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剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

时间:2022-05-25 14:05:04 浏览次数:

摘要:随着经济与科技的不断发展,建筑工程已经成为了我们国家目前非常重视的问题之一。现如今人们的生活水平越来越高,对于物质方面也提出了更高的要求。特别是建筑物结构方面,其种类也变得越来越丰富。为此,工程人员一方面需要在其外观设计方面予以创新,另一方面还要确保整个结构的质量。为了达到这一效果,越来越多的工程选择应用剪力墙结构。本篇文章将阐述剪力墙结构的主要种类,探讨其设计的相关原则,并对于具体应用方面提出一些合理的见解。

关键词:剪力墙;结构设计;建筑结构

引言:现如今我们国家的城市化推进速度越来越快,高层建筑的应用率也随之不断提高,从而解决了原本人口过多,用地面积紧张的基本问题。在目前工程施工中,建筑结构的设计是工程项目的重点内容之一,同时也是确保建筑结构实用性价值的关键。为此,工程人员需要合理应用剪力墙结构,将其作用充分发挥出来。

1、剪力墙的结构种类

根据剪力墙本身墙体是否进行开洞以及洞口具体尺寸的不同,通常能够将其分成四种,分别是实体墙、小开口的剪力墙、多肢剪力墙以及框架式剪力墙。这其中,只有实体墙不需要开洞,其他三种剪力墙都需要进行开洞,之后再根据具体开洞尺寸对其进行分类[1]。

1.1实体墙

所谓实体墙,通常主要是指墙体中没有开洞,或者墙体虽然已经开洞,但是整体开洞的面积低于全部面积的15%。这种类型的剪力墙通常以曲型为主,弯矩图的位置不但不会出现反弯,同时也不会有突变的情况出现,没有异常情况存在,因此墙体的整体承受能力相对较强。

1.2小开口的剪力墙

小开口的剪力墙的墙体上需要开洞,但是其开口的面积不大,通常都会低于整体墙面全部面积的15%。这种类型的剪力墙通常也以弯曲型为主,弯矩图的位置上不会有产生反弯的情况发生,然而却有一定概率出现突变[2]。

1.3多肢剪力墙

所谓多肢剪力墻,其主要是指在墙体的中心进行开洞,且开洞的整体面积相对较大,亦或者所有洞口全部以列状的形式进行分布。这种类型的剪力墙,其弯矩图位置并不会有任何情况出现,整体受力特点基本上与小开口的剪力墙十分接近。

1.4框架式剪力墙

所谓框架式剪力墙,主要是指墙体中的开洞尺寸相对较大,且墙肢线位置的刚度和墙体连梁的刚度相对比较接近的剪力墙。这种类型的剪力墙可以完全变形成剪切性剪力墙,整体受力特点基本上与框架结构十分接近。

2、剪力墙结构设计的主要原则

2.1最小系数的调整原则

在进行剪力墙结构的设计时,必须遵循最小系数的基本原则。首先,在实际施工的时候,为了能够尽可能减少建筑物本身的重量,以此提升其抗震能力,需要在其所能承受的振型底部倾覆力矩占据整体力矩45%以上的时候,对其展开控制。其次,在以上一步的基础上,对剪力墙进行开洞处理,促使其刚度能够满足规定的要求。如此一来,最小系数便能够得到有效控制,进而缩减施工成本。

2.2最大位移和楼层比例的调整原则

通常情况下,在针对普通建筑进行设计的时候,重点一般需要放在楼层之间的变形方面。众所周知,建筑物的剪切变形一般需要通过抗侧力构件的具体数量进行控制。所以,一旦构件的数量过多,剪重的比例就会随之增大。如此便会造成扭转变形出现,导致剪力墙结构很难展开位移。为此,在进行设计的时候,各个楼层之间的位移不能单纯利用构件本身的刚度进行调整,还需要尽可能考虑整体刚度,减少扭转变形。

3、剪力墙结构在建筑建构中的应用

3.1剪力墙的合理定位

在进行剪力墙布置的时候,需要遵循均匀和对称的基本原则,尽可能使墙面本身结构的刚度中心可以与自身质量中心全面重合,以此减少扭矩。而内外剪力墙则需要尽可能做到拉通和对直。至于墙肢截面,需要遵循简单性以及规则性原则。

3.2剪力墙中大墙肢的处理

剪力墙在实际施工的过程中,由于墙体结构本身对于延伸性方面有着一定的要求。所以在进行结构施工以及设计的过程中,必须将延展特性的因素考虑进来,以此可以确保剪力墙结构自身质量以及工作力度能够满足规定的要求。一般而言,剪力墙在实际设计的时候,很容易形成弯曲破坏的形式以及全新的体系模式,从而导致脆性破坏情况发生的概率不断提高。所以,在进行设计的时候,在确保墙体自身长度能够满足原本设计的基础上,可以对其采取分层间隔的方法进行设计,将整个墙体分成多个独立墙段,每个墙段的厚度和高度均要保持统一,以此能够有效提升墙体本身的承载力。不仅如此,当墙段实际长度过长的时候,其由于受弯所造成的裂缝宽度相对较小,从而将墙体配筋本身的支撑作用全部发挥出来。为了尽可能防止这种情况出现,如果墙肢的高度超过了9米,一般可以采用两种方法进行处理。其一是开施工洞,工程人员在施工的过程中,在墙体中间留出洞口,完工之后,将其砌填,从而将原本长肢墙分成多个短墙肢。其二是开计算洞,主要是在进行结构计算时开小于800的小洞口,因此在实际施工的时候,墙体仍然为混凝土墙。依靠这种方式,可以有效增强其他小墙肢本身的配筋能力[3]。

3.3墙体的配筋

对剪力墙本身的配筋工作进行合理控制,能够有效提升墙体结构的安全性以及工程施工的经济性。对于其结构方面而言,剪力墙本身面广量大。采取配筋工作,只是将竖向的钢筋全部放在内侧位置,而又将水平摆放的钢筋全部放在外侧。如果施工的过程中应用双形型的网片,必须确保水面保护层的实际厚度不能低于40毫米,从而可以有效节约资源的投入。

4、结束语

综上所述,剪力墙本身具有较强的抗震性以及刚度,因此在当前施工工程中得到了广泛应用。为了对建筑结构进行优化,以此提升其质量,工程人员必须对基础理论有所理解,从而不断创新技术,促使我国建筑事业持续进步。

参考文献:

[1]刘勋达,冯振鹏.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2017(5):234-234.

[2]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2015(8):247-247.

[3]李红瑞,王军星.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中国新技术新产品,2016(22):104-104.

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