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摘要:剪力墙结构作为建筑中主要的抗测力构件,其能够承受不同的荷载,使建筑的内部空间得到增加,它的特点是具有较强的整体结构性及合适的侧向刚度,存在很多的优点。因此,剪力墙结构被广泛应用于很多的高层住宅中。对于整个建筑的结构设计而言,合理的设计布置剪力墙是非常重要的,剪力墙的稳定性直接影响着整个建筑结构的安全。因此,结合整个建筑的设计特点,严格控制剪力墙的截面设计,发挥出剪力墙的优势,使得整个建筑的安全性和可靠性得到保证,发挥其最大的经济利益。本文对高层建筑结构设计中的剪力墙结构关键点进行了分析。
关键词:建筑结构;剪力墙
建筑项目的设计内容有很多,剪力墙结构就是其中的一个,其设计形式不仅要美观,又要注重实用性,这样可以进一步增强建筑工程自身的功能。同时,剪力墙结构要具有良好的抗侧刚度和抗震能力,以此提升建筑工程的安全和稳定等性能。但是,在建筑项目剪力墙结构设计过程中,由于建筑项目的样式、要求等方面,存在很大程度上的不同;剪力墙结构的尺寸、类型、位置等,也存在着很大的差异性,只有对剪力墙结构各个方面进行合理、科学的设置,这样才能保证建筑项目的性能,以及后期的施工质量,并且对我国建筑行业发展也是非常有利的。
1剪力墙结构设计的基本原则
通常,建筑的水平和竖直方向的重力和荷载由剪力墙结构承载,因此,在对剪力墙进行设计时,必须考虑到其安全性,还要考虑经济问题。不仅要加强对抗侧力构件作用的思考,还要满足各项位移的限制值。在剪力墙竖向设计时,一方面不能影响基本的振力,另一方面还要满足位移限制值的要求,减少其的数量。
1.1调整剪力墙结构的连续超限
根据相关规定,剪力墙结构的连续跨高比要合理,如果较小的话,就会产生弯矩或是剪力过大的现象,一般情况下,跨高比不能小于2.5。因此,合理的选择跨高比,一方面能够避免剪力和弯矩过大的发生,另一方面还能使工程的成本降低。另外,在设计剪力墙结构时,要结合各方面因素,根据相关规定,剪力墙的结构一定要距房屋的中间远一些,建筑物的立面和平面要保证均匀,这样可以降低整个建筑的抗扭能力。
1.2调整楼层间最大位移与层高的比例
在计算最大楼层的位移时,要考虑建筑所处的地区地震发生的情况,如果地震发生的频率多,在计算楼层的标准值时,要保留整体结构的弯曲变形程度,如果建筑是以弯曲变形为主,则要计入扭转变形。高层建筑中,楼层间的剪力变形和扭转变形是需要重点考虑的。通常,通过竖向构件的数量来确定结构的剪力变形,然而在实际工程中,很多构件不能满足工程的要求,就需要合理的布局构件,如果布局不合理,很容易发生扭转变形,则楼层间的位移就不能达到工程的要求。因此,高层建筑的竖向构件的刚度,不能只通过位移来确定,还可以尽量减少构件的扭曲变形。
1.3调整楼层最小剪力系数
在设计剪力墙时,构件的布置要尽量减少,最好的办法就是剪力结构的布置要大开间,从而使侧向结构达到理想的状态。另外,楼层间的剪力系数也要根据相关的规定,保证在较小的范围,整体的底部和短肢剪力墙二者承受的地震倾覆力之间的比例最好不要大于4:1,这样不仅能减少地震对建筑的破坏,还能减少自身结构的重量,达到节约成本的效果。
2.剪力墙结构设计的几个要点
2.1控制剪力墙结构的数量
剪力墙结构的设置,主要是承受建筑工程整体负荷,或者地震作用所引起的水平荷载,但是其数量却不是越多越好;实际情况却是,在一项建筑项目设计的时候,降低建筑结构支撑的重量非常重要。通常情况下,在剪力墙结构设计的过程中,一定要注重对称的设计形态,并根据建筑项目的规模,设定剪力墙结构的数量。
2.2平面布置
(1)在剪力墙结构的内部主要是以钢筋混凝土为主,所起的作用就是承受竖向荷载和水平力,以此保证建筑工程的质量。另外,应当沿着平面主轴的方向,对剪力墙所在的位置进行相应的划分和布置;(2)要有效提升剪力墙结构的质量与自身结构的刚度,必须保证剪力墙结构平面处于对称的状态,这样可以在一定程度上降低剪力墙扭矩的作用;(3)从抗震的角度来说,一定不能是单向平面设计的模式,这样会降低对剪力墙结构抗震效果的影响。另外,针对不同的抗震等级,以及所处的位置,设置剪力墙结构的厚度,这样能够提升剪力墙结构抗震的效果,见表1所示。
3剪力墙结构设计在建筑项目应用中的几点措施
在下面的内容中,就以甘肃省某建筑工程项目为例,该项建筑工程的占地面积为1265耐,其中建筑面积为12056m=,1,5,6最高为18层,其余的为26层。同时,在该项建筑项目设计的过程中,为了保证建筑工程具有良好的荷载性能,抗震性能,安全和稳定性能,将剪力墙结构设计应用到其中,以此达到目的,那么具体的应用内容,分为以下几个方面。
3.1剪力墙肢种类以及结构设置
剪力墙肢的种类有很多,例如:短肢剪力墙、一般剪力墙等方面,其中短肢剪力墙不管在厚度和高度方面都应该在5mm~8mm。但是,若是数值大于8m,那么在这样的情况下,就可以叫做一般剪力墙。例如:在上述案例中,为了提升自身的荷载性能,主要利用一般剪力墙,并且是需要设置双向结构的,这样可以在一定程度上保证剪力墙施工空间的充足性。另外,在该项建筑项目设计的过程中,应当对剪力墙的厚度、刚度等方面,进行科学、合理的选择,从而保证建筑结构的受力面积处于均匀的状态,提升了建筑工程在各个方面的性能。
表1不同抗震等级的剪力墙结构厚度
3.2剪力墙自身结构
在剪力墙结构设计的过程中,需要注意的方面有很多,长度、厚度、配筋等就是其中非常重要的一些方面,这也是保证施工质量的基础。在设计的过程中,根据我国的相关标准,并且结合当地抗震等级系数,进行科学、合理的设置。同时,在相关规定的基础之上,尽最大可能保证剪力墙结构的稳定、安全、抗震等性能,提升自身结构的承受性能,但是在设计的过程中,要对剪力墙的厚度进行控制,通常情况下应当控制在200mm左右,这样才不会对其它结构的设置造成严重影响。
在剪力墙结构设计的过程中,一旦剪力墙结构的高度、长度的比例值不均匀,那么一定要采取相应的措施进行弥补或者改进,例如,在上述案例中,面对这一问题,主要是利用“L,T”形的截面剪力墙来代替传统的一字剪力墙,这样在一定程度上增加了剪力墙的荷载承受性能。同时,从配筋的角度分析,在一般剪力墙结构设计中,不管是水平还是垂直方向,所使用的配筋都需要大于1/400,剩余的配筋比值一定要大于3/1000,这仅仅在正常的情况下,若是有特殊的情况,就要根据建筑工程剪力墙结构施工的实际情况,做出相应的调整,这样对建筑项目施工质量就有了一定程度的保证。
3.3剪力墙连梁结构
在剪力墙结构设计的过程中,墙肢之间的连接是非常关键的一个设计内容,主要是利用梁体进行相应的连接工作,这种连接方式也叫做“连梁”,通常情况下剪力墙肢的诈接主要是保证墙体之间负荷力处于均匀的状态,以此提升剪力墙结构的只身承受能力。同时,从自身的角度来说,经常会受到一些外部因素的影响,导致设计环节出现误差,或者不符合现场的施工情况,其质量就会大打折扣。因此,面对这种情况,一定要根据实际情形进行相应的调整。另外,如果有特殊情况发生,应当根据实际情况,对剪力墙厚度以及墙面宽度进行相应的调整,以此在最大程度上保证剪力墙结构的安全、稳定。
4结束语
本论述对剪力墙结构进行了简要的分析和阐述,并且以甘肃省建筑项目为主,从剪力墙肢种类和结构设置、剪力墙结构长度和厚度以及配筋、剪力墙连梁结构等方面,对剪力墙结构在建筑项目中的应用,进行了一定的研究和探讨,以此保证剪力墙结构的抗震、安全、稳定等性能,进而保证建筑项目的施工质量。
参考文献
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[2]李治国.建筑结构设计中剪力墙结构的作用分析[J].现代园艺,2018,(05):188
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