浅谈建筑工程设计中剪力墙结构的设计

浅谈建筑工程设计中剪力墙结构的设计

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摘要:随着我国经济的全面发展,建筑工程的技术水平也在不断地提升,市场和人们对建筑物的功能要求和质量标准也越来越高。在我国建筑行业发展的历程中,建筑形式和内在结构也在不断地改进,剪力墙结构应用在建筑工程中,具有良好的抗震性和抵抗侧刚度的特性,目前已经发展成为众多建筑工程首选的结构方式。本文主要介绍了剪力墙结构的基本概念,对剪力墙结构在建筑工程中的设计原则和注意要点进行分析。

关键词:建筑工程;剪力墙结构;设计;原则;要点

引言

建筑是现代化城市规划的一部分,也是我国经济建设的核心内容,城市发展离不开建筑,城市发展与建筑之间存在着相互依存的关系。为了促进人们生活水平的进一步提升,需要加强对建筑结构设计工作的详细分析,充分了解建筑结构设计过程中剪力墙结构设计的具体应用。设计人员必须要全方面掌握设计知识,熟练掌握现代化建筑结构设计理念,能够灵活运用先进技术,保证剪力墙结构厚度和填充物的厚度一致,合理利用建筑空间。

1剪力墙结构概述

剪力墙是建筑中主要承受风荷载以及地震等原因引起的水平荷载的墙体。因而,剪力墙也被称为抗风墙、抗震墙以及结构墙。剪力墙的功能是防治建筑遭受水平剪力的破坏,并能较好地保障房屋和建筑的坚固性,通常使用钢筋混凝土用来制作。按照不同的施工方法,剪力墙也被分为了不同的众多种类,例如混合结构剪力墙、框架结构剪力墙、框桶结构剪力墙等,由于其自身具有的抗侧刚度大的特点,在国内的建筑行业得到了广泛的应用。剪力墙可以承受来自水平和竖直两个方向的力,一方面是因为其使用钢筋混凝土作为材料来制作;另一方面,在设计剪力墙结构的过程中,主要是以满足剪力墙可以承受水平和竖直两个方向的力的要求来进行设计,其结构含有竖向的钢筋混凝土墙板,水平方向则具有钢筋混凝土的大楼板。这样的结构整体称为剪力墙结构,因而具有较好的刚度和抗震性,这也让剪力墙在建筑结构中常常被使用。

2剪力墙结构设计原则

2.1平面内搭接原则

在剪力墙结构设计的过程中,作为专业设计人员,必须要明确设计主题,认真做好平面内搭接的相关工作,同时根据剪力墙结构的主要特点,尽量将剪力墙结构保持在一个平面内。通常情况下,在进行平面内搭接操作后,建筑结构中剪力墙的刚度增加,提高了承载力,最大限度的避免剪力墙结构出现弯曲的情况,这对整体施工质量起到了至关重要的作用。

2.2墙体受力分析的原则

设计人员要充分认识到墙体的用途,有效利用墙体的受力特点,针对实际设计中存在的缺陷,制定科学合理的剪力墙结构设计图,采取有效措施,保证剪力墙结构设计工作能够有序开展。由于剪力墙的墙体属于一种特殊的平面构件,并且具有很好的水平作用承载能力,因此为了提高建筑结构的稳定性,需要充分了解墙体的实际受力情况,重视墙体承载力,保证剪力墙结构设计质量。

2.3对剪力墙连梁超限进行调整的原则

进行剪力墙的结构设计时,如果跨高比例小于2.5,那么剪力墙的剪力和弯矩很可能会超过国标规定的限度,所以,在进行结构设计的时候,要将剪力墙的连梁跨比增加到2.5以上,但同时这个比例也不是越高越好,要根据具体情况进行设计。例如:在保证剪力墙的刚度不变的情况下,当连梁跨比为5的时候,剪力墙的弯矩或者剪力也会超过规定的限制,剪力墙的性能和结构也必然会出现异常。所以说,在进行剪力墙的结构设计过程中,要计算好连梁超限情况,首先要保证工程质量,在此基础上控制好工程造价。

3剪力墙结构设计要点

3.1有效控制剪力墙的数量

剪力墙应用在建筑工程中主要是为了提高建筑物的整体性能,由于剪力墙的构成主材是钢筋混凝土,密度大、质量高,所以为了降低建筑物的自重提高抗震性,在剪力墙设计的同时要控制好数量。

3.2剪力墙平面设计

在剪力墙平面设计的过程中,需要充分考虑剪力墙的结构特点,保持剪力墙的美观性。在剪力墙结构设计环节,认真布置好平面,确保剪力墙平面对称,提高剪力墙结构的刚度,避免出现弯曲变形的现象。针对建筑结构内部的剪力墙,必须要保证内部与外部剪力墙之间的连贯性,确保整个建筑结构的稳定性。为了使剪力墙结构设计工作能够顺利进行,管理人员根据设计现状以及设计进展,及时制定有效、可行的建筑结构剪力墙设计操作规范,用规章制度约束员工的行为,禁止随意更改设计,使剪力墙结构设计工作有序进行。要求相关操作人员在布置剪力墙结构的环节,必须自觉遵循对称原则,保证剪力墙结构与其刚度的中心能够重合,防止出现扭转现象。当剪力墙在同一平面内,及时将剪力墙拉直,在剪力墙稳定的基础上,保证剪力墙结构与建筑结构的总体走向一致,实现对剪力墙结构的科学设计。

为了提高剪力墙结构的稳定性,需要采用单向墙体设计的方法,提升剪力墙结构的稳固性,降低成本,科学控制剪力墙结构的强度,在剪力墙结构刚度过大的情况下,不但要增加剪力墙重力,还不能影响剪力墙的承载能力。自觉遵循剪力墙结构设计的基本原则,科学的计算出剪力墙的刚度,只有这样才能保证剪力墙结构在建筑结构设计中得到充分利用。

3.3剪力墙洞口的布局要点

对于较长的剪力墙应当开设洞口,分隔成受力均匀的若干个墙体,在之间使用弱梁进行连接,剪力墙洞口的布局位置,会在很大程度上影响到整个剪力墙的力学性能,因而剪力墙洞口的布局基本要满足三个方面。(1)有规则的布置洞口,基本成排成列设计,同时应当满足洞口与洞口之间的间隔均匀。(2)对于不规则设计洞口的剪力墙,像是叠合错洞墙以及错洞剪力墙等,这种不规则开洞容易因为洞口分布不均而使得剪力墙出现薄弱部位,应当采取措施在洞口处加强加固措施或者使用一些比较轻质的材料进行填充。

3.4剪力墙边缘构件的设计

剪力墙边缘构件的设计在整个过程中起到了非常重要的作用,边缘构件的设计可以有效提高构件的稳定性和延伸性,边缘构件设计还包括:端柱和暗柱,因此要根据实际情况进行设计合理的配置边缘构件,只有这样才能提升剪力墙的稳定性。在边缘构件设计环节,要提高对设计流程的高度关注,认真听取管理人员的指导意见,充分体现剪力墙结构设计的科学性与实用性。

3.5剪力墙结构设计的其他要点

影响建筑工程质量和稳定性的因素有很多,在建筑工程设计和施工时要综合考虑各项因素,对剪力墙的结构不断优化。(1)需要保证剪力墙完整的建设;(2)在施工过程中要提高安全意识,保证剪力墙结构的稳定性和安全性,从而保证建筑物的安全性;(3)综合考虑整个建筑工程,加强新技术、新管理方式的引进,控制好剪力墙结构的资金投入。

结语

剪力墙结构在建筑工程中具有良好的抗震性,是大多数建筑工程所采取的主要结构形式。在建筑行业不断发展的过程中,需要对结构设计进行不断的改革与创新,为此建筑业从业人员都应该积极学习剪力墙结构的相关理论,掌握实践应用原则与技巧,从实践工作中总结出设计要点,将剪力墙结构在建筑设计中的作用发挥到最大。在今后的发展中,建筑设计人员也要具备一定的思维创新意识,在结构设计中不断总结和尝试,积极采用新技术、新设备应用到建设过程中,促进建筑结构的不断优化。

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