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【摘要】剪力墙在建筑结构中占据着十分重要的地位,它的作用十分广泛,主要承担抗震,抗负载等,合理设计和使用剪力墙能够延长建筑物的使用寿命,因此,本文介绍了剪力墙的定义以及在设计中应该遵循的原则,并仔细分析在建筑结构设计中如何具体应用剪力墙。
【关键词】剪力墙;建筑结构;设计;应用
随着我国城市化进程脚步的逐步加快,各式各样的建筑工程项目逐步增多。在建筑工程设计过程中,通过合理设计剪力墙结构能够加强建筑物的稳定性,延长使用寿命。剪力墙结构能够满足不同地区的条件和设计需求。这就要求相关建筑设计人员要灵活使用剪力墙的样式,并合理选择施工材料,确保设计方案符合建筑物的水文条件等。尤其是在地震多发区或者自然灾害较多的地区合理设计剪力墙结构,能够减小建筑物的摆动,对于增强建筑物的稳定性和安全性,都能起到十分显著的作用。
1、剪力墙的定义
剪力墙在建筑结构中是十分重要的抗力构件,与梁板柱共同组成支撑建筑物的受力体系。剪力墙不允许用户私自处理,否则极容易破坏剪力墙的稳定性,一旦出现隐患,会破坏整体建筑物的结构稳定。剪力墙是由钢筋混凝土共同建成的,是一个实心结构。但是,在一般的低层建筑物中,不需要设计剪力墙,主要存在于高层建筑中,避免因受到风力或者地震作用等自然灾害的影响使得建筑物产生晃动等现象。
2、剪力墙结构设计的优势
在建筑工程施工的过程当中,如果能够结合实际需要设置剪力墙是十分必要的,主要体现在以下几个方面 :
2.1剪力墙的设置能够最大程度上提高整体的经济性,与传统框架对比看,剪力墙可能会耗费比较多的材料与成本。但是从整体角度出发,甚至剪力墙往往更加具有优势。因为剪力墙是将混凝土与钢筋有效的混合在一起,在这个过程当中不需要填充過多的刚性材料,同时也不需要钢筋材料对整个建筑物的稳定性进行提升,这种方式不但节约成本,同时也能够体现出企业发展初衷,能够保证企业经济利益的有效实现。
2.2其次从剪力墙的角度上来说,其整体设计具有比较理想的稳定性。为了能够最大限度上提高建筑物整体稳定性,在进行剪力墙设计过程当中使用的是钢筋混凝土材料,和框架式结构相比稳定性更理想,而从外观的层面上来说,剪力墙的整体外观与传统构架相比也更为理想,同时剪力墙使用钢筋混凝土,其具有比较理想的支撑效果。
2.3在进行剪力墙设计的过程当中,又有着比较理想的连续性,在设计时可能会对不同区域进行有效的划分,最为关键的目的就是希望能够对构件进行分割,从竖向和水平两个层面对不同的区域进行划分,这种方式就使得剪力墙在整个建筑物当中不但保持了稳定性,同时也使得建筑物具有良好连续性,这样建筑物之间不但能够有效分离,同时又是一个整体。
3、剪力墙设计要点
3.1設计方法必须科学
科学合理进行剪力墙设计是剪力墙发挥最大作用的前提,因此在设计中必须要有设计重点:(1)相关设计人员要根据工程特点选择适当剪力墙设计方法,确保剪力墙具有合理性。(2)要根据剪力墙的特性进行设计,其高度要和墙体的宽度相协调,尽量将其设计成宽细状。(3)为了确保剪力墙的准确性,在设计中要使用相关智能设备进行精准计算。
3.2布局结构要合理
为了确保剪力墙设计符合工程要求并具备相应合理性,因此设计人员选择的布局结构要合理,对称的剪力墙设计能够充分发挥其抵抗外界荷载的能力,比如地震等。这就要求设计人员在进行设计的时候剪力墙的刚度中心线和质量中心线应尽量重合,结构布置也要具有更好抗震性能,以便达到结构设计目标。
3.3充分发挥剪力墙特性
剪力墙最大的特性就是具有延伸性,因此在进行剪力墙设计的时候要注重其延伸性能,使其延伸性得到良好发挥。这就要求设计人员在设计剪力墙的时候,首先就要确保剪力墙的延伸性,在保证剪力墙延伸性的基础上进行科学合理设计。同时,确保剪力墙承载能力满足工程需求也是设计人员必须重视的环节,因此可以选用前后连贯或者是对称方式进行设计,以达到提升剪力墙承载能力的目的和要求。
4、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析
4.1平面设置
在剪力墙的设计阶段,需要对墙体平面进行设置,保证剪力墙结构中的全部竖向荷载和水平力都能由钢筋混凝土墙承受,因此,剪力墙需要沿平面主要轴线方向布置,对于不用形状的剪力墙,需要根据具体结构,进行多方向上的安排。剪力墙还需要确保结构受力的均匀性,强化其水平性。剪力墙需要遵循设计者的设计理念,能够尽量减少单向墙的应用,以提升建筑的整体性。
4.2墙截面厚度
剪力墙的墙面厚度有着一定的规定,对于不同类型的剪力墙,其厚度标准也有所不同,如在短肢剪力墙中,其底部横截面积的厚度一般要大于20cm,而之外的部分,其厚度需要大于18cm。此外,剪力墻的厚度还要考虑到楼层间的受剪承载力,在设计剪力墙厚度前,可以由设计人员减轻建筑的自重,减少剪力墙的投入。剪力墙墙截面厚度,需要能够承受来自各方的力,避免剪力墙出现变形的情况。
4.3墙身钢筋设置
剪力墙内是钢筋混凝土结构,钢筋配置可以较好地提升墙体的韧性,需要提前进行钢筋配置后再进行浇筑施工。钢筋作为剪力墙的建设骨架,可以增加与混凝土的凝合力,在出现振动影响时也可以顺着钢结构进行传到,使整个墙体的受力更加均匀。根据建筑体抗震性能需求,0.2%的钢筋用量可以较好对抗四级地震对建筑体造成的影响。而不同的剪力墙结构的配筋量也有一定的差异,如孔洞开挖较多的墙体应当适当增加钢筋结构的引入以维持墙体的韧性。设计人员要根据剪力墙的压力进行计算,根据计算的结果适当增加一些钢筋用量基本可以满足需求。由于剪力墙的形状和厚度都是固定的,如果盲目增加钢筋的用量会占据一部分混凝土的浇筑体积,并增加墙体本身的重力。在计算时不仅要考虑建筑体的重力影响,还需要考虑到剪力墙自重问题。
4.4超限调整分析
对于剪力墙的设计可以从最小需求点出发展开需求分析,能够更好地兼顾建筑建设的经济性和实用性。首先,建筑体的高度对承重的抗力的需求之间存在着同一性的问题,在进行楼层之间的剪力墙建设时需要按照高度的提升适度增加。随着楼层的升高,剪力墙的抗震设计需要适当增加,并从最小需求出发逐渐提升,能够更好控制在不同方向的抗力。其次,建筑体也是一个整体,在设计时不能仅仅考虑相邻两层之间的建设结构,还需要通过对建筑体的全面分析将受力情况进行拆解,使建筑体整体能够呈现出较强的抗剪力效果。
结语:
剪力墙在建筑设计中十分重要,需要设计人员结合现场的实际情况和建筑结构展开受力分析,根据不同的楼层高度建设需求展开建设工作。剪力墙的设计要有不同方向上的受力,以横纵多个方向的受力进行设计,能够更加有效地对抗建筑体的变形和扭曲问题。但要注意,剪力墙的抗力设计也有一定的限度,如果超出也可能存在不稳定影响。墙体的厚度不同受到的力的大小也有差异,一般需要结合墙体的高度、整体界面和开洞等多个方面的因素共同决定。
参考文献
[1]周文华.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].江西建材,2017(7):26-27.
[2]毛瑞智.剪力墙结构设计[J].建材与装饰,2018,545(36):115-116.
[3]蔡世豪.小高层住宅剪力墙与短肢剪力墙结构方案对比分析[D].邯郸:河北工程大学,2017 年.
[4]周瑞.高层剪力墙结构不同设防烈度下剪力墙合理数量的研究[D].青岛:青岛理工大学,2016 年.
[5]曹彬,李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构,2013(22).
[6]胡孔鹏.高层剪力墙结构中剪力墙布置和合理数量的研究[D].合肥:合肥工业大学,2012 年
【关键词】剪力墙;建筑结构;设计;应用
随着我国城市化进程脚步的逐步加快,各式各样的建筑工程项目逐步增多。在建筑工程设计过程中,通过合理设计剪力墙结构能够加强建筑物的稳定性,延长使用寿命。剪力墙结构能够满足不同地区的条件和设计需求。这就要求相关建筑设计人员要灵活使用剪力墙的样式,并合理选择施工材料,确保设计方案符合建筑物的水文条件等。尤其是在地震多发区或者自然灾害较多的地区合理设计剪力墙结构,能够减小建筑物的摆动,对于增强建筑物的稳定性和安全性,都能起到十分显著的作用。
1、剪力墙的定义
剪力墙在建筑结构中是十分重要的抗力构件,与梁板柱共同组成支撑建筑物的受力体系。剪力墙不允许用户私自处理,否则极容易破坏剪力墙的稳定性,一旦出现隐患,会破坏整体建筑物的结构稳定。剪力墙是由钢筋混凝土共同建成的,是一个实心结构。但是,在一般的低层建筑物中,不需要设计剪力墙,主要存在于高层建筑中,避免因受到风力或者地震作用等自然灾害的影响使得建筑物产生晃动等现象。
2、剪力墙结构设计的优势
在建筑工程施工的过程当中,如果能够结合实际需要设置剪力墙是十分必要的,主要体现在以下几个方面 :
2.1剪力墙的设置能够最大程度上提高整体的经济性,与传统框架对比看,剪力墙可能会耗费比较多的材料与成本。但是从整体角度出发,甚至剪力墙往往更加具有优势。因为剪力墙是将混凝土与钢筋有效的混合在一起,在这个过程当中不需要填充過多的刚性材料,同时也不需要钢筋材料对整个建筑物的稳定性进行提升,这种方式不但节约成本,同时也能够体现出企业发展初衷,能够保证企业经济利益的有效实现。
2.2其次从剪力墙的角度上来说,其整体设计具有比较理想的稳定性。为了能够最大限度上提高建筑物整体稳定性,在进行剪力墙设计过程当中使用的是钢筋混凝土材料,和框架式结构相比稳定性更理想,而从外观的层面上来说,剪力墙的整体外观与传统构架相比也更为理想,同时剪力墙使用钢筋混凝土,其具有比较理想的支撑效果。
2.3在进行剪力墙设计的过程当中,又有着比较理想的连续性,在设计时可能会对不同区域进行有效的划分,最为关键的目的就是希望能够对构件进行分割,从竖向和水平两个层面对不同的区域进行划分,这种方式就使得剪力墙在整个建筑物当中不但保持了稳定性,同时也使得建筑物具有良好连续性,这样建筑物之间不但能够有效分离,同时又是一个整体。
3、剪力墙设计要点
3.1設计方法必须科学
科学合理进行剪力墙设计是剪力墙发挥最大作用的前提,因此在设计中必须要有设计重点:(1)相关设计人员要根据工程特点选择适当剪力墙设计方法,确保剪力墙具有合理性。(2)要根据剪力墙的特性进行设计,其高度要和墙体的宽度相协调,尽量将其设计成宽细状。(3)为了确保剪力墙的准确性,在设计中要使用相关智能设备进行精准计算。
3.2布局结构要合理
为了确保剪力墙设计符合工程要求并具备相应合理性,因此设计人员选择的布局结构要合理,对称的剪力墙设计能够充分发挥其抵抗外界荷载的能力,比如地震等。这就要求设计人员在进行设计的时候剪力墙的刚度中心线和质量中心线应尽量重合,结构布置也要具有更好抗震性能,以便达到结构设计目标。
3.3充分发挥剪力墙特性
剪力墙最大的特性就是具有延伸性,因此在进行剪力墙设计的时候要注重其延伸性能,使其延伸性得到良好发挥。这就要求设计人员在设计剪力墙的时候,首先就要确保剪力墙的延伸性,在保证剪力墙延伸性的基础上进行科学合理设计。同时,确保剪力墙承载能力满足工程需求也是设计人员必须重视的环节,因此可以选用前后连贯或者是对称方式进行设计,以达到提升剪力墙承载能力的目的和要求。
4、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析
4.1平面设置
在剪力墙的设计阶段,需要对墙体平面进行设置,保证剪力墙结构中的全部竖向荷载和水平力都能由钢筋混凝土墙承受,因此,剪力墙需要沿平面主要轴线方向布置,对于不用形状的剪力墙,需要根据具体结构,进行多方向上的安排。剪力墙还需要确保结构受力的均匀性,强化其水平性。剪力墙需要遵循设计者的设计理念,能够尽量减少单向墙的应用,以提升建筑的整体性。
4.2墙截面厚度
剪力墙的墙面厚度有着一定的规定,对于不同类型的剪力墙,其厚度标准也有所不同,如在短肢剪力墙中,其底部横截面积的厚度一般要大于20cm,而之外的部分,其厚度需要大于18cm。此外,剪力墻的厚度还要考虑到楼层间的受剪承载力,在设计剪力墙厚度前,可以由设计人员减轻建筑的自重,减少剪力墙的投入。剪力墙墙截面厚度,需要能够承受来自各方的力,避免剪力墙出现变形的情况。
4.3墙身钢筋设置
剪力墙内是钢筋混凝土结构,钢筋配置可以较好地提升墙体的韧性,需要提前进行钢筋配置后再进行浇筑施工。钢筋作为剪力墙的建设骨架,可以增加与混凝土的凝合力,在出现振动影响时也可以顺着钢结构进行传到,使整个墙体的受力更加均匀。根据建筑体抗震性能需求,0.2%的钢筋用量可以较好对抗四级地震对建筑体造成的影响。而不同的剪力墙结构的配筋量也有一定的差异,如孔洞开挖较多的墙体应当适当增加钢筋结构的引入以维持墙体的韧性。设计人员要根据剪力墙的压力进行计算,根据计算的结果适当增加一些钢筋用量基本可以满足需求。由于剪力墙的形状和厚度都是固定的,如果盲目增加钢筋的用量会占据一部分混凝土的浇筑体积,并增加墙体本身的重力。在计算时不仅要考虑建筑体的重力影响,还需要考虑到剪力墙自重问题。
4.4超限调整分析
对于剪力墙的设计可以从最小需求点出发展开需求分析,能够更好地兼顾建筑建设的经济性和实用性。首先,建筑体的高度对承重的抗力的需求之间存在着同一性的问题,在进行楼层之间的剪力墙建设时需要按照高度的提升适度增加。随着楼层的升高,剪力墙的抗震设计需要适当增加,并从最小需求出发逐渐提升,能够更好控制在不同方向的抗力。其次,建筑体也是一个整体,在设计时不能仅仅考虑相邻两层之间的建设结构,还需要通过对建筑体的全面分析将受力情况进行拆解,使建筑体整体能够呈现出较强的抗剪力效果。
结语:
剪力墙在建筑设计中十分重要,需要设计人员结合现场的实际情况和建筑结构展开受力分析,根据不同的楼层高度建设需求展开建设工作。剪力墙的设计要有不同方向上的受力,以横纵多个方向的受力进行设计,能够更加有效地对抗建筑体的变形和扭曲问题。但要注意,剪力墙的抗力设计也有一定的限度,如果超出也可能存在不稳定影响。墙体的厚度不同受到的力的大小也有差异,一般需要结合墙体的高度、整体界面和开洞等多个方面的因素共同决定。
参考文献
[1]周文华.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].江西建材,2017(7):26-27.
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[4]周瑞.高层剪力墙结构不同设防烈度下剪力墙合理数量的研究[D].青岛:青岛理工大学,2016 年.
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