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摘要:随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,高层建筑和超高层建筑日益增多,建筑结构的安全性和稳定性成为越来越受到关注的问题。剪力墙作为建筑结构中的一种重要抗侧力构件,其在抵御地震、风载等侧向力作用方面具有显著优势。基于此,下文将会对剪力墙结构设计需要秉持的原则展开分析,并提出剪力墙结构设计意义与措施,希望通过笔者的研究,可以更好地为相关工作者提供建议。
关键词:建筑工程;结构设计;剪力墙设计
引言
剪力墙结构在我国规范中已有较为成熟的设计方法,但在实际工程中,由于设计人员对剪力墙结构的认识程度不同,导致部分剪力墙结构设计存在一定程度的安全隐患。此外,随着新型建筑材料的不断涌现和结构设计理论的不断发展,如何在保证安全的前提下,提高剪力墙结构的抗震性能、减小结构自重、降低成本等问题成为剪力墙结构设计中亟待解决的问题。因此相关工作人员必须加大对剪力墙设计方式的研究与分析,结合实际情况,选择适宜的设计措施,做好计算分析,保障剪力墙设计高质高效。
1、剪力墙结构设计原则
1.1适宜的高度与宽度
剪力墙设计工作应该严格依据规范要求进行,为了确保其可以发挥出应有的价值作用,其高度与宽度应该依据实际情况合理调整。适宜的高度可以更好地支撑建筑,并承载多方压力。剪力墙高度高,但是厚度小,为了促使剪力墙可以承载更强大的压力,在设计时就应该合理计算高厚比值,并提高对双向受压的关注。
1.2连梁调整原则
进行设计工作时,也应该做好对连梁的关注,通过笔者调查研究发现,连梁跨比如若小于五,将会使得负荷压力在整体弯矩中占据比值较小,在水平方向产生反向弯曲,使得剪切裂缝出现。连梁跨比值超出五,其荷载压力与普通框架梁一致,因此设计者应该结合实际情况设定连梁跨比[1]。
2、剪力墙结构设计对建筑工程重要性
首先可以提高抗震性能。对剪力墙结构进行设计,可以提高剪力墙的抗侧承载力和变形能力,从而提高结构的抗震性能。其次可以优化结构性能。剪力墙结构设计可以避免墙体材料、厚度、布置形式等因素对结构性能的影响,为优化剪力墙结构设计提供理论依据。再次可以降低结构成本。在保证结构安全的前提下,研究剪力墙结构设计措施,可以寻求降低结构自重、减少材料用量等途径,降低结构成本。最后可以丰富设计理论。剪力墙结构设计措施的研究,有助于完善我国剪力墙设计规范,为建筑行业提供更为科学、合理的设计依据。简单来说,剪力墙结构设计措施具有重要的现实意义和应用价值。对于提高剪力墙结构的抗震性能、优化结构性能、降低结构成本等方面的探讨,将为建筑行业的发展提供有力支持[2]。
3、剪力墙结构设计要点
3.1整体布局分析
研究并探索整体布局,是进行剪力墙设计的首要环节,此环节对后续工作是否可以顺利开展有着不可忽略的影响。科学高效的剪力墙设计方案,可以在一定程度上保障剪力墙构造应用成效,提升剪力墙具备的抵御振动与抵御荷载性能。对此,在剪力墙构造规划时,工作者应该对工程整体情况全面分析,在此基础上选用适宜的剪力墙构造布局模式。简单来说,工作者必须秉持对称性原则,选用适宜的剪力墙构造,促使其可以符合建筑结构标准。除此以外,还应该提高对剪力墙细节之处的合理处理,如独立墙设置等。
3.2厚度与形状设计
在结构设计进程中,对厚度展开科学规划是十分必要的,工作者进行设计时需要考量多种要素,如配筋计算等。只有确保厚度设计的适宜恰当,才可以更好地强化建筑项目安全性与稳固性。因此在设计工作中,设计者应该提高对剪力墙底部的关注,并结合实际情况适当提高厚度,借此减小轴压比。于此同时,设计者还应该提高对剪力墙形状的关注,通常情况下,在建筑工程中少有应用“一”形状,笔者建议将剪力墙设计成为“L”形状亦或是“T”形状,可以更好地提升整体稳固性。如若建筑工程有特殊要求,需要应用“一”形状的剪力墙,那么在实际工程中,当剪力墙与外梁相互搭接时,就可以使用双向搭接的形式来强化“一”形状剪力墙稳固性。需要提高关注的是,剪力墙属于整个建筑工程构造体系中最关键的承重部位,因此在实际的设计工作中,设计者不仅需要分析轴压比、外形等要素,还应该重点强化剪力墙构造的荷载力。在实际设计时,笔者建议借助稳定测算公式进行计算,当墙体应力变化较低时,可以适当加大剪力墙截面,此举更有益提升剪力墙荷载力。当剪力墙需要和梁体之间搭接处理时,则应该科学控制钢筋锚固长度与截面积,钢筋截面不可太厚,这样才能保障墙肢有充分的厚度满足支撑与锚固需求[3]。
3.3配筋量敏感参数设计
在设计进程中,进行有效的配筋量调整是十分必要的,此环节关系着多种敏感参数,如梁刚度系数、周期系数等。笔者列举实例来分析:对于周期系数而言,虽然其并没有直接影响结构刚度,但是这一敏感系数将会在一定程度上决定着剪力墙抗震性能,因此必须做好这一系数的分析。在进行计算时,设计者可以借助gssap软件来将填充墙模型看做成为首次循环,将非填充模型看作为再循环。将这两个循环数字比值缩减测算。通过实践发现,当周期系数减少0.1时,振动剪力将会提高百分之五左右,但周期系数越少越好,不然将会提高剪力墙含钢量,也会加剧设计成本。因此在进行设计工作时,必须依据工程实际情况科学选定周期系数。对于层数较高的建筑而言,结构设计时周期系数取0.95,不但可以确保设计实效性,还可以节约资金费用。
3.4做好剪力墙中大墙肢处理
施工完毕后,因为受到风力荷载等多种因素的干扰,建筑工程将会承载较大剪力,这就必然会导致剪力墙产生形变问题。例如,原本剪力墙比较高、比较薄,在长时间的荷载影响下会逐渐弯曲,为了避免此种问题出现,在剪力墙设计时就应该重点强化结构延展性。如若在实际工程结构中,剪力墙长度较大,设计者就可以应用开洞法进行剪力墙划分,必须保障划分匀称。通常来说,如若长度大于八米,那么可以将其称为大墙肢。结构是建筑项目中负荷承压的重要部分,因此进行大墙肢合理设计是十分必要的,为了可以在根本上强化建筑工程抗震能力,就必须强化大墙肢稳固性。
3.5优化设计基础方案
基础方案是剪力墙设计工作顺利进行的有效保障,因此设计者必须去往实际场地进行勘察测验,展开有效调研,对容易产生事故的部位详细记录,做好预防处理。在实际的勘察作业中,应该进行基础地质条件、水文特点等要素的勘测。除此以外,还应该科学规划与实际工作相关的技术准则与相邻工程的整体布局。只有这样,才可以有效地对最终设计方案进行改善调整,实现设计方案发挥出应有的作用。因此在整个设计工作中,设计者必须不断修改,加大力度进行更新,这样才可以控制剪力墙结构设计质量。
4、结束语
综上所述,剪力墙结构在建筑结构设计中具有重要地位,其设计措施关系到建筑物的稳定性和安全性。在剪力墙结构设计中,应充分考虑建筑物的抗震性能。通过合理的结构布置和墙体参数选择,提高建筑物的抗侧刚度,从而增强其抗震能力。此外,与传统结构相比,剪力墙结构在地震作用下的变形能力较好,有利于减小地震对建筑物的破坏程度。因此相关工作人员必须结合工程实际情况与工程特点进行分析,选择适宜的结构设计方式,这样才可以保障剪力墙结构发挥出应有的价值效用。
参考文献:
[1]李凯.建筑结构设计中的剪力墙结构设计策略[J].住宅与房地产,2023(17):77-79.
[2]陈梅.建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].住宅产业,2023(03):72-75.
[3]陈烨.建筑结构设计中的剪力墙结构设计探究[J].大众标准化,2023(03):88-90.