馮地華
摘 要:近年來,建筑工程行業(yè)不斷發(fā)展,剪力墻結構作為眾多建筑結構的一種,應用于建筑設計能夠優(yōu)化建筑質(zhì)量和效果,能夠促進建筑行業(yè)進步,同時,有利于節(jié)約建設成本,提高經(jīng)濟效益。本文首先對剪力墻結構做了基本介紹,然后分析了設計原則和方法,最后探究了這一設計形式的具體應用。
關鍵詞:剪力墻結構設計;建筑結構設計;應用
現(xiàn)如今,我國社會正以較快速度發(fā)展,經(jīng)濟水平提高的同時,人們對建筑質(zhì)量和建筑形式也提出了較高標準,為了充分滿足人們的建筑需要,剪力墻結構設計的應用是極為必要的,它不僅能夠優(yōu)化建筑質(zhì)量,而且還會提高建筑效率。本文針對剪力墻結構設計應用展開分析是十分必要和重要的,具體分析如下。
一、剪力墻結構基本介紹
1.基本定義
所謂剪力墻結構,指的是墻板代替墻體的建筑活動,具體來講,墻板材質(zhì)為鋼筋混凝土,原有框架被有效取代的過程中能夠實現(xiàn)載荷有效性承擔,同時,還會不同程度的控制水平力。由于該結構的經(jīng)濟效果顯著,在實際建筑中應用這一結構能夠降低建筑成本,基于此,建筑工程中這一結構的應用率較高,即使這一結構的應用優(yōu)勢再多,但也不能多次、全部使用,一旦應用次數(shù)過多,那么建筑物的質(zhì)量得不到保障,并且建筑物的使用周期也會相對縮短。對其進行抗震設計時,需要注意的是,地震傾覆力矩應堅持結構承受是剪力墻墻體的二倍,當剪力墻墻體數(shù)量不多時,此時應適當減輕傾覆力矩,并將其控制在16~41%范圍之內(nèi)。
2.具體分類
聯(lián)肢剪力墻:它主要是針對大開口、多墻體的剪力墻來說的,當剪力墻出現(xiàn)多個截面,并且應力分布無規(guī)律可循時,應對其進行墻肢連接,雙肢或者多肢剪力墻主要由連梁數(shù)量決定[1]。
實體墻:當墻體洞口小于14%范圍或者墻體完整時,此時載荷承受能力較弱,但并不影響穩(wěn)定性,墻體在使用過程中不會出現(xiàn)異常,墻體安全系數(shù)較高。
小開口整體剪力墻:墻體洞口面積大于全部面積的16%范圍時,此時正應力會移至洞口兩旁,并且會出現(xiàn)反彎現(xiàn)象,但墻體不會出現(xiàn)異常。
壁式框架:墻體洞口面積過大,墻體完整性會相應的受到破壞,此時剪力墻會漸漸向框架轉變,其中梁柱銜接位置不會發(fā)生形變,即壁式框架。
二、設計原則和方法
1.設計原則
原則一:在分析結構整體的前提下進行設計分析和準確計算,內(nèi)力獲取后,對其進行承載力檢驗;原則二:受豎向壓力影響,針對剪力墻設計時,應充分滿足剛度需要,并且還應迎合塑性形變下多次作用下的延性,同時,保證相應承載力,以此發(fā)揮平面構件的應用效果,增強彎矩承受力和剪力承受力。原則三:剪力墻尺寸較大,墻體厚度相對較小,其中,柱狀是主要受力形狀,當肢長和厚度間的比值為4左右時,此時形狀應設計成異柱狀,在此期間應用雙向受壓構件,當比值<4時,此時形狀應設計成柱狀。原則四:當剪力墻連接于梁時,此時外彎矩會相應產(chǎn)生,在實際設計過程中,需要嚴格遵守施工標準,降低平面外風險,提高平面外安全性。
2.設計方法
基礎方案:基礎結構設計關系到剪力墻整體結構設計質(zhì)量,此時設計工作者應全面分析設計方案,并對設計方案認真、詳細探究,針對不同設計方案進行對比分析,確保所選的設計方案能夠優(yōu)化剪力墻結構。此外,在考慮基礎結構設計時,還應對建筑環(huán)境全面了解。
承重結構:做好這一工作不僅能夠優(yōu)化建筑效果,而且還能在規(guī)定時間內(nèi)完成建筑活動,并且工作人員應全面掌握建筑要求和相關注意事項,以此實現(xiàn)剪力墻承重結構設計的有效性分析,以此增強承重能力。除此之外,還應不斷優(yōu)化設計技術,以此提高設計準確性。
三、應用分析
1.剪力墻位置合理確定
之所以要合理確定剪力墻位置,主要是因為剪力墻位置失準會影響平面均衡效果,同時,還會降低剪力墻剛度,最終出現(xiàn)不同程度的彎矩現(xiàn)象,并且墻體垂直度也會發(fā)生變化。從中能夠看出,準確定位剪力墻應做好劃線、數(shù)值計算等基礎性工作,以此增加平面均勻性。
2.應用短肢剪力墻
現(xiàn)如今,短肢剪力墻在建筑中的應用范圍逐漸縮小,并且應用率也在逐漸降低,比較于長肢剪力墻具有較小肢厚比,應用于住宅型建筑有利于優(yōu)化空間布局,彰顯結構優(yōu)勢,但在實際應用過程中仍需對其進行受力檢測和承載力檢驗,并且受限于高層建筑,因此,厚度小于289mm,高度與厚度比在5~9之間的剪力墻應用于建筑結構位置確定時,需要對其進行筒體設置,以此增強剪力墻的整體性,以此實現(xiàn)水平力剪力墻的有效制約。
3.控制墻體配筋量
建筑結構應用剪力墻的過程中需要應用大量鋼材料,由于這一結構在建筑結構中的應用率較高,因此鋼材料的數(shù)量自然會增多,為了降低建筑成本,提高建筑經(jīng)濟效益,針對配筋量合理控制是極為必要的,通過配筋量有效控制提高鋼筋在建筑中的應用率,以此實現(xiàn)資源節(jié)約的良好目標,促進建筑經(jīng)濟效益提高。具體表現(xiàn)為:滿足配筋量的前提下,雙向鋼筋網(wǎng)片的適當使用能夠減少配筋量,厚度能降至28mm。
4.處理約束邊緣構件
約束邊緣構件采取適當方式進行處理,這既能彰顯剪力墻在建筑結構中的優(yōu)勢,又能充分發(fā)揮剪力墻的應用作用,構成剪力墻約束邊緣構件的另一組成部分——無約束邊緣構件在承載力方面具有在應用優(yōu)勢,在穩(wěn)定性和抗震性兩方面的應用效果不如約束邊緣構件,從中能夠看出,建筑結構應根據(jù)實際情況進行構建選擇,以此優(yōu)化剪力墻設計質(zhì)量,提高剪力墻在建筑中的應用價值。
5.合理規(guī)劃墻面
墻面有效規(guī)劃主要是針對主軸線路進行優(yōu)化,根據(jù)主軸走向對其進行優(yōu)化布置,與此同時,還應堅持勻稱原則,這能減少扭矩現(xiàn)象、非均勻施力現(xiàn)象發(fā)生。避免應用單項墻這一設計模式,因為這一設計模式應用后會增加施工成本、降低建筑質(zhì)量,并且不利于結構功能充分發(fā)揮[2]。
四、結論
綜上所述,建筑結構設計過程中應用剪力墻結構設計,既符合建筑行業(yè)發(fā)展需要,又會優(yōu)化剪力墻結構、提升剪力墻質(zhì)量,同時,還會降低建筑建設成本,提高建筑經(jīng)濟效益。此外,還應不斷提升設計水平,借鑒先進的設計經(jīng)驗,提高剪力墻結構設計的應用范圍和應用率。
參考文獻:
[1]趙宇.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析[J].科技傳播,2012,17:45-46.
[2]夏凌艷.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用研究[J].建筑知識,2016,01:68.