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民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的应用策略

2021-11-27张恒波张相飞

中国建筑金属结构 2021年11期
关键词:短肢连梁设计者

张恒波 张相飞

在民用建筑工程中,短肢剪力墙是一种十分常见的结构,凭借着良好的外观、稳定性以及合理的空间布局等诸多优势而备受关注。因此,在民用建筑设计过程中,设计者一定要加强对短肢剪力墙技术的应用研究,并通过合理的策略加以应用。这样才更加有利于民用建筑结构设计效果的良好保障,以此来确保整体民用建筑工程的质量与安全。

1.短肢剪力墙结构的基本概念

所谓短肢剪力墙,就是墙体厚度在30cm 以下,墙体高度与厚度之比最大值大于4 但小于等于8 的剪力墙[1]。这种墙体结构不仅具有良好的稳定性,同时也具有比较好的空间布局效果,且外观也十分优美。基于此,在目前的民用建筑设计与建设中,短肢剪力墙结构的应用十分广泛,且应用前景也十分光明。短肢剪力墙结构可以让民用建筑结构中的各个构件元素有效连接。具体应用中,设计者可根据民用建筑的实际情况,对其结构大小以及墙体数量等加以合理调整,使其与民用建筑的实际建设、应用需求相符合。通过这样的方式,不仅可以有效确保建筑结构的安全性和稳定性,同时也可以实现建筑内部空间的进一步节约,实现建筑实用性的进一步增强。为达到满意的设计效果,设计者应该对剪力墙结构加以合理设置,以此来有效分散短肢剪力墙所承受的压力,使其牢固性得以进一步强化。

2.短肢剪力墙技术在民用建筑设计中的应用分析

2.1 结构布局技术的合理应用

民用建筑结构设计的过程中,设计者一定要注重其整体布局的规范性和简洁性,并最大限度实现其空间布局的扩大。具体设计中,设计者首先应做好前期的准备工作,对民用建筑空间的实际应用需求做到充分了解,并根据实际情况来进行设计标准的合理制定。通过这样的方式,才可以有效确保整体短肢剪力墙结构施工的规范性。在此过程中,设计者一定要严格遵循人性化的设计理念,根据实际需求,对短肢剪力墙的数量、规格和间距等各项参数进行科学计算,在确保短肢剪力墙对称、均匀分布的同时实现整体民用建筑结构布局的进一步简化[2]。这样才能符合民用建筑结构的设计及其建设标准,充分满足用户对民用建筑结构的实际应用需求。

2.2 抗震技术的合理应用

在短肢剪力墙结构的具体应用中,其底层位置的构件并不具备足够强的抗震性能。因此,在地震发生的情况下,短肢剪力墙底层的构件就很容易产生裂缝,进而让上层与底层之间的刚度比进一步加大。同时,随着民用建筑中楼层数量的增加,底层构件所具有的弹塑性也会呈现出逐渐降低的趋势,尤其是在高层或超高层民用建筑中,一旦地震发生,短肢剪力墙结构便很容易出现弯曲变形情况,严重时甚至会出现位置偏移现象,导致上层结构具有越来越大的刚度,整体结构的稳定性也会显著降低,甚至会出现建筑损坏或倒塌风险,对用户的生命和财产安全造成严重威胁。

基于此,在短肢剪力墙技术的具体应用中,为实现其稳定性和抗震性,设计者一定要对其上层及其底部之间的侧移刚度比严格控制,并将剪力墙构造适当加强,以此来实现其整体结构抗震性能的进一步强化。在此过程中,设计者应利用专业知识、结合设计经验,通过合理的方法进行整体剪力墙结构的精确计算,使其设计值得到全面明确。在此过程中,设计单位一定要做好底部构件变化情况的全天候监测,对相应的参数标注做到全面明确,同时应适当加大底部构件厚度,以此实现短肢剪力墙结构整体稳定性的进一步强化。为实现短肢剪力墙地震破坏性的进一步降低,设计者可根据民用建筑所在地的具体地质情况、结合抗震等级要求来进行设计。为实现整体结构延性的进一步提升,设计者也可将短肢剪力墙截面上的纵向配筋数量适当加大。在此过程中,为进一步提升短肢剪力墙的承载力,设计者一定要做好其轴压比控制,并根据实际情况对剪力墙位置和间距进行合理调整[3]。通过这样的方式,才可以有效确保整体民用建筑结构的稳定性与可靠性,实现其抗震性能的良好保障,尽最大限度确保用户的生命和财产安全。

2.3 连梁设计技术的应用

在短肢剪力墙的具体应用中,连梁具有比较大的能量消耗,若其剪切设计不够合理,便很容易对整体结构的抗震性能造成不良影响,使建筑结构不能正常延展。为避免此类情况发生,具体设计时,设计人员应按照强剪弱弯的原则,全面进行连梁参数的准确计算,这样便可实现剪切实际的精准把握,确保剪切操作在连梁弯曲之前完成。同时,设计者也应该结合实际情况做好连梁的纵筋设计,在非必要情况下,尽量不增加纵筋数量,这样才可以有效满足强剪弱弯的设计与施工原则。在此过程中,设计者也应该对连梁界面所具有的抗剪能力加以精确计算,对其标准参数做到全面明确,在将设计值与增大系数相乘之后,得到的计算值就是连梁界面所具有的抗剪性能参数。另外,在连梁设计中,设计者也应该对短肢剪力墙实际的抗侧力和连梁截面尺寸加以综合考虑,以此来实现剪力墙数量的合理确定。在此过程中,设计者也应该注意确保短肢剪力墙刚度中心与整体体系之间的协调性,将实际的连梁截面与跨高比作为依据,对连梁结构进行合理设计,这样便可实现运算误差最小,确保设计精度。

2.4 钢筋绑扎设计方法的应用

在完成短肢剪力墙的布局设计之后,设计者应将施工现场的相关资料、实地考察结果以及民用建筑工程的实际应用需求作为依据,将各个参数信息标注在图纸上,并对钢筋绑扎流程加以科学设计。在此过程中,设计者一定要选择质量足够优良的钢筋材料,并将各种钢筋材料的具体安装区域、水平与垂直安装参数等明确标注在设计图纸上;做好墙体下层与上层钢筋位置和间距的调整方案设计。同时应针对突发事件进行应急方案的合理制定,若墙体下层钢筋出现偏移情况,且离开了指定位置,施工中便可将钢筋做弯曲处理,将其连接到墙体上层钢筋上,但是钢筋的弯曲弧度不可超过15°[4]。在对短肢剪力墙模板进行搭建方案设计的过程中,为了良好保障不同钢筋网的间距,设计者一定要将钢筋间距及其具体绑扎位置明确标注。为保障模板质量,设计者也应将钢筋网内的钢筋垫块质量及其数量明确标注。通过这样的方式,便可为后续施工做好准备,实现民用建筑工程短肢剪力墙设计与施工质量的良好保障。

2.5 混凝土结构设计方法的应用

在对民用建筑工程中的短肢剪力墙进行设计时,一项至关重要的内容就是对其混凝土施工方案进行合理制定。基于此,在具体的短肢剪力墙设计过程中,设计者一定要做好各项结构参数的计算,并以此为依据来进行混凝土浇筑施工工艺的合理选择,也需要对混凝土浇筑施工之后的养护方案加以科学制定。在此过程中,设计者需要做好混凝土原材料种类、质量、规格等的明确标注,以此来为施工单位提供科学的混凝土配比方案。同时也应该按照以下内容做好混凝土浇筑施工方案的设计:

(1)应根据现场实际情况和实际需求,应用设计的材料进行混凝土配比试验,以此来合理确定各项材料配比,使其与实际工程相符。

(2)施工中,应要求施工单位严格按照试验中获得的参数来进行混凝土配制,根据试验中确定的比例,将各种原材料按顺序投入混凝土搅拌装置中,在充分搅拌均匀之后才可以进行浇筑。

(3)在短肢剪力墙混凝土浇筑施工的过程中,施工单位应做好模板中的杂物清理,以此来确保浇筑效果。

(4)具体浇筑施工中,首先需要在模板底部进行5mm 厚的混凝土结构浇筑,然后通过分仓浇筑法进行整体短肢剪力墙的浇筑施工。施工中,每间隔一段时间便需要对墙体表面做喷水处理,并将一层保温材料铺设到墙体表面,防止短肢剪力墙表面在混凝土凝固之后出现离析、裂缝等问题,进一步保障短肢剪力墙施工质量[5]。浇筑过程中,施工人员应将蓄水设施设置在梁下方,让梁上下的温湿度保持一致,以此来确保短肢剪力墙整体施工质量,防止温度或干缩裂缝产生。

(5)混凝土凝固后,施工人员一定要通过精密设备做好露出钢筋的处理,防止钢筋外露、锈蚀对整体结构质量的不良影响,确保民用建筑工程的质量与安全。

3.结语

综上所述,短肢剪力墙技术的合理应用是确保整体设计与施工效果的关键。因此,设计者一定要明确短肢剪力墙结构的主要原理,并根据实际情况,结合实际需求来做好短肢剪力墙结构的设计。只有通过这样的方式,才可以有效确保短肢剪力墙设计效果,提升其建设质量,满足整体民用建筑工程的质量与安全需求,促进民用建筑工程的良好应用与发展。

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