建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及優(yōu)化措施分析

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及優(yōu)化措施分析摘要：在社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，人們的生活水平有很大的提升，對(duì)居住環(huán)境有了更多的要求，其中建筑的安全性使其中首要考慮的因素。剪力墻是建筑工程中重要的一部抗震部件，其優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)確保建筑的安全性有著重要的意義。關(guān)鍵詞；建筑結(jié)構(gòu)；剪力墻；安全；抗震前言：建筑剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量與水平有著直接的影響。對(duì)此，相關(guān)人員需要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，采用科學(xué)合理的優(yōu)化措施完善結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而確保工程施工的質(zhì)量與安全。1、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則隨著城市內(nèi)高層建筑越來(lái)越多，人們對(duì)建筑的安全性有了更高的要求。剪力墻設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置時(shí)，需要根據(jù)具體情況對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。第一，設(shè)計(jì)人員與工程負(fù)責(zé)人應(yīng)前往施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，并對(duì)照項(xiàng)目的施工圖紙，根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)、選擇，確定剪力墻結(jié)構(gòu)使用的數(shù)量、規(guī)模等，避免出現(xiàn)使用不合理的情況。第二，剪力墻設(shè)計(jì)有著自身明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)。即這一設(shè)計(jì)主要在于能夠有效減少建筑施工的時(shí)間，與此同時(shí)還能夠有效的增加建筑的使用年限，應(yīng)該根據(jù)具體的建筑特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，遵循安全性的原則進(jìn)行合理的采用，要確保建筑結(jié)構(gòu)在應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)后的牢固性與安全性。第三，剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置過(guò)程中，應(yīng)注意依照工程的相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行規(guī)范的施工作業(yè)。從剪力墻結(jié)構(gòu)安全方面來(lái)講，需要保障剪力墻的荷載能力，在整體的結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻是關(guān)鍵的抗震構(gòu)建，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)剪力墻的適宜剛度與數(shù)值進(jìn)行綜合分析。通常來(lái)講，剪力墻的剛度越大，在地震中受損傷的程度就越小，設(shè)計(jì)人員需要在確保剪力墻安全性的前提下，對(duì)剛度與剪力墻的數(shù)量有合理的把握，以免造成額外的成本支出。2、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題建筑施工是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，這要求建筑單位在項(xiàng)目施工的前期對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的工作安排進(jìn)行嚴(yán)格的審核，對(duì)建筑需要的材料進(jìn)行核查。在設(shè)計(jì)階段，對(duì)施工圖紙以及工程的整體結(jié)構(gòu)框架的合理性、安全性進(jìn)行全面的分析，確保建筑施工的質(zhì)量水平及安全性能夠得到保障。建筑剪力墻結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的綜合性能，而由于建筑工程包含眾多的建筑內(nèi)容，有著不同的機(jī)構(gòu)及要求，加大了墻體設(shè)計(jì)的難度。當(dāng)前我國(guó)一些建筑單位的工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目的實(shí)際情況缺乏全面的了解，沒(méi)有將建筑物的各方面的功能性考慮的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，導(dǎo)致優(yōu)化設(shè)計(jì)方案與工程項(xiàng)目的實(shí)際情況有所出入，使建筑物結(jié)構(gòu)布置存在極大的不合理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)建筑物的各項(xiàng)功能發(fā)揮應(yīng)有的作用，阻礙項(xiàng)目施工的進(jìn)度。一些單位為快速獲得經(jīng)濟(jì)效益，在工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的階段，為了節(jié)省資金而降低工程造價(jià)，忽視了剪力墻平面布置的分析工作，導(dǎo)致在具體施工的過(guò)程中，平面的設(shè)置與墻體的實(shí)際情況產(chǎn)生較大的差異，進(jìn)而使最初根據(jù)規(guī)劃而選用的材料不符合實(shí)際的工程需求，從整體上削弱剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度，甚至使墻體裂縫發(fā)生概率增大。在建筑工程中，墻體結(jié)構(gòu)的承載力對(duì)建筑的安全性、平穩(wěn)性有著很大的影響，一旦墻面出現(xiàn)裂縫，將會(huì)大大削弱墻體結(jié)構(gòu)的承載力，使剪力墻失去應(yīng)有的作用，對(duì)建筑質(zhì)量造成影響。3、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施3.1制定合理的設(shè)計(jì)方案在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，建筑企業(yè)與施工單位需要對(duì)剪力墻的重要性以及安全責(zé)任意識(shí)有清晰的認(rèn)識(shí)。在建筑結(jié)構(gòu)中，剪刀墻結(jié)構(gòu)往往會(huì)有多種設(shè)計(jì)方案，這些設(shè)計(jì)方案會(huì)有不同的側(cè)重點(diǎn)，需要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行優(yōu)化與選擇，在保障建筑結(jié)構(gòu)的施工安全的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與施工需求，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的選擇。在剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，為了使結(jié)構(gòu)體系作用能夠最大的發(fā)揮出來(lái)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)材料的力學(xué)性能加以利用。墻體結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度通常與剪力墻的側(cè)移剛度有直接的關(guān)系，因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)減少短肢墻與小肢墻的采用，能夠充分發(fā)揮出建筑材料的力學(xué)性能。并對(duì)建筑材料進(jìn)行合理的選擇，從而確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與工程的實(shí)際情況相適應(yīng)。例如，在框支剪力墻的結(jié)構(gòu)中，可以采用短肢剪力墻增強(qiáng)其整體的剛度，根據(jù)工程成本對(duì)使用量進(jìn)行合理分配，從而在保證建筑結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)，對(duì)項(xiàng)目資金進(jìn)行合理的控制。實(shí)際上剪力墻在抗側(cè)的剛度上有著相當(dāng)高的性能指數(shù)，并且也有著相當(dāng)高的承載能力，鑒于剪力墻的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量減少來(lái)自于結(jié)構(gòu)上的壓力，降低其密集度，增大可利用的空間面積，使剪力結(jié)構(gòu)在布置上更加滿(mǎn)足建筑的剛性需求。在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的便是洞口的設(shè)置，要盡量避免布置的錯(cuò)誤而導(dǎo)致洞口安排不合理，尤其是對(duì)于墻體剛度不一樣的位置，在進(jìn)行設(shè)置時(shí)一定要注意同墻內(nèi)的配筋進(jìn)行結(jié)合從而組成完整的框架結(jié)構(gòu)。此外，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)也需要重點(diǎn)考慮施工成本，在盡可能完善結(jié)構(gòu)功能的同時(shí)，有效控制成本，對(duì)項(xiàng)目的整體功能與成本進(jìn)行考慮。3.2優(yōu)化墻體平面形狀剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對(duì)墻體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)在水平地震作用之下的內(nèi)力根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，強(qiáng)化薄弱的區(qū)域，并對(duì)墻面的平整度進(jìn)行調(diào)整從而促進(jìn)施工的順利進(jìn)行，保證施工質(zhì)量。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)相關(guān)概念設(shè)計(jì)產(chǎn)生足夠的重視，確保墻體平面的形狀與方案中的設(shè)計(jì)保持一致。首先，在建筑平面、豎向結(jié)構(gòu)的布置時(shí)，需要充分結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特征對(duì)墻體平面的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)墻體結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)墻體的薄弱部分并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化。在墻體平面形狀的優(yōu)化過(guò)程中，需要確保結(jié)構(gòu)剛度的均勻分布，對(duì)平面與突出部分的長(zhǎng)度進(jìn)行控制。其次，在結(jié)構(gòu)選取時(shí)，要充分考慮墻體結(jié)構(gòu)的性能，采用布置規(guī)則的結(jié)構(gòu)，從而使剪力墻整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平、質(zhì)量與安全性得到提升。如果剪力墻的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)則應(yīng)依照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置洞口，從而將長(zhǎng)剪力墻進(jìn)行均勻的分割，使其劃分為數(shù)個(gè)均勻的墻段。在分割時(shí)要借助弱連梁將每一個(gè)分割體進(jìn)行連接，為了保證剪力墻不會(huì)因分割而導(dǎo)致其出現(xiàn)脆性破壞，必須要在具體的參數(shù)上保證各段的墻體高度要兩倍于其截面的高度。在建筑物設(shè)計(jì)中，框架的組成大都是梁和鋼筋混凝土，這種結(jié)構(gòu)體系能夠承擔(dān)側(cè)面的水平力以及豎向的荷載，對(duì)框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常靈活，這樣對(duì)空間的設(shè)計(jì)非常有利，同時(shí)還擁有良好的抗彎能力和抗震能力。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有承受荷載的特點(diǎn)，而且還可以對(duì)空間進(jìn)行分割處理，還有抗震性和剛度性能都要比其他的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要好，具有非常大的實(shí)用范圍，對(duì)高層建筑物的設(shè)計(jì)非常有利。3.3提升剪力墻抗震能力在建筑的抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)整體具有合理性，應(yīng)保持其自身的基本性能，例如強(qiáng)度、剛性、穩(wěn)定性等。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意不可為了滿(mǎn)足于抗震性能而忽略建筑工程的相關(guān)規(guī)定，一定要確保建筑物的質(zhì)量在建筑抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要掌握建筑的受力情況，確保其應(yīng)力均勻，同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)之間的強(qiáng)弱進(jìn)行合理分配，從而有效提升建筑物的均勻性。在針對(duì)抗震性能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是洞口與洞口之間的距離、就剪力墻在構(gòu)造上的特點(diǎn)而言，其平面在剛度和承重上有著相當(dāng)大的內(nèi)外不同，其內(nèi)部的剛度和承重要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部的剛度和承重。為了保證剪力墻在整體上的穩(wěn)定性，則應(yīng)當(dāng)對(duì)剪力墻外平面的彎矩進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，?duì)于混凝土的強(qiáng)度也可以進(jìn)行一定的調(diào)整，亦或者是減少一部分的墻體以維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，從而使建筑的側(cè)向傾斜能沿著高度的遞增而逐步縮小。為了增加連梁抗震性能，需要在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)增加剪刀墻的塑性，通過(guò)合理控制與調(diào)節(jié)剪刀墻設(shè)計(jì)步驟，以確保連梁受力均勻，不易出現(xiàn)局部受力失控的現(xiàn)象。最后，剪刀墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，超筋或位移的狀況也較為常見(jiàn)，此時(shí)有兩張方法可以緩解這種情況，一是采取減小連梁截面高度的方式，二是設(shè)置雙連梁，以此來(lái)減少連梁的地震受力。4、結(jié)語(yǔ)剪力墻結(jié)構(gòu)是高層經(jīng)濟(jì)建筑的核心支撐，通過(guò)剪力墻結(jié)構(gòu)可以對(duì)高層建筑的各項(xiàng)性能造成良好的影響。因此，本著質(zhì)量可控，節(jié)約資源與成本的基礎(chǔ)之上，采取合理的結(jié)構(gòu)