可靠性以及安全性,因此相关的设计人员在实地考察的工作中,要严格按照国家制定的相关规范来选择承重构件。例如:当进行剪力墙承重构件的设计时,为了提高墙体的配筋率,因此要严格按照现阶段我国制定的相关规范来执行:当剪力墙的震等级为一、二、三级时,水平与竖向分布筋的最小配筋率下限为 0.25%。因此,在剪力墙结构设计中,设计人员要严格执行国家相关的设计标准,选择合理的工艺参数,从而优化整体的设计方案。 结束语 建筑结构设计中,剪力墙结构设计得到了很大的应用,在现在,建筑的形状在不断发生着改变,同时人们对建筑的需求也在不断发生着改变,为了更好是进行建筑的设计,设计人员要不断进行创新,在建筑结构设计方面不断使用新的技术,这样能更好的发展建筑行业。 参考文献 1贺海洋.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用J.建材与装饰,2012. 2付强,罗祺.关于建筑结构设计中剪力墙设计的探讨J.中华民居,2011.