剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

来源 :中国房地产业·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhnyzz520
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  【摘要】近些年来,随着我国经济的飞速发展,带动各项技术水平的提高,建筑事业也一路引吭高歌,成为了我国重要的支柱性产业。在建筑行业结构设计中,剪力墙结构被广泛应用于高层和多层钢筋混凝土建筑中。接下来,本文对剪力墙结构在建筑结构设计中的应用进行了分析,主要包括其组成结构、分类、适用范围、特点以及应用作为简要分析。
  【关键词】剪力墙结构;建筑结构;应用
  中国住宅为什么多用剪力墙结构而不是用框架结构?框架结构是由梁和柱组成的承重体系的结构,承重构件和维护构件之间有明确的分工,其是框架结构的最大特点,并且能够灵活随意的处理内外墙的建筑,其应用范围十分广泛。剪力墙结构是利用建筑的内墙和外墙做成剪力墙从而承受垂直和水平荷载的结构,它们的适用空间自由,不同建筑功能的要求它都能满足,与此同时剪力墙有很大的刚度。中国规范对于抗震除了承载力要求,对于普通钢筋混凝土,结构位移的要求很严格,因为普通RC结构变形能力很有限。所以固然很多人都会选择剪力墙这种建筑结构。
  一、剪力墙结构设计的概念和分类
  (一)剪力墙结构的概念
  在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011中,剪力墙又称抗震墙[1]。
  在《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083中,剪力墙又称为结构墙。剪力墙,通常是由钢筋混凝土构成的刚度较大的墙片。这种墙片的深梁抗弯惯性很大,与框架柱相比其抗侧刚度比也提高很大的幅度,随之其抗剪强度也增大了,所以一般称这种墙片为“剪力墙”。框架结构“水平位移大,抗测力刚度小”的特点也随之在水平荷载的作用下表现出来,框架对水平荷载的动力反应十分敏感,因此伴随着当代房屋逐渐像更高层发展的趋势出现时,我们应该是从高层建筑提高抗测力刚度方面采取解决办法。从力的平衡关系看,因为房屋很高柱子很难抵抗这种强大的倾覆力,所以近些年剪力墙结构被充分的利用在各类建筑结构中。
  (二)剪力墙结构的分类
  剪力墙结构按施工工艺分为四大类:大模现浇剪力墙结构体系;滑模现浇剪力墙结构体系;全装配大板结构体系;内浇外挂剪力墙结构体系[2]。在我国当前建成的高层建筑中,高层住宅占的比例尤为高。上述四种施工工艺中大模现浇的剪力墙结构施工体系以及机械设备相对简单,同时具备良好的经济技术指标,适合我国的国情以及未来的发展前景。据资料统计北京、上海、天津的剪力墙模式住宅中,大模体系已经占据主导位置。
  二、剪力墙的适用范围及结构震害特点
  (一)剪力墙结构体系适用范围
  剪力墙结构体系多用于高层住宅公寓以及高层酒店的标准层。为了满足下部设置公共设施的高层住宅、公寓、酒店的需要,通常都会选择框肢剪力墙这种体系[3]。但是对于一些特殊抗震要求较高的房屋来说,需要经过专门的反复试验,当能够保证安全的情况下在采取这种方法,以此确保建筑结构的完整和安全性。
  (二)剪力墙结构震害特点
  底层框架要承受竖向荷载和水平荷载,主要特点是底层楼盖处的侧向刚度发生突变。这种结构在地震发生时往往刚度由上到下会发生突变,由于太薄弱的底层框架强度不够,延续性不足而出现破坏,导致结构坍塌,这类结构震害很严重[4]。
  三、剪力墙结构设计中应该注意的问题
  剪力墙结构设计中应该注意的问题有:1、框之墙与落地墙的比例;2、增加落地剪力墙的厚度;3、避免在框肢楼盖顶处发生刚度急剧突变;4、在框架的最上面一层应该设置设备层,作为转换层,使结构上下刚度较为接近。在竖向布置剪力墙结构时,为了应对突变情况,我们应该采取一定措施。与此同时地震中不适合单独使用这种剪力墙结构,需要在进一步的试验中完善这个问题。
  四、剪力墙设计结构的应用
  (一)合理定位剪力墙
  平面布置剪力墙应该遵循对称、均匀的原则,能够使刚度中心和质量中心完全重合,内外剪力墙需要拉通和对直。
  (二)平面布置
  对剪力墙平面布置时,基本都要遵循对称原则,剪力墙的设计方向需要沿着主轴的方向,进行多项和双向布置。为了保证建筑的安全性能,降低施工的成本,就需要从降低墙体侧抗力的刚度着手,刚度过大时会增加墙体自身重力,将会影响剪力墙在建筑结构中发挥的支撑作用。
  (三)墙肢截面厚度
  国家对建筑行业的建筑结构设计进行了明确规定,也对剪力墙的厚度进行了规范,相对于短肢剪力墙而言,墙体底部部位要大于0.2m,其他部位不能低于0.18m,要通过这个严格的要求,保证剪力墙的整体牢固性和安全性。
  (四)剪力墙连梁钢筋配置
  在任何建筑中钢筋都是必不可少的建筑材料,特别是对于普遍的高层建筑尤为重要,一定要按照相关规定进行。针对于建筑抗震性能需求,我们要考虑到剪力墙承受的是分别来自于水平方向和竖直方向的两种力,所以配筋率不能小于0.2%,如果抗震级数较低,配筋率也不能低于0.25%,这样才能保证剪力墙的质量和稳定性。
  (五)边缘构件处理
  在设计剪力墙时,边缘构件也是一个不可忽略的细节,边缘构件能够增加延伸性,以防会发生水平位移的情况。不同等级的剪力墙对应边缘构件不同,我们需要结合建筑结构的情况去对边缘构件进行设计,从而提高剪力墙整体全面的抗剪能力。
  结束语:
  在对于剪力墙结构的分类以及结构体系分析后,我们要注意,其基本概念的设计,同样是我们应该重视的问题,要遵循设计中的各项原则,能够使建筑结构安全有一个良好的保证,在合理有效的情况下可以使工程成本降低,使整个工程建设这条路可稳定持续发展下去。从而保证居民生活,提高居民生活质量,增加城市幸福指数,从而带动全国经济水平发展。
  参考文献:
  [1]付艳强. 论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 科技风,2014,(01):142-143.
  [2]王小引. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J]. 门窗,2015,(03):116+118.
  [3]李冠华. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 江苏科技信息,2015,(28)73-74.
  [4]邵杰. 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]. 科技致富向导,2015,(03):164+239.
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