论文部分内容阅读
【摘要】随着工程建设的不断发展,使得建筑單位在追求经济效益的同时也逐渐加强了对于社会效益的追求。在这样的背景之下,各建筑单位逐渐加强了对于工程建筑质量的提高。事实上,剪力墙结构凭借着其具有高效的抗震性等优势,在实际的建筑环节获得了建筑单位的青睐,并逐步投入到工程建设环节。本文主要对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行分析研究。
【关键词】剪力墙结构;建筑结构;设计;应用
1、剪力墙的结构分类
剪力墙根据是否开洞和开动的大小具体分为四个方面:(1)墙壁式的结构框架:墙壁式的结构框架需要在剪力墙上开一个较大的开口,而连梁线十分接近墙肢线的刚度,使得受力墙受力发生剪切性的变形, 这在受力特点上接近框架结构特点。在建筑高层建筑的楼层建筑上,剪力墙会产生反弯点,使得楼层与楼层之间发生有弯矩形的突变;(2)整体小型开口的剪力墙结构框架: 整体小型开口的剪力墙框架结构虽然在开口上相比较小但开洞的面积不低于整体墙面的 15%, 此类剪力墙一般会产生曲型变形但在墙肢高度上基本没有弯点,只是弯矩位置会在墙上发生变化;(3)多肢、双肢的剪力墙结构框架:此类剪力墙大多采用较大洞口或开口并以“列”的形式进行分布。这种开口模式同整体较小的开口模式相比虽有不同,但受力特点十分相似;(4)若实体墙或者截面的剪力墙在开洞面积低于整体面积的 15%或不开洞的情况下,墙肢高度的弯矩图无突变、无弯点。
2、剪力墙结构设计原则
剪力墙结构主要由墙肢、连梁两种结构组成,具有良好的抗震性能和较高的刚度,其在建筑结构中的主要作用是抵挡各种荷载特别是风荷载,是建筑物的主要支撑结构。为了使剪力墙结构在建筑结构中的优势充分发挥出来,必须对其进行合理设计和安排。在设计过程中,应遵循以下原则:(1)控制剪力墙的高度和宽度。对于剪力墙结构而言,其高度和宽度较大,厚度较小,在外形上类似于板状,而受力形态却趋向于柱子结构,所以应根据外形墙体长度和厚度比值进行设计,当比值小于 3 时,可按照柱体结构要求设计,当比值在 3~5 之间时,则按照双向受压结构设计,以更好满足弹性、非弹性以及延伸性等要求。(2)剪力墙结构的平面内刚度和实际承载力较大,平面外的则较小,连接剪力墙和平面外梁时容易使墙肢外弯,基于此,在设计时应尽量避免将两者相连,如果必须连接,则要采取一定的保护措施。(3)设计剪力墙结构时,必须充分考虑墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力,同时,计算正截面承载力,并按照斜截面受剪承载力进行分析和验算。若墙体所受负荷作用比较集中且大,应计算出局部受压承载力。
3、剪力墻结构设计在建筑结构设计中的应用分析
3.1剪力墙的平面布置
为了进一步保障剪力墙的经济性和安全性,要科学合理,系统地布置剪力墙结构。剪力墙的结构布置,主要从竖向布置和平面布置两方面入手,尽可能地从对称均匀的原则出发。剪力墙的平面布置必须遵循均匀对称的原则,保证剪力墙的平面结构质量和刚度中心能够重合,从而有效地减少扭矩。加强内外剪力墙的对直和拉通,并确保剪力墙的抗震效果,在建筑结构中,应当双向设置剪力墙,单方向有墙时要保证剪力墙的抗侧力刚度不能超限。
3.2剪力墙中的大墙肢相关处理方法
为了保障剪力墙质量,剪力墙必须具有一定的延展性。剪力墙中大墙肢一旦超过8 m,应当对其进行开洞处理。通常采用开施工洞和结构洞的方法,结构洞就是在进行结构计算前,假设剪力墙存在洞,但是在具体的施工时仍然是混凝土墙,可以使其他的较小强肢配筋能力也有所增强。施工洞就是在施工过程中,在墙上留洞,在施工结束后进行砌填的方法填充墙体,进一步实现将长墙肢分为短墙肢目标。剪力墙的肢截面不应过于复杂,应当简单规则。剪力墙的抗侧力刚度不应过大或过小,如果剪力墙有适宜的侧向刚度,剪力墙的承载能力和抗侧力刚度会得到充分发挥,进一步扩大剪力墙的可用空间。
3.3剪力墙截面厚度和墙体配筋
相关规定要求剪力墙结构的厚度要根据抗震等级系数选取。为了保证剪力墙结构的抗震性、刚性和稳定性,一、二级剪力墙底部加强部位墙厚应大于 200mm,大于层高的 1/17,其他部位墙厚要大于 160mm,墙端头无翼墙或暗柱的时候,墙厚要大于层高的 1/12,但是这些规定不适用于低高层和八度地震区剪力墙结构的设计。控制剪力墙配筋有利于结构的安全性和工程的经济性,在 1~3 级抗震等级的剪力墙中,竖向、水平分布筋的最小配筋率应大于0.3%,部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率要大于0.35%,上述配筋率比较适用于高层建筑的剪力墙结构设计;对于低层建筑、结构相对较矮小的建筑的剪力墙,其水平分布筋和配筋数量要适当增加。
3.4连梁设计
剪力墙结构中的连梁是连接墙肢与墙肢之间的梁。当剪力墙受到水平荷载的时候,墙肢可能会出现扭曲情况,连梁装置则能够均衡墙肢的水平负荷力,改善墙肢受力状态,对墙肢起到了一定的约束和稳定作用。可见,墙肢之间的连梁对整个剪力墙结构都具有重要作用,在剪力墙结构设计中是不可或缺的环节,一旦设计失误或是不合理,必然会对剪力墙结构的设计带来不良影响。所以,在进行连梁结构设计的时候,设计师应按照相关规定适当折减连梁结构刚度和高度,适当增加其跨度,从而降低结构刚度,完善抗震结构的设计,缓解地震作用的对剪力墙结构的影响。
结语:
剪力墙在建筑结构中的作用至关重要。 本文简要分析了剪力墙在设计建筑结构中的应用形式。 剪力墙的抗震性、硬度十分重要,在实际设计过程中需因地制宜进行分析设计。从而有效提升剪力墙结构。建筑行业的发展离不开千千万万的建筑行业从业者孜孜不倦的学习与探索, 作为其中一员我深感骄傲, 也必将努力学习研究进而间接推动我国建筑行业走向欣欣向荣。
参考文献:
[1]张志刚.民用建筑工程施工图设计中的常见问题浅析[J].科技情报开发与经济,2010.48
[2]刘建立,张茗涵.框架剪力墙结构建筑施工技术分析[J].江西建材,2016.14
【关键词】剪力墙结构;建筑结构;设计;应用
1、剪力墙的结构分类
剪力墙根据是否开洞和开动的大小具体分为四个方面:(1)墙壁式的结构框架:墙壁式的结构框架需要在剪力墙上开一个较大的开口,而连梁线十分接近墙肢线的刚度,使得受力墙受力发生剪切性的变形, 这在受力特点上接近框架结构特点。在建筑高层建筑的楼层建筑上,剪力墙会产生反弯点,使得楼层与楼层之间发生有弯矩形的突变;(2)整体小型开口的剪力墙结构框架: 整体小型开口的剪力墙框架结构虽然在开口上相比较小但开洞的面积不低于整体墙面的 15%, 此类剪力墙一般会产生曲型变形但在墙肢高度上基本没有弯点,只是弯矩位置会在墙上发生变化;(3)多肢、双肢的剪力墙结构框架:此类剪力墙大多采用较大洞口或开口并以“列”的形式进行分布。这种开口模式同整体较小的开口模式相比虽有不同,但受力特点十分相似;(4)若实体墙或者截面的剪力墙在开洞面积低于整体面积的 15%或不开洞的情况下,墙肢高度的弯矩图无突变、无弯点。
2、剪力墙结构设计原则
剪力墙结构主要由墙肢、连梁两种结构组成,具有良好的抗震性能和较高的刚度,其在建筑结构中的主要作用是抵挡各种荷载特别是风荷载,是建筑物的主要支撑结构。为了使剪力墙结构在建筑结构中的优势充分发挥出来,必须对其进行合理设计和安排。在设计过程中,应遵循以下原则:(1)控制剪力墙的高度和宽度。对于剪力墙结构而言,其高度和宽度较大,厚度较小,在外形上类似于板状,而受力形态却趋向于柱子结构,所以应根据外形墙体长度和厚度比值进行设计,当比值小于 3 时,可按照柱体结构要求设计,当比值在 3~5 之间时,则按照双向受压结构设计,以更好满足弹性、非弹性以及延伸性等要求。(2)剪力墙结构的平面内刚度和实际承载力较大,平面外的则较小,连接剪力墙和平面外梁时容易使墙肢外弯,基于此,在设计时应尽量避免将两者相连,如果必须连接,则要采取一定的保护措施。(3)设计剪力墙结构时,必须充分考虑墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力,同时,计算正截面承载力,并按照斜截面受剪承载力进行分析和验算。若墙体所受负荷作用比较集中且大,应计算出局部受压承载力。
3、剪力墻结构设计在建筑结构设计中的应用分析
3.1剪力墙的平面布置
为了进一步保障剪力墙的经济性和安全性,要科学合理,系统地布置剪力墙结构。剪力墙的结构布置,主要从竖向布置和平面布置两方面入手,尽可能地从对称均匀的原则出发。剪力墙的平面布置必须遵循均匀对称的原则,保证剪力墙的平面结构质量和刚度中心能够重合,从而有效地减少扭矩。加强内外剪力墙的对直和拉通,并确保剪力墙的抗震效果,在建筑结构中,应当双向设置剪力墙,单方向有墙时要保证剪力墙的抗侧力刚度不能超限。
3.2剪力墙中的大墙肢相关处理方法
为了保障剪力墙质量,剪力墙必须具有一定的延展性。剪力墙中大墙肢一旦超过8 m,应当对其进行开洞处理。通常采用开施工洞和结构洞的方法,结构洞就是在进行结构计算前,假设剪力墙存在洞,但是在具体的施工时仍然是混凝土墙,可以使其他的较小强肢配筋能力也有所增强。施工洞就是在施工过程中,在墙上留洞,在施工结束后进行砌填的方法填充墙体,进一步实现将长墙肢分为短墙肢目标。剪力墙的肢截面不应过于复杂,应当简单规则。剪力墙的抗侧力刚度不应过大或过小,如果剪力墙有适宜的侧向刚度,剪力墙的承载能力和抗侧力刚度会得到充分发挥,进一步扩大剪力墙的可用空间。
3.3剪力墙截面厚度和墙体配筋
相关规定要求剪力墙结构的厚度要根据抗震等级系数选取。为了保证剪力墙结构的抗震性、刚性和稳定性,一、二级剪力墙底部加强部位墙厚应大于 200mm,大于层高的 1/17,其他部位墙厚要大于 160mm,墙端头无翼墙或暗柱的时候,墙厚要大于层高的 1/12,但是这些规定不适用于低高层和八度地震区剪力墙结构的设计。控制剪力墙配筋有利于结构的安全性和工程的经济性,在 1~3 级抗震等级的剪力墙中,竖向、水平分布筋的最小配筋率应大于0.3%,部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率要大于0.35%,上述配筋率比较适用于高层建筑的剪力墙结构设计;对于低层建筑、结构相对较矮小的建筑的剪力墙,其水平分布筋和配筋数量要适当增加。
3.4连梁设计
剪力墙结构中的连梁是连接墙肢与墙肢之间的梁。当剪力墙受到水平荷载的时候,墙肢可能会出现扭曲情况,连梁装置则能够均衡墙肢的水平负荷力,改善墙肢受力状态,对墙肢起到了一定的约束和稳定作用。可见,墙肢之间的连梁对整个剪力墙结构都具有重要作用,在剪力墙结构设计中是不可或缺的环节,一旦设计失误或是不合理,必然会对剪力墙结构的设计带来不良影响。所以,在进行连梁结构设计的时候,设计师应按照相关规定适当折减连梁结构刚度和高度,适当增加其跨度,从而降低结构刚度,完善抗震结构的设计,缓解地震作用的对剪力墙结构的影响。
结语:
剪力墙在建筑结构中的作用至关重要。 本文简要分析了剪力墙在设计建筑结构中的应用形式。 剪力墙的抗震性、硬度十分重要,在实际设计过程中需因地制宜进行分析设计。从而有效提升剪力墙结构。建筑行业的发展离不开千千万万的建筑行业从业者孜孜不倦的学习与探索, 作为其中一员我深感骄傲, 也必将努力学习研究进而间接推动我国建筑行业走向欣欣向荣。
参考文献:
[1]张志刚.民用建筑工程施工图设计中的常见问题浅析[J].科技情报开发与经济,2010.48
[2]刘建立,张茗涵.框架剪力墙结构建筑施工技术分析[J].江西建材,2016.14