【摘要】伴隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的不斷攀升,建筑工程項(xiàng)目贏得了空前的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)加之人們生活水平的提升,使得建筑工程的質(zhì)量以及功能要求也相應(yīng)提高。剪力墻結(jié)構(gòu)因其較好的抗震性能,較強(qiáng)的抗側(cè)剛度,成為了目前建筑工程項(xiàng)目施工中的不二選擇。因此文章著重探討建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
現(xiàn)階段,建筑工程項(xiàng)目在日益加快的城市化進(jìn)程的推動(dòng)下,得到了巨大的發(fā)展。目前,在建筑工程項(xiàng)目中,剪力墻結(jié)構(gòu)因其獨(dú)有的特性日益受到人們的關(guān)注和青睞,因此探討建筑工程項(xiàng)目中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤其必要。
一、剪力墻結(jié)構(gòu)的概念
建筑工程項(xiàng)目中用來承載地震作用、風(fēng)荷載作用等引發(fā)的水平荷載墻體稱之為剪力墻。由剪力墻的定義可以得知,剪力墻也叫做抗震墻或者是抗風(fēng)墻。在建筑工程項(xiàng)目中之所以選用剪力墻,主要在于防止建筑物承載剪切作用而引發(fā)破壞現(xiàn)象。而剪力墻結(jié)構(gòu)則指的是利用鋼筋混凝土墻板來承擔(dān)來自于水平方向以及垂直方向上的荷載力的結(jié)構(gòu)形式。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,施工單位通常會(huì)利用鋼筋混凝土墻板來替代建筑去框架結(jié)構(gòu)的梁柱,以便于更好的控制建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的荷載力。剪力墻結(jié)構(gòu)具備較好的剛度性能、抗震和抗風(fēng)性能,因此在整個(gè)建筑工程項(xiàng)目得到了極為廣泛的使用。
二、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
由于剪力墻具備著外平面承載力小于內(nèi)平面承載力,外平面剛度小于內(nèi)平面剛度,因此當(dāng)剪力墻和外平面方向的梁進(jìn)行連接的時(shí)候,極為容易產(chǎn)生墻肢平面外彎矩。所以在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要遵循以下原則:第一,需最大限度防止剪力墻的外平面搭接。第二,在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候,需要依據(jù)主軸方向多進(jìn)行布置,通過將不同方向的剪力墻連接在一起來避免拉通對(duì)直現(xiàn)象的發(fā)生。第三,在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)確保兩個(gè)方向的側(cè)向剛度一致,且盡量簡單布置剪力墻結(jié)構(gòu),避免出現(xiàn)單向有墻的現(xiàn)象,同時(shí)均勻分布各個(gè)方向上的剪力墻,以便于充分發(fā)揮出剪力墻結(jié)構(gòu)的整體良好性能。第四,卻嚴(yán)格把控剪力墻的總體數(shù)量,需要依據(jù)工程項(xiàng)目的具體特點(diǎn)科學(xué)、合理的確定其數(shù)量。因?yàn)檫^多的剪力墻會(huì)增加抗側(cè)力的剛度,進(jìn)而引發(fā)地震力以及重量的增加,而若是布置了較少的剪力墻,則會(huì)促使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力減小。
三、剪力墻長度及厚度的選取
對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,合理確定剪力墻的厚度以及長度是其核心環(huán)節(jié)。因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)具備較大的寬度和長度,所以通常依據(jù)雙向受力結(jié)構(gòu)和柱形受力結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)其特性。以下就這兩方面著重分析:
(一)剪力墻厚度的確定
依據(jù)我國的抗震規(guī)范,在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要適當(dāng)增加墻體的厚度,而對(duì)于厚度的具體確定需要依據(jù)建筑物的樓層高度進(jìn)行合理確定。同時(shí)如果建筑物形式較為特殊,則可以采取概念性的設(shè)計(jì)方式,以便于有效控制剪力墻墻肢軸壓的比值,以便于提升整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性,適當(dāng)降低墻體的厚度,實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)功效。
(二)剪力墻墻肢長度的確定
墻肢的長度也就是剪力墻的截面高度,其對(duì)于確保剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和外觀協(xié)調(diào)性作用極大。通常而言,需要龍珠剪力墻墻肢的長度在8米之內(nèi)。同時(shí)由于為進(jìn)一步保障墻體構(gòu)造的延伸性,有效防范外力損壞墻體,還可以利用彎曲設(shè)計(jì)的方式來對(duì)寬度和高度比例相差較大的部分進(jìn)行設(shè)計(jì),以便于對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由?,避免由于彎曲?duì)墻體造成的破壞。
四、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析
(一)平面布置
在布置剪力墻平面的時(shí)候,需要依據(jù)均勻和對(duì)稱的原則,并確保墻面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心完全重合,以便于減低扭矩的產(chǎn)生,而對(duì)于內(nèi)外剪力墻,則需要拉通對(duì)直,以降低不均衡的作用力的發(fā)生。同時(shí)還應(yīng)該盡量沿著主軸的方向,采取雙向或者是多向的方式進(jìn)行剪力墻的布置。對(duì)于抗震功能設(shè)計(jì)時(shí),嚴(yán)禁出現(xiàn)單向墻的設(shè)計(jì)方式,以充分發(fā)揮剪力墻的重要功效。此外,為保障建筑工程的質(zhì)量以及安全性能,降低施工成本,不宜設(shè)置過大的抗側(cè)力剛度。因?yàn)槿绻袅Φ目箓?cè)力剛度太大,則會(huì)導(dǎo)致地震力過大,進(jìn)而引起墻體自身重力的增加。通常我們可以就經(jīng)驗(yàn)公式T=(0.05-0.06)n來進(jìn)行剪力墻側(cè)向剛度大小的計(jì)算,其中公式中的n表示的是建筑結(jié)構(gòu)的具體層數(shù)。通過對(duì)比計(jì)算結(jié)果以及建模標(biāo)準(zhǔn),便可以準(zhǔn)確判斷其剛度是否合理。
(二)墻肢截面厚度
建筑工程相關(guān)規(guī)范對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度進(jìn)行了規(guī)定,所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候只需要依照規(guī)范進(jìn)行確定即可。而對(duì)于短肢剪力墻,還規(guī)定其底部的加強(qiáng)部位不能低于0.2m,而其他部位則不能低于0.18m,以便于確保剪力墻的穩(wěn)定性能以及結(jié)構(gòu)剛度,進(jìn)而全面保障建筑物的整體質(zhì)量及安全。
(三)剪力墻連梁鋼筋配置
連梁是高層建筑中一個(gè)十分重要的承重構(gòu)件,其能夠顯著增加結(jié)構(gòu)自身的剛度以及延性,進(jìn)而增加結(jié)構(gòu)的抗震性能。所以設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),還應(yīng)該做好連梁的承壓計(jì)算工作,以保障連梁的彎曲破壞優(yōu)先于剪切破壞,進(jìn)而保障整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于配角的確定需要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),萬不可拼接主觀感受隨意增加連梁的縱筋。
(四)對(duì)剪力墻墻身鋼筋進(jìn)行分析
通常而言,在四級(jí)抗震標(biāo)準(zhǔn)下,剪力墻水平以及豎直方向上的配角率需要大于等于0.2%,若基于前三級(jí)抗震標(biāo)準(zhǔn),則應(yīng)該提升剪力墻的配筋率,確保其不低于0.25%,進(jìn)而確保剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性以及穩(wěn)定性。
(五)邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)
端柱以及暗柱等屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件,合理對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠確保增加價(jià)格的延伸性,并避免出現(xiàn)水平位移現(xiàn)象,提升結(jié)構(gòu)的抗剪性能。因此在具體設(shè)計(jì)中,需要結(jié)合實(shí)際狀況,合理進(jìn)行邊緣構(gòu)件的設(shè)計(jì)。
總之,剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用已經(jīng)不再陌生,其良好的性能已經(jīng)得到了人們的普遍認(rèn)同。文章分析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn),對(duì)于確保剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗震性等都有著十分重要的作用,期望能夠提供借鑒和參考。
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