建筑剪力墻結構設計的原則與具體運用,建筑結構論文

建筑剪力墻結構設計的原則與具體運用,建筑結構論文摘要：建筑設計的剪力墻構造設計應用,使建筑設計延展性及使用效能得以大幅提升,根據(jù)現(xiàn)有技術條件,積極進行剪力墻構造設計分析對提高建筑設計效能具有重要意義。本文將根據(jù)建筑構造設計標準,對建筑剪力墻構造應用概念及相關技術內容逐一分析,以此為當代建筑工程設計更為科學的運用剪力墻構造設計保障建筑質量提供部分參考性建議。本文關鍵詞語：建筑;設計;剪力墻;構造;研究;Abstract：Thedesignandapplicationofshearwallstructureforarchitecturaldesignhasgreatlyimprovedtheductilityandperformanceofbuildingdesign.Accordingtotheexistingtechnicalconditions,activedesignanalysisofshearwallstructureisofgreatsignificancetoimprovetheefficiencyofbuildingdesign.Inthispaper,accordingtothebuildingstructuredesignstandards,theapplicationconceptandrelatedtechnicalcontentofthebuildingshearwallstructurewillbeanalyzedonebyone,whichwillprovidesomereferencesuggestionsforthemodernscientificengineeringdesigntousetheshearwallstructuredesigntoensurethebuildingquality.Keyword：architecture;design;shearwall;structure;research;0、引言現(xiàn)今,高層建筑建設應用逐步成為當代建筑建設發(fā)展的主要方向,為更好地適應建筑市場發(fā)展環(huán)境,提高高層建筑質量,做好建筑設計構造分析研究尤為必要,尤其是針對剪力墻構造的設計探究,是解決當代高層建筑設計構造穩(wěn)定性及安全性等有關問題的有效途徑。1、建筑設計剪力墻構造設計概念剪力墻構造設計概念的提出有效解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑構造強度缺乏及延展性不高問題,使建筑工程技術應用從傳統(tǒng)的技術工業(yè)建設轉向當代機械建設。剪力墻構造設計是建筑混凝土工程技術應用的主要內容,相比于其余種類鋼筋混凝土施工技術應用,剪力墻構造穩(wěn)定性更高層次、抗震性更好,在實際建筑建設方面具有高安全性及多功能性的基本特點。早期階段的剪力墻構造設計由于基礎構造較為單一,且工程技術并不成熟,相關的構造建筑材料主要以各類規(guī)格鋼筋梁架為主,因而運用并不廣泛,在通過后續(xù)階段的技術完善及構造優(yōu)化經過中,剪力墻構造技術應用牽涉內容逐步增加,環(huán)境適應性加強,尤其在高層建筑建設方面優(yōu)勢明顯,所以被當代建筑工程建設廣泛運用于大型建筑工程建設方面。隨著當代建筑建設對建筑實用性及構造美觀度認知標準的提升,高強度的墻體構造支撐成為將來階段建筑基礎支撐構造設計的主要方向,其高密度的平面墻體不僅具備良好的抗壓性,同時具有一定的韌性,進一步躲避自然因素環(huán)境干擾及人為環(huán)境因素干擾等相關建筑使用安全性風險,使當代建筑建設的經濟效益與社會效益顯著提升。2、建筑設計剪力墻構造設計原則與特點2.1、剪力墻構造高度及寬度控制原則剪力墻構造高度及寬度的控制,直接影響后續(xù)階段剪力墻構造設計使用效益。剪力墻構造設計主要采用空間梁構造支撐作為基礎模板,所以綜合寬度相對較小,受力方向主要以鋼筋構造做載體向梁柱構造傳導,進而實現(xiàn)對上層構造壓力的平衡分布。受建筑設計使用環(huán)境影響,剪力墻外墻體長度及厚度值計算基數(shù)應小于3,如比值基數(shù)大于3,則需要采用雙向受壓構造設計方案,以知足剪力墻構造也建筑設計的構造應力、韌性、強度及延展性等相關需求。2.2、剪力墻構造設計工程一致性原則當代剪力墻構造設計主要運用于高層建筑方面,繼而需要考慮到墻體水平及垂直方向作用力,及其基礎構造承載力等,在保障剪力墻構造設計方案符合建筑總體設計使用要求后,應綜合多方面的建筑設計參考數(shù)據(jù),對剪力墻構造進行做出一定的調整,通過斜截面受剪承載力數(shù)據(jù)計算,分析墻體構造壓力承載密度,如實際計算構造壓力數(shù)值較大,則剪力墻設計所需承受的負荷較高,此時剪力墻構造設計與工程構造設計一致性難以保障,應在計算出局部受壓承載力后對剪力墻設計方案進行逐項優(yōu)化,以此保障剪力墻構造設計符合工程建設總體需求。2.3、剪力墻構造平面剛度及承載力較高傳統(tǒng)的鋼筋混凝土墻體構造設計平面構造剛度收到建筑材料、建筑施工技術及建筑工程管理等多項內容限制,而當代剪力墻構造設計則可有效的提高平面剛度,通過對梁柱銜接方案等及鋼梁設計方案優(yōu)化,實現(xiàn)對總體承載力的提高,以此構成良好的應力及拉伸力,使墻體構造整體性更高層次。剪力墻平面剛度及承載力固然較高,但在實際的設計方案及設計施工階段,必須注意做好剪力墻及平面外梁的連接控制,由于剪力墻材料特殊性較高,在連接經過中若操作不規(guī)范及連接處理不到位,極易造成墻肢外彎問題,進而使剪力墻構造綜合承載能力遭到實際影響。必要時可采用其余方案進行技術處理,如需要進行連接處理,則應采用一定的保衛(wèi)措施,以免出現(xiàn)以上問題,進而提升剪力墻構造設計應用有效性。3、建筑設計剪力墻構造設計應用處徑3.1、剪力墻墻肢長度確實定與設計墻肢長度主要指剪力墻整體界面高度,通過高度數(shù)據(jù)控制實現(xiàn)對剪力墻構造穩(wěn)定性的有效協(xié)調。在外觀方面,剪力墻構造主體同樣需要依靠墻肢長度確實定設計保障支撐強度,所以建筑剪力墻構造設計方面,仍重視對剪力墻肢長度數(shù)據(jù)計算與設計。通常情況下,如在建筑設計方面未提出特殊的建筑設計要求,則應將剪力墻墻肢長度控制在8米以內,特殊情況下可將相關的數(shù)據(jù)基礎值做一定的調整。剪力墻構造延展性參數(shù)也是墻肢長度設計的主要衡量標準,需在結合寬度比例及高度比例基礎上,對各項數(shù)值進行開洞比擬,并采取彎矩約束比擬小的弱連梁的設計方案,進而解決墻體構造穩(wěn)定性缺乏及平面剛度較低問題。3.2、剪力墻構造厚度控制當代建筑設計需要符合綜合性抗震標準,不同地區(qū)的建筑抗震標準等級差異化明顯,要根據(jù)區(qū)域內地質環(huán)境、自然氣候及建筑設計要求等,結合剪力墻構造設計內容選擇最佳厚度融入剪力墻構造施工方案。剪力墻設計抗震效能主要來源于界面尺寸,一般情況下需要采取墻體底部加厚方式方法提高墻面強度。如建筑基礎數(shù)值不產生變動,則正常情況下底部厚度控制在200毫米下面,而其余部位構造厚度,則不應低于150毫米以免因厚度缺乏,產生構造承載力不佳及建筑剪力墻構造重心偏移等相關問題。剪力墻獨立構造設計方面,墻體底部厚度不得超過180毫米,其目的在于充分發(fā)揮獨立剪力墻底部構造剛性優(yōu)勢,過薄的底部構造厚度設計,難以有效發(fā)揮剪力墻底部承壓構造效用,而過厚的設計方案,則使底部構造壓強增加,導致剪力墻構造設計整體性受損,在建筑設計方面,應將基礎數(shù)值控制在標準范圍內,以提升建筑使用安全效益。3.3、剪力墻構造基礎尺寸設置剪力墻構造尺寸設置應注意對構造豎直方向及水平方向的剛度荷載壓力分布分析,盡可能將剪力墻肢截面高度基數(shù)控制在墻體厚度基數(shù)的8倍以上,保障雙間合并布置開間空間設計符合剪力墻基礎構造設置標準,若在實際操作經過中,沒有能根據(jù)標準規(guī)格執(zhí)行設計方案,則無法知足剪力墻豎向荷載傳遞需求。如建筑設計方案對建筑對基礎構造設計有特殊要求,則應盡可能的避免采取開間布置設計方式。當代剪力墻形狀設計為有效適應多種階段使用及施工操作環(huán)境,均采用L形及T形構造設計,該布局有利于提高側向剛度,降低剪力墻構造本身實際重量,從技術及成本兩個方面均具有綜合性實踐優(yōu)勢。另一方面剪力墻設計要求構造長度不宜過短,若實際長度為到達建筑使用標準,則可能出現(xiàn)配筋問題,進而影響建筑質量,對此需將實際長度控制在1米以上,使墻端暗柱配筋與構造配筋更為接近,以便運用剪力墻構造尺寸的控制,確保剪力墻構造壓力分布合理性。3.4、剪力墻構造連梁方案選擇剪力墻構造梁柱是剪力墻的重要構造支撐,在連柱方案選擇方面,應考慮到各墻肢之間壓力荷載變化問題,在極端環(huán)境下,需進行墻肢構造扭曲控制實驗,通過合理選擇連梁方案及連梁裝置,保證各墻肢水平符合受力均勻,改善墻體受力基礎布局,使剪力墻基礎支撐構件構成穩(wěn)定框架的經過中,可有效解決墻肢受力不均問題,提升墻體構造綜合耐久性。剪力墻構造連梁設計方案選擇,應參考剛度及高度數(shù)據(jù),適當?shù)貙B梁進行折減,以此增加構造跨度,使剪力墻抗震效益到達更高層次標準,進一步緩解外力緩解對于剪力墻內部構造的實際影響,必要時可運用增加連梁截面方式方法,讓梁體裝置在有限范圍內發(fā)揮最大效用。3.5、剪力墻構造鋼筋配置剪力墻構造鋼筋配置設計首先要綜合剪力墻主體墻面厚度數(shù)據(jù)。如墻體實際厚度小于14厘米,則才鋼筋配置方面應選用雙排筋設計方案,若墻體厚度到達40厘米以上,則要采用三排布局方面,通常70厘米以上的剪力墻墻體設計,需采用四排鋼筋配置設計,以免鋼筋配置平衡強度缺乏,導致剪力墻受力失衡,進而使后續(xù)階段剪力墻墻面出現(xiàn)列橫及內部鋼筋彎曲問題。不同的建筑抗震等級設計,所選用的鋼筋配置方案不盡一樣,尤其要注重對剪力墻豎向及水平鋼筋布置配筋率的控制,實際數(shù)值要到達0.2%左右,鋼筋直徑需要在保障剪力墻基礎承載力的基礎上,盡可能的選擇大直徑鋼筋材料。例如在鋼筋配置方面,選用8毫米直徑鋼筋,實際間距控制要大于30厘米,避免鋼筋構造間的相互干擾,針對抗震部位設計鋼筋配筋率應到達0.3%-0.4%階段,必要時可根據(jù)實際情況進行增加。3.6、剪力墻構造邊緣構件的選用與使用規(guī)劃剪力墻邊緣構件的選擇主要參考下面兩個方面問題,首先是構件使用質量問題,應有構件供給商提供相關的專業(yè)生產資質,并檢查相關的成本質量能否符合本工程剪力墻構造設計使用標準。其次要解決構件使用兼容性及功能性問題,在不損失構件使用效益的前提下,盡可能的實用性強的構件設備。剪力墻邊緣構件的使用規(guī)劃設計,要參照(高層建筑混凝土構造技術規(guī)程〕和(建筑抗震設計規(guī)范〕等相關標準要求合理布局,保障建筑剪力墻構造抗震性能。4、結束語綜上所述,建筑設計中剪力墻構造設計內容牽涉廣泛,設計項目必需要與建筑使用要求相符,并積極的與建筑承建管理人員及施工技術人員等做好實際溝