建筑结构设计中剪力墙结构设计难点分析

2019-03-26

福建质量管理 2019年15期

(陕西丰宇设计工程有限公司陕西西安 710065)

引言

如今，建筑业发展迅速，人们对建筑结构和建筑功能的要求越来越高。在建筑结构设计中，要注意提高建设项目的安全性和稳定性。剪力墙结构抗侧向刚度好，抗震性能好，适用范围广。因此，对建筑工程剪力墙结构设计要点进行深入研究具有现实意义。

一、剪力墙结构

剪力墙的主要作用是承担建筑工程水平和竖直方向的载荷，一般是由钢筋混凝土结构所制成的，可一次性统一设计完成，有利于缩短工期。在建筑工程设计中，要优化布局形式，控制建筑结构处于良好状态，充分发挥剪力墙结构的应用优势。通过合理规划刚度分布，充分展现其抗震性能优点。根据剪力墙的纵横比，纵横比和孔的尺寸，可以分为不同的类型。

二、剪力墙结构体系设计原则

1.在剪力墙结构平面布置方面，应尽量简化其布置形式，要求结构刚度、承载力以及质量分布均匀，对于刚心、质心，应尽量重合。2.在剪力墙结构的垂直布置中，应注意穿墙工程的整个高度。可以减少部分强力支撑，使侧面刚度逐渐降低，避免应力集中。3.在剪力墙结构抗震防线设计中，应注意严格控制防线数量，根据实践研究发现，结构布置形式有规则和不规则两种情况，其中，不规则性还包括地板的三种扭转，不规则和部分不连续。

三、剪力墙结构的优势

剪力墙结构是指用含钢筋混凝土板代替传统的框架梁柱，对建筑物的水平力起到一定的控制作用，保证建筑物的稳定性。剪力墙结构有许多优点：第一，稳定性较高。剪力墙结构通常使用包含钢筋的混凝土结构，其具有比传统框架梁柱更好的整体性能。它可以起到很好的支撑作用，对提高建筑物的稳定性有很大的作用。第二，经济性较强。由于在剪力墙结构中使用更多的钢筋混凝土，因此不需要填充更多的钢材料。减少了钢材的使用，节省了一定的成本，建筑企业的经济效益更好。第三，美观性较好。剪力墙结构抗侧刚度强，可根据实际情况进行调整。第四，连续性较好。剪力墙结构除了要保证建筑的稳定性之外，还起到了一定的分隔作用，划分建筑的不同区域，因此，剪力墙结构在区分建筑物的不同区域方面也起到一定的连续性作用。

四、建筑结构设计中剪力墙结构设计的主要难点

近年来，剪力墙结构和框架剪力墙结构已广泛用于高层建筑中，并且该结构系统极大地改善了建筑物允许的最大适用高度。由于剪力墙结构和框架剪力墙结构的剪力墙部分占整体建筑成本的很大一部分，施工技术也很复杂。同时，如果剪力墙的数量或布置不合理，也可能影响建筑物的安全性和舒适性。在现代高层建筑的设计中，建筑物的抗震性能已成为设计中的主要考虑因素。为了获得更好的抗震性能，在结构设计中，结构系统应尽可能具有合适的横向刚度，平面布置应简单，规则。并且两个方向上的横向刚度不应太大，以避免双向动态特性的过度差异。对于框架剪力墙结构，应合理控制结构总震动倾覆力矩中剪力墙部分地震倾覆力矩的比例和框架与剪力墙的剪力分担比。在满足抗震要求的前提下，可以有更好的经济性。

在设计剪力墙结构或框架剪力墙结构时，应注意两种结构系统适用的最大建筑高度。对于剪力墙的高度和厚度，要求严格，应按规范取值，并应特别注意底部加固区的加固处理。在框架剪力墙结构中，在规定水平力的作用下，地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不一样。结构性能也有较大的差别。在设计结构时，应根据倾覆力矩的比例确定结构的相应适用高度和施工措施。在确定倾覆力矩比时，应根据框架和剪力墙组成的结构进行实际输入和计算。根据所计算的框架的实际倾覆力矩与剪力墙的比率，确定框架部分和剪力墙部分的相应抗震性能水平。

剪力墙结构应在高层建筑的设计中灵活使用。在实际设计中，剪力墙应根据建筑物的布局模式布置在合适的位置，既能满足建筑物的要求，又能保证结构的安全。

五、剪力墙结构设计的应用策略

(一)合理定位剪力墙结构

如果要从根本上提高剪力墙的安全性和稳定性，应适当布置剪力墙。它应该在两个主轴的方向上或在其他方向上双向布置，以使建筑物具有合适的横向刚度。在剪力墙的布置中，应严格遵守相关的原则和规定，使心脏尽可能靠近质心。对扭矩进行控制和约束。内外剪力墙应处于垂直状态。应避免由于剪力墙的布置而导致的结构和下层刚度的突然变化。应定期处理剪力墙的结构。孔设置应合理，以避免过大的壁刚度差异。剪力墙的内收和外部拣选距离应控制在合理范围内。

(二)大墙肢处理

对于具有长形状的剪力墙，延展性通常以有针对性的方式设计，以避免剪切剪力墙时对墙壁表面的损坏。当强度和长度相对较短时，由于弯曲而产生的裂缝不会很宽，并且可以真正使用墙壁。对于剪力墙结构，剪力主要由壁肢承载。很容易对墙壁造成损坏，有必要采取有效措施对其进行处理，以避免质量问题。因此，在实际施工过程中，应打开长壁肢体，然后将填充墙用于砌筑，长壁肢体变成短壁肢体。

(三)墙体配筋

在剪力墙加固中，应合理控制，以保证建筑结构的稳定性，为建筑企业带来更多的经济效益。剪力墙结构不仅数量多，而且覆盖范围广。同时，需要根据最小配筋率进行计算。如果选择双向钢网，保护层的厚度不应超过30厘米，这样可以避免墙体加固中资源浪费的问题。剪力墙在任何方向上都具有更好的抗弯性。然而，当增强增强件时，需要根据最小增强比来调整边缘构件。结合相关规定和要求，钢筋放置在较脆弱的部位，如果垂直钢筋的数量较大，则必须及时加强抗弯强度，以确保剪力墙的抗震性能。

(四)剪力墙连梁(LL)超筋的处理

在设计剪力墙结构时，必须对连续梁进行有针对性的处理，并合理地控制剪切力和剪切力。使其满足实际设计需求，避免连续梁加固问题。对于剪力墙结构，通常更可能在地板的三分之一高度处具有超梁加固的问题。在中间位置更常见。剪切形状变化的主要原因是剪力墙耦合梁的影响。有必要控制梁部分的高度，使其更加科学和标准化。应及时调整耦合梁的弯矩和剪切力，使剪力墙的抗震性能更好。如果耦合梁由于振动的影响而具有不同程度的皮肤损伤，则不能保证墙体结构的稳定性，并且必须保持墙体和肢体的独立性，同时进行深入的研究。根据科学计算，获得壁肢的最大内力，并根据内力进行特定的加固。