建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用策略分析

建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用策略分析摘要：剪力墻是建筑結構體系中的關鍵組成部分，通過該類結構的應用能夠起到保安全、提品質的效果。為充分發(fā)揮剪力墻結構的應用優(yōu)勢，需要切實做好前期的設計工作，以正確的設計理念為指導，精準把控設計要點，合理選擇剪力墻的結構形式并展開可行性論證，制訂完善可行的剪力墻結構設計方案，在此基礎上保證工程項目結構的合理性。關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻結構設計；應用；策略建筑結構的安全性尤為關鍵，要求建筑單位在建筑結構設計中合理應用安全措施，保障工程的建設質量。剪力墻結構在建筑結構設計中得以廣泛應用，該結構形式具有顯著優(yōu)勢。以下筆者就將簡要分析建筑結構設計中剪力墻結構設計的具體應用，以供參考。1剪力墻結構的設計特點城市化發(fā)展伴隨著越發(fā)明顯的土地緊張問題，各種建設工程項目實施中，為克服土地資源限制，建筑工程呈現(xiàn)出高層化趨勢，項目數(shù)量有所增多、規(guī)模日漸擴大。但因為建筑的層數(shù)多、高度大，整個結構受到的作用力繁多且復雜，軸線并行、側向移動等均是結構設計中需重點關注的方面。由于剪力墻結構的特點，高層建筑項目實施中，人們越來越傾向于這一結構體系的構建，但在剪力墻結構體系設計時，應使得剪力墻具有較好的抗側剛度、較小的側移、良好的吸收性能，只有這樣，方可使得剪力墻結構具有極好的結構穩(wěn)定性和抗震性，能夠應對來自內外部的各種結構沖擊。對于建筑而言，為達到總體結構標準，剪力墻結構的高度和厚度都相對偏大，這一結構設計要求使得該結構體系即使處于荷載作用下，也可以發(fā)揮剪力墻結構體系的優(yōu)勢，發(fā)揮其抗剪切力機械強度能量小的特征。一旦剪力墻結構的應用對象是超出20層的建筑，為保障截面彎矩最為極限承載力的計算科學性和準確性，必須要以全截面抗彎作為計算基礎，根據(jù)相應的計算經驗，在洞口越小的條件下，剪力墻結構的性能越理想，越可以發(fā)揮其在建筑結構中的優(yōu)勢。此外，建筑中的剪力墻結構設計中，通過科學的剪力墻結構設計，可以有效對建筑空間加以科學劃分，實現(xiàn)空間資源的合理利用，有效提升了室內框架結構的簡潔性和美觀性。因為剪力墻結構中各個構件都為混凝土材料制成，使得剪力墻結構的重量大，地震災害出現(xiàn)時該剪力墻結構也勢必由于以自重出現(xiàn)明顯的地震反應，再加上抗側剛度的存在使得地震時的地震反應力加大，因此，為使得剪力墻結構的抗震性得以增強，應從其結構特點出發(fā)進行適當?shù)膬?yōu)化。2建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用策略2.1承重設計在建筑工程設計中剪力墻結構的運用目的在于能夠有效承載風作用下的垂直荷載及地震影響下出現(xiàn)的水平荷載。不過并非建設越多的剪力墻就越好，在具體設計時為減小整體建筑結構重量，實現(xiàn)其抗風性能與抗震能力的提高，所以需要結合建筑承重要求來確定實際所需設計剪力墻的大小與數(shù)量。例如，要求能夠結合實際建筑寬度與高度來確定具體剪力墻的數(shù)量。在超高層建筑中務必要嚴格把控剪力墻的數(shù)量，避免由于剪力墻過多而降低整體建筑的垂直荷載能力。一般情況下都是根據(jù)適當與勻稱的原則來設置剪力墻，在設計剪力墻結構時，所有水平及豎向荷載力均由鋼筋混凝土墻承受，因此要求設計人員能夠順著平面主要軸線方向來設置剪力墻。2.2剪力墻結構的設計剪力墻結構需要采用雙向設計，使墻體內部形成空間結構，尤其是抗震防御區(qū)，在進行雙向設計的過程中盡量將來自兩個方向的剛度保持一致。剪力墻結構的設計中盡量保持其平面均勻分布，剛度中心接近建筑結構整體的中心，最大化減少扭轉效應，若剛度中心與建筑中心的偏離程度較高，可在條件允許的情況下通過調整墻肢長度和連梁的高度對剛度中心位置進行調整。由于剪力墻具有較強的抗側剛性，結構自振周期較短，承受的水平地震作用較大，可能影響結構的整體性能。為減少水平地震剪力對建筑結構的影響，可通過減少墻體厚度，在主次結構設計中增大墻體間距，減少墻體總數(shù)等方式降低結構整體自重，增加結構的抗側移剛度。剪力墻結構最顯著的優(yōu)勢就是具較好的承載能力和平面剛度，但平面外承載力和剛度卻相對較弱，若在設計中直接將平面外方向梁與剪力墻相連，可能會使墻肢平面外彎矩增大，為改善此種情況，在樓面截面不大的條件下，可采用半剛接的設計方案調整墻肢平面外彎矩。2.3墻肢設置墻肢的主要作用是分散剪力墻的壓力，使建筑物的抗震能力得到顯著提高。在設置墻肢的過程中，需要深入研究建筑的構造，對建筑進行系統(tǒng)的受力分析。剪力墻本身具有一定的延伸性，因此在選擇剪力墻整體結構設計時，需要充分考慮其延伸性的直接影響，而剪力墻整體結構設計中最重要的一點就是要考慮剪力墻的脆性和延伸性，這就需要根據(jù)整個剪力墻的具體延伸長度進行結構設計。對于前置條件長度相對較長的大型剪力墻，應采用墻分層或多間距的方法實施。剪力墻表面應進行多截面無縫切割處理，有效避免對剪力墻延性的破壞。對于相對較短的大型剪力墻，應采用這種加固方法進行配合，充分發(fā)揮其作為支撐柱的作用。當剪力墻的前置條件長度大于8m時，可以考慮配筋來設置墻體施工的漏洞。通過在實驗室搭建模型，并根據(jù)模型底部必要的傳感器，傳感器主要采集剪力墻各部分的承壓值。最后，通過比較不同墻體肢數(shù)下剪力墻承載力的變化，確定墻體肢數(shù)。確定墻體肢數(shù)后，應根據(jù)建筑物的實際抗震需求確定墻體肢的截面積，使剪力墻在地震來臨時能起到很好的減震作用。2.4剪力墻墻體配筋的合理設置在剪力墻結構中鋼筋使用量較大，因此合理配置剪力墻鋼筋是結構設計人員應該考慮的重要問題之一，通常情況下，墻體配筋是根據(jù)結構計算得來的，但部分墻配筋是按照規(guī)范規(guī)定確定的，在剪力墻墻身配筋過程中建議在滿足結構計算的前提下，將墻體的水平、豎向分布鋼筋分別按墻體的外側、內側進行配筋設計，這樣既滿足墻體承載力的要求，又能降低鋼材的用量，從而實現(xiàn)節(jié)約鋼筋材料的目的。3結語在城市人口不斷增加的情況下，城市中的建筑高度會呈現(xiàn)逐漸提高的發(fā)展趨勢，剪力墻結構的應用范圍也會不斷提升，為進一步提升剪力墻結構的科學性和合理性，設計人員應對剪力墻結構的設計不斷進行創(chuàng)新與優(yōu)化，通過應用剪力墻結構，促進我國高層建筑