浅析剪力墙结构设计在结构设计中的应用论文_钟爱俭

浅析剪力墙结构设计在结构设计中的应用论文_钟爱俭

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摘要:近年来,随着中国经济的快速发展和中国城市化进程的加快,中国的建筑业也得到了发展。剪力墙结构广泛用于满足消费者的需求并提高建筑结构的设计水平和性能。剪力墙结构具有良好的抗冲击性和侧面刚度,经济美观。本文对建筑物剪力墙的结构设计和应用进行了分析和探讨,有望为建设项目提供帮助,促进剪力墙更好更快地发展。

关键词:剪力墙结构设计;建筑结构设计;分析应用

前言:

剪力墙结构广泛应用于现代建筑结构的设计中,是一种非常重要的设计,在其中起着至关重要的作用。由于其优良的结构性能和经济美观的特点,使其在开发商和业主中受到高度青睐。为了满足建筑市场的发展需求,确保建筑物的稳定性和安全性,探索,探索和创新剪力墙结构的设计尤为重要。

1剪力墙的内涵和特点

1.1剪力墙的内涵

剪力墙结构是指垂直钢筋混凝土墙板,其仍然是在水平方向上安装在墙壁上的钢筋混凝土建筑板系统。垂直墙板不仅能承受垂直力,还能承受水平风荷载和水平地震力以及风力。抗侧刚度大,并且发生的变形基本上是弯曲变形。层间变形随高度的增加而减小,剪切变形发生,受剪切力的影响。或可称其为结构墙。

1.2剪力墙的特点

1.2.1剪力墙主要承受垂直荷载(即重力)和水平荷载(风的驱动力和地震力等)。

1.2.2剪力墙的剪力在楼体下部最大。墙和板一起形成一个力系统,因此它不能被拆除或破坏,并且不可能翻新和扩展房间的空间。

1.2.3由于上述缺点,已经使用了短肢剪力墙并得到了广泛的应用。使用相对小厚度的剪力墙允许使用者在一定范围内修改室内布局,尽管增加了灵活性,但是整个结构的机械性能降低。

1.2.4由于剪力墙结构每单位面积消耗大量钢材,因此在成本方面存在很大的缺点。

2剪力墙的类型

根据不同的建筑结构,剪力墙结构来源于多种类型,其特征也不同。充分了解各类剪力墙结构的特点,有效发挥剪力墙结构在实际施工中的作用。

2.1整体墙

整个墙壁没有门窗开口,或者孔太小,以至于门和窗口的面积之和小于或等于剪力墙面积的15%。并且孔与从孔到壁的间隙之间的间隙大于孔的长度。

2.2小开口整体墙

门窗开口的尺寸大于整个墙壁,并且壁肢中出现局部弯矩。

2.3连肢墙

在肢体的壁上有一排或多排孔,并且孔的尺寸相对较大。

2.4壁式框架

在肢体壁中,如果孔很大,则壁肢的刚度较弱,并且当联接梁的刚度相对较强时,剪力墙的力特性接近框架。

2.5框支剪力墙

该结构用于底层空间较大时。

3剪力墙结构设计遵循的原则

剪力墙结构的布置必须满足建筑分割墙的需要,要具有一定的分隔作用;还要满足结构墙体的需求,在布置当中有合理的位置[1]。剪力墙的刚度和抗震性是剪力墙最突出的优点,要利用这两点,使剪力墙结构设计在建筑项目中能发挥更大作用,而在使用中,对剪力墙结构有一些原则说明。

3.1位置选定原则

剪力墙一般是要遵守一定的原则来选取位置的,首先是要均匀分布在建筑的纵横两侧,然后再在一些类似于屋顶或者其它形状曲折多变的地方,在设计时就减少剪力墙的分布;在水平布置中要尽量遵循对称原则,如果实在无法对称,那就尽可能让中心接近;在剪力墙上开洞时要切记要把洞开在中部,避开墙根等地方,防止安全性降低。

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3.2间距和厚度设置原则

剪力墙有一个最大间距范围,其最大间距都要在这个范围当中,才能在保证了屋顶的侧面刚度一定时,楼盖平面在水平受力过大的情况下不容易弯曲变形;厚度的取值则要通过各种指标原则计算确定,这与抗震等级下的混凝土厚度比是不同的原则,同时还要满足剪力墙的稳定性原则和结构性原则。

3.3墙肢长度确定原则

一般来说,墙肢长度的确定要是情况而定的,但大多数是≤8m的,因为这样子太长,容易折断比较危险,当然肢长也不能太短[2]。有一个确认方法就是把肢长长度确定为厚度的8倍多,而且剪力墙整体长度也应≤4m。如果确实需要设计较长的墙体,那么可以使用在墙上开洞的方法使墙体增长,只要比值>2,所开的洞尺寸合适那么墙体就不容易被破坏,也达到了目的。

3.4数量确定原则

剪力墙的数量需求要适量,不是一味地多就是好的,有时候数量过多还会使自身承受的力变大,容易毁坏,而且还消耗了更多不必要的材料,所以数量要合适。所以为了降低建筑重量,减少数量过多而导致的承载力过重的情况,剪力墙的数量确定要在满足了建筑设计的情况下,尽可能少地使用剪力墙[3]。

3.5梁板分布原则

一般来说,越高的房屋所承受的力是越小的,所以楼层数决定了楼板厚度,而楼板的厚度大小又决定了钢的用量多少,为了减小钢的使用量,应在满足了楼板厚度的情况下使钢的用量最小化,也节约了很多成本。而梁的分布要简单明了,质量过关,减少次梁数量,减少传力途径繁冗的情况。

4剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

4.1剪力墙厚度和长度的选择

根据有关规定,如果建筑物的地震等级为1级或2级,则剪力墙底部的墙壁厚度应为200mm或更大。它不应小于地板总高度的1/16,其他部分应大于或等于160毫米。在特殊的建筑设计中,可以概念性地分析剪力墙的结构设计,可以合理控制墙体的轴压比,在整体设计中可以减小壁厚[4]。墙肢的长度通常在8m或其以下。在剪力墙结构的设计中,应控制延性以防止脆性剪切损坏。如果薄高剪力墙的高度比大于2,则应合理化并转变为具有弯曲破坏的韧性剪力墙。通过设置孔,长壁被分解成肢壁,使得壁高比大于2。在孔的设计中,选择具有小弯矩的弱连接梁。

4.2剪力墙的平面布置设计

为了使剪力墙的中心接近或完全与刚度中心重合,可以根据对称形式布置平面以减小剪力墙扭矩[5]。为了最大化地震效应,不能使用单向平面布置方法。

4.3合理选择剪力墙的空洞位置

根据设计图将墙体划分为不同区域,确保孔洞与孔洞之间的距离一致,把控好墙体水平面与截面之间的比例。

4.4辅助软件

对于软件的使用要注意按照实际情况来分析,充分搜集数据进行计算分析,了解各种参数的实际意义,将其作为一个有效工具来使用。

4.5剪力墙的布置

总体布置要尽量平均,以刚心为中心进行平衡,根据建筑物的长度进行纵横两个方向的均衡布置[6]。在有大开口的地方,如楼梯和电梯,增加剪力墙的刚度。控制好剪力墙的厚度。

4.6连梁的设计

连梁是整个建筑结构中不可缺少的一环,其主要作用是将墙肢与墙肢之间联系起来,在水平作用力下,墙肢会发生一定的弯曲变形,连梁的高低要满足相关要求。

结束语:

综上所述,剪力墙结构设计广泛应用于建筑结构设计中,以确保地震区高层建筑和建筑物的安全。对于剪力墙的合理设计以及应用必须严格要求,对于其在实际的施工过程中的每个过程和阶段要严肃处理和对待,以确保我们的建筑物安全、舒适、经济合理。随着经济的不断发展和时代的进步,我们要不断的探索剪力墙结构设计,对其进行创新,借鉴国外先进理念与技术,结合我国的现状,努力提升建筑设计水平。

参考文献:

[1]郁春春. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 江西建材,2016(11):25+29.

[2]张庆新. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的实践应用[J]. 建材与装饰,2016(29):99-100.

[3]薛文君. 在建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J]. 四川水泥,2017(12):72.

[4]闭璐娜,韦喆. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用探究[J]. 中国住宅设施,2017(12):8-9.

[5]张卫华. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 门窗,2017(01):15+18.

[6]孙家昱. 论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 四川建材,2017,43(04):35-36.

论文作者:钟爱俭

论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期

论文发表时间:2018/12/14

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