王芳華
摘 要:隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,建筑工藝水平不斷提高,新的設(shè)計方法和施工工藝不斷涌現(xiàn)。剪力墻結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑中的常用結(jié)構(gòu),不僅自身性質(zhì)優(yōu)越,而且能夠縮短施工周期,延長建筑使用年限。但剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有一定限制,在設(shè)計過程中,需要結(jié)合實際情況選擇合適的剪力墻結(jié)構(gòu)類型,充分發(fā)揮其功能作用。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用
1 前言
建筑是現(xiàn)代化城市規(guī)劃的一部分,也是我國經(jīng)濟建設(shè)的核心內(nèi)容,城市發(fā)展離不開建筑,城市發(fā)展與建筑之間存在著相互依存的關(guān)系。為了促進人們生活水平的進一步提升,需要加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的詳細(xì)分析,充分了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體應(yīng)用。設(shè)計人員必須要全方面掌握設(shè)計知識,熟練掌握現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念,能夠靈活運用先進技術(shù),保證剪力墻結(jié)構(gòu)厚度和填充物的厚度一致,合理利用建筑空間。
2 剪力墻結(jié)構(gòu)概述
建筑剪力墻結(jié)構(gòu)具體是指建筑房屋及其附屬物中用于抵抗地震、風(fēng)負(fù)荷等水平荷載影響的墻體。其設(shè)計初衷是防止建筑在使用年限內(nèi)遭到外力破壞,增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和荷載能力。目前應(yīng)用較多的建筑結(jié)構(gòu)包括框架結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)等,其中,剪力墻結(jié)構(gòu)相比于其他建筑結(jié)構(gòu)形式,抗側(cè)剛度高,抗震性能優(yōu)越,用鋼量較小。隨著剪力墻結(jié)構(gòu)施工工藝的日益成熟,目前已經(jīng)在建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。采用剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計施工,主要建筑材料為鋼筋混凝土,利用該結(jié)構(gòu)墻板承受橫向和豎向荷載力。在實際施工中,主用利用剪力墻代替柱承受豎向荷載力。
3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要形式
3.1 實體墻
由于建筑不同,因此相應(yīng)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計形式也不同,實體墻是其中的一種,同時它也是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中一種常見的表現(xiàn)形式,其受力性能與不開洞墻一樣,類似于豎向的懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其最大特征是抗側(cè)力能力強,即使在水平作用下出現(xiàn)了彎曲變形的情況, 但是其截面仍能夠滿足截面假定,繼而應(yīng)力和力形成了幾何曲線關(guān)系。實體墻大多都被設(shè)置在建筑物結(jié)構(gòu)外圍,發(fā)揮抵抗地震扭轉(zhuǎn)的良好作用,有效延長建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。
3.2 整體開口墻
在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,在墻體開洞面積較大,同時在水平力作用下,部分出現(xiàn)彎矩的墻體會變?yōu)檎w開洞墻體,其洞口成列分布,再加上,產(chǎn)生彎矩的墻體在整體彎矩中所占的比例較大,因此不存在反彎點。
3.3 多肢剪力墻
多肢剪力墻是指建筑結(jié)構(gòu)剪力墻體上分布的洞口較多,各個墻肢之間主要靠相鄰的墻體連接起來,連續(xù)梁墻體的剛度較小,在地震作用下,墻肢之間產(chǎn)生的力會傳給連續(xù)梁,從而影響了墻體的穩(wěn)定性,不僅安全性降低,而且各個墻體的單獨作用未能得到充分發(fā)揮。
3.4 框架式剪力墻
現(xiàn)階段我國的框架式剪力墻主要具有以下這幾個特點:剪力墻具有的剛度不足,墻體上的開洞較小,連續(xù)梁剛度減弱。由于墻肢洞口的寬度很大,在水平力作用下,部分建筑結(jié)構(gòu)墻肢會出現(xiàn)反彎的情況,要想確保整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,還需要根據(jù)實際情況,適當(dāng)加強剪力墻墻體厚度。
4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用
4.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用原則
(1)平面內(nèi)搭接原則。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,作為專業(yè)設(shè)計人員,必須要明確設(shè)計主題,認(rèn)真做好平面內(nèi)搭接的相關(guān)工作,同時根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)的主要特點,盡量將剪力墻結(jié)構(gòu)保持在一個平面內(nèi)。通常情況下,在進行平面內(nèi)搭接操作后,建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的剛度增加,提高了承載力,最大限度的避免剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲的情況,這對整體施工質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。
(2)墻體受力分析的原則。設(shè)計人員要充分認(rèn)識到墻體的用途,有效利用墻體的受力特點, 針對實際設(shè)計中存在的缺陷,制定科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計圖, 采取有效措施,保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作能夠有序開展。由于剪力墻的墻體屬于一種特殊的平面構(gòu)件, 并且具有很好的水平作用承載能力,因此為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,需要充分了解墻體的實際受力情況,重視墻體承載力,保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。
4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際應(yīng)用
(1)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的平面布置。在使用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,設(shè)計時需要根據(jù)自己的實際經(jīng)驗和現(xiàn)場的實際情況,仔細(xì)斟酌,合理定位剪力墻的位置,保證剪力墻結(jié)構(gòu)的對稱性和美觀。同時盡最大程度去提高剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度,從而避免出現(xiàn)扭矩現(xiàn)象,影響到剪力墻結(jié)構(gòu)的整體效果。另外,在施工的過程中一定要注意保證外部剪力墻和內(nèi)部剪力墻結(jié)構(gòu)的連貫性,從而保證好剪力墻的穩(wěn)定性。根據(jù)經(jīng)驗來看,在布置剪力墻結(jié)構(gòu)的時候,一般需要遵循“對稱原則”,力求是剪力墻的剛度中心和質(zhì)量中心得以重合。若是剪力墻的整體結(jié)構(gòu)分布沒有在一個平面上,則需要注意保證剪力墻結(jié)構(gòu)面的平整性。只有保證好剪力墻整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,才能夠進一步提高剪力墻結(jié)構(gòu)承受豎向荷載的能力。此外,為了進一步保證好剪力墻結(jié)構(gòu)的完整,通常都會使剪力墻結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)在總體走勢上保持一致。同時,為了進一步增強剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震能力,建議在進行墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候使用單向墻體設(shè)計的方法??偠灾谶M行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,需要采取措施,控制好剪力墻的剛度,不僅要具有足夠的承重能力,并且還不能使其剛度過大,若剪力墻剛度過大時,相應(yīng)的也會使剪力墻自身的重力增大。
(2)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的邊緣構(gòu)件設(shè)計。邊緣構(gòu)件設(shè)計工作在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中占據(jù)著極為重要的作用,科學(xué)的邊緣構(gòu)件設(shè)計可以改善剪力墻結(jié)構(gòu)的整體延展性,從而有效的避免墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移現(xiàn)象,相應(yīng)的剪力墻結(jié)構(gòu)的抗剪能力也會得到提高。剪力墻邊緣構(gòu)件有暗柱和端柱兩種,在邊緣構(gòu)件的設(shè)計過程當(dāng)中,設(shè)計者需要對其合理的進行約束。同時為了保證這種約束的有效性,還需要保證好邊緣構(gòu)件自身的約束力,如此才能有效的增加整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性特點。若是剪力墻構(gòu)件上承受的荷載過大時,樓層間的位移就會增大,從而影響到整體結(jié)構(gòu)的抗震性。
(3)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的連續(xù)梁鋼筋配置。連續(xù)梁鋼筋配置在高層建筑中具有極為重要的作用,能夠有效的增加建筑結(jié)構(gòu)的延展性,同時改善墻體結(jié)構(gòu)對上部荷載的承受力,從而使得建筑界具有一個良好的穩(wěn)定性。在進行連續(xù)梁鋼筋配置的時候,需要相關(guān)的設(shè)計人員依據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的實際分布狀況,對鋼筋結(jié)構(gòu)進行科學(xué)合理的布置,從而改善墻體結(jié)構(gòu)的剛性,進而保證好結(jié)構(gòu)的抗震性。另外,因為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)會承受較大的剪力,所以對其穩(wěn)定的要求也相應(yīng)的會較高,這就要求工作人員在實際操作過程中,嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定,實現(xiàn)合理配筋。
5 結(jié)束語
總而言之,剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中具有良好的抗震性,是大多數(shù)建筑工程所采取的主要結(jié)構(gòu)形式。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的過程中,需要對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行不斷的改革與創(chuàng)新,為此建筑業(yè)從業(yè)人員都應(yīng)該積極學(xué)習(xí)剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論,掌握實踐應(yīng)用原則與技巧,從實踐工作中總結(jié)出設(shè)計要點,將剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中的作用發(fā)揮到最大。在今后的發(fā)展中,建筑設(shè)計人員也要具備一定的思維創(chuàng)新意識,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不斷總結(jié)和嘗試,積極采用新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用到建設(shè)過程中,促進建筑結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。
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