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摘 要:社会经济不断发展,建筑行业得到一定的发展,在发展过程中,需要面对很多问题,现代建筑设计需要符合居住环境要求,并且要符合建筑功能要求。建筑业在发展过程中,结构也会相应的发生变化。在设计的过程中,需要注意符合人们的要求。现代社会不断出现其他的结构模式,建筑结构设计需要持续创新,剪力墙结构设计就是很好的应用例子。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构;设计
中图分类号:TU3182 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)11-0085-01
1 剪力墙特点以及分类
剪力墙的截面特点是墙肢的长度比厚度大的多,自身的平面内刚度、承载力比较好,平面外刚度、承载力比较小。剪力墙高、宽尺寸比较大,厚度小,受力形态和柱类似。剪力墙优点是侧向刚度比较大,受到水平荷载的作用,侧移比较小,楼盖应用的是平板结构,不设置梁,空间得到利用,层高得以节约。缺点是剪力墙间距受到限制,在布置建筑平面时,灵活性比较差,结构自身比较大,适合高层建筑。
剪力墙主要是分为以下几类:
第一,整体墙剪力墙。剪力墙没有设置门窗洞口,或者是洞口比较小,洞口可以忽略,门窗、洞口面积加起来小于17%的剪力墙侧面积,洞口间净距、洞至墙边净距多于洞口长边。在设计的过程中,竖向钢筋应当设置在墙肢两端。
第二,小开口整体剪力墙。受到洞口影响,墙肢间的应力分布不能是直线形,墙肢中已经存在局部弯矩,但是偏离不会太大。主要是对整体墙计算法进行修改。
第三是连肢墙。剪力墙上具有多个洞口,主要的组成是墙肢,洞口尺寸比较大,洞口的面积大于16%的墙体总面积,墙体的连接部分是连梁,墙肢单独的作用比较明显,连梁中部存在反弯点,主要的计算方法是连续化方法。
第四,框支剪力墙。如果底层的剪力墙需要的空间比较大,可以应用框架结构对上部的墙体起到支撑的作用。对于地震区而言,通常不能单纯应用框支剪力墙结构,需要综合考虑。
2 剪力墙结构设计的原则
在进行剪力墙结构设计时,需要遵循一定的原则,并且要严格的执行这些要求。在设计的过程中,墙宽、高是需要考虑的问题,在设计时,经常出现的情况是强面比较大,厚度比较小,给受力带来一定的问题,在设计时,需要分析剪力墙、柱各自的作用,肢长、厚度具有特定的比值,如果比值低于3就要设计柱,如果比值高于3就要设计剪力墙。剪力墙在设计的过程中,需要承担水平面、竖向两方面的压力。剪力墙是平面构件,受到弯力以及弯矩的作用,受到水平力作用,剪力墙强度需要符合标准,并具有延性。在应用剪力墙时,平面内需要承受最大刚度以及承载力,平面外需要承受的刚度就比较小。在连接剪力墙与平面外梁的时候,会导致在平面外墙肢产生弯矩,在这种情况下,需要采取措施,确保在平面范围内剪力墙的安全性。在设计剪力墙的时候,需要进行计算,受到竖向以及水平力作用,分析结构,确保墙体的承受力。在计算的过程中,需要分析宽度和剪力墙的距离,使得建筑物能够安全使用。
3 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1剪力墙需要进行合理的定位
剪力墙在平面布置方面的原则是均匀、对称,墙面结构刚度中心与质量中心实现重合,降低扭矩。内部和外部的剪力墙需要拉通、对直。剪力墙肢的截面需要简单,具有规则性。
3.2剪力墙中对大墙肢的处理
在施工的过程中,剪力墙结构本身具有一定的要求即延伸性,所以,在进行结构施工和设计时,这种延展的特点必须考虑进去,有助于提升剪力墙结构的整体性以及工作的力度。在一般情况下,在设计的过程中,剪力墙比较容易设计成高状结构,容易出现弯曲受到破坏的形式,存在剪力墙的体系形式,剪力墙结构容易存在脆性破坏的问题。在设计的过程中,如果剪力墙墙体长度比较大,在符合承载力的需求以后,实行分层间隔设计,将其进行分割,比较小并且均匀,有利于增加墙体结构承载力。如果墙段的长度比较小,它在受弯以后出现比较小的裂缝宽度,墙体配筋能够更好的发挥支撑的效果。为防止出现这种情况,如果墙肢长度大于8m,处理方法如下:第一,设置施工洞,在施工的过程中,需要在墙上留洞,在完工以后,将墙填充,长墙肢就可以变成短墙肢。第二是设置计算洞,在计算结构时,设置洞,施工开始仍然是混凝土墙。应用以上的计算方法,小墙肢配筋能力会增加。
3.3墙体配筋
对剪力墙进行控制,有助于增加结构的安全性,工程能够节省成本。分析剪力墙的结构,剪力墙的面比较广,量比较大。在进行墙体配筋时,通常是在内部放置竖向钢筋,在外侧放置水平钢筋,配筋需要符合最小的配筋率。当应用双向钢筋网片后,在迎水面,保护层的厚度可取值最低是30㎜,墙体配筋得到很大的节省。
3.4厚度设计
剪力墙抗震等级存在差异,底部是否应当加强,抗震墙厚度也不一样。一二级、三四级对应的要求分别为:(1)不能低于16㎝、14㎝,(2)不能低于层高或者是5%、4%的无支长度。在没有端柱或者是翼墙时,一二级、三四级对应的要求分别为:(1)不能比层高小;(2)不能低于1/16、1/20的无支长度。如果墙厚的底部部位增强,一二级对应的要求是不能小于20㎝,不能比层高小,或者是不能小于1/16的无支长度,三四级对应的要求是不能小于16㎝,不能比层高小,或者是不能小于5%的无支长度;当没有短柱或者是翼墙的情况下,一二级对应的要求是不能比层高小,或者是不能小于1/12的无支长度,三四级对应的要求是不能比层高小。
3.5边缘构件设计
在对剪力墙结构进行设计的过程中,边缘构件设计比较重要,边缘构件设计可以使得延伸性增加,并防止产生水平位移的问题,剪力墙整体抗剪能力得到提高。剪力墙边缘构件主要是端柱、暗柱等,结合实际的情况,对边缘构件或者是约束边缘构件进行设计。
4结语
高层建筑持续发展,为契合人们对居住的要求,建筑物结构安全性是比较重要的一个问题,在此基础上,在设计层面有所创新,学习国外的设计理念,掌握国外的设计技术,并注意引进新的技术以及设备。结合国家的实际情况,根据工程的实际要求,遵循设计的原则,结合剪力墙的特点,科学选择设计方法,对配筋率、厚度进行深入分析,并进行边缘构件设计,提高建筑物设计的层次,使得设计质量有所提升。
关键词:剪力墙结构设计;建筑结构;设计
中图分类号:TU3182 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)11-0085-01
1 剪力墙特点以及分类
剪力墙的截面特点是墙肢的长度比厚度大的多,自身的平面内刚度、承载力比较好,平面外刚度、承载力比较小。剪力墙高、宽尺寸比较大,厚度小,受力形态和柱类似。剪力墙优点是侧向刚度比较大,受到水平荷载的作用,侧移比较小,楼盖应用的是平板结构,不设置梁,空间得到利用,层高得以节约。缺点是剪力墙间距受到限制,在布置建筑平面时,灵活性比较差,结构自身比较大,适合高层建筑。
剪力墙主要是分为以下几类:
第一,整体墙剪力墙。剪力墙没有设置门窗洞口,或者是洞口比较小,洞口可以忽略,门窗、洞口面积加起来小于17%的剪力墙侧面积,洞口间净距、洞至墙边净距多于洞口长边。在设计的过程中,竖向钢筋应当设置在墙肢两端。
第二,小开口整体剪力墙。受到洞口影响,墙肢间的应力分布不能是直线形,墙肢中已经存在局部弯矩,但是偏离不会太大。主要是对整体墙计算法进行修改。
第三是连肢墙。剪力墙上具有多个洞口,主要的组成是墙肢,洞口尺寸比较大,洞口的面积大于16%的墙体总面积,墙体的连接部分是连梁,墙肢单独的作用比较明显,连梁中部存在反弯点,主要的计算方法是连续化方法。
第四,框支剪力墙。如果底层的剪力墙需要的空间比较大,可以应用框架结构对上部的墙体起到支撑的作用。对于地震区而言,通常不能单纯应用框支剪力墙结构,需要综合考虑。
2 剪力墙结构设计的原则
在进行剪力墙结构设计时,需要遵循一定的原则,并且要严格的执行这些要求。在设计的过程中,墙宽、高是需要考虑的问题,在设计时,经常出现的情况是强面比较大,厚度比较小,给受力带来一定的问题,在设计时,需要分析剪力墙、柱各自的作用,肢长、厚度具有特定的比值,如果比值低于3就要设计柱,如果比值高于3就要设计剪力墙。剪力墙在设计的过程中,需要承担水平面、竖向两方面的压力。剪力墙是平面构件,受到弯力以及弯矩的作用,受到水平力作用,剪力墙强度需要符合标准,并具有延性。在应用剪力墙时,平面内需要承受最大刚度以及承载力,平面外需要承受的刚度就比较小。在连接剪力墙与平面外梁的时候,会导致在平面外墙肢产生弯矩,在这种情况下,需要采取措施,确保在平面范围内剪力墙的安全性。在设计剪力墙的时候,需要进行计算,受到竖向以及水平力作用,分析结构,确保墙体的承受力。在计算的过程中,需要分析宽度和剪力墙的距离,使得建筑物能够安全使用。
3 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1剪力墙需要进行合理的定位
剪力墙在平面布置方面的原则是均匀、对称,墙面结构刚度中心与质量中心实现重合,降低扭矩。内部和外部的剪力墙需要拉通、对直。剪力墙肢的截面需要简单,具有规则性。
3.2剪力墙中对大墙肢的处理
在施工的过程中,剪力墙结构本身具有一定的要求即延伸性,所以,在进行结构施工和设计时,这种延展的特点必须考虑进去,有助于提升剪力墙结构的整体性以及工作的力度。在一般情况下,在设计的过程中,剪力墙比较容易设计成高状结构,容易出现弯曲受到破坏的形式,存在剪力墙的体系形式,剪力墙结构容易存在脆性破坏的问题。在设计的过程中,如果剪力墙墙体长度比较大,在符合承载力的需求以后,实行分层间隔设计,将其进行分割,比较小并且均匀,有利于增加墙体结构承载力。如果墙段的长度比较小,它在受弯以后出现比较小的裂缝宽度,墙体配筋能够更好的发挥支撑的效果。为防止出现这种情况,如果墙肢长度大于8m,处理方法如下:第一,设置施工洞,在施工的过程中,需要在墙上留洞,在完工以后,将墙填充,长墙肢就可以变成短墙肢。第二是设置计算洞,在计算结构时,设置洞,施工开始仍然是混凝土墙。应用以上的计算方法,小墙肢配筋能力会增加。
3.3墙体配筋
对剪力墙进行控制,有助于增加结构的安全性,工程能够节省成本。分析剪力墙的结构,剪力墙的面比较广,量比较大。在进行墙体配筋时,通常是在内部放置竖向钢筋,在外侧放置水平钢筋,配筋需要符合最小的配筋率。当应用双向钢筋网片后,在迎水面,保护层的厚度可取值最低是30㎜,墙体配筋得到很大的节省。
3.4厚度设计
剪力墙抗震等级存在差异,底部是否应当加强,抗震墙厚度也不一样。一二级、三四级对应的要求分别为:(1)不能低于16㎝、14㎝,(2)不能低于层高或者是5%、4%的无支长度。在没有端柱或者是翼墙时,一二级、三四级对应的要求分别为:(1)不能比层高小;(2)不能低于1/16、1/20的无支长度。如果墙厚的底部部位增强,一二级对应的要求是不能小于20㎝,不能比层高小,或者是不能小于1/16的无支长度,三四级对应的要求是不能小于16㎝,不能比层高小,或者是不能小于5%的无支长度;当没有短柱或者是翼墙的情况下,一二级对应的要求是不能比层高小,或者是不能小于1/12的无支长度,三四级对应的要求是不能比层高小。
3.5边缘构件设计
在对剪力墙结构进行设计的过程中,边缘构件设计比较重要,边缘构件设计可以使得延伸性增加,并防止产生水平位移的问题,剪力墙整体抗剪能力得到提高。剪力墙边缘构件主要是端柱、暗柱等,结合实际的情况,对边缘构件或者是约束边缘构件进行设计。
4结语
高层建筑持续发展,为契合人们对居住的要求,建筑物结构安全性是比较重要的一个问题,在此基础上,在设计层面有所创新,学习国外的设计理念,掌握国外的设计技术,并注意引进新的技术以及设备。结合国家的实际情况,根据工程的实际要求,遵循设计的原则,结合剪力墙的特点,科学选择设计方法,对配筋率、厚度进行深入分析,并进行边缘构件设计,提高建筑物设计的层次,使得设计质量有所提升。