剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

楊保證

(鄭州市建筑設計院,河南 鄭州 450000)

剪力墻結構設計直接影響到整個工程設計的質量,不同的設計會應用不同的剪力墻布置及形式,我們要嚴格的遵循設計規范,科學合理的設置剪力墻,確保計算數據的準確性,進而提高整個設計水平。

1 剪力墻結構設計原則

1.1 避免剪力墻與梁平面外連接

在剪力墻結構中,為了避免墻平面外彎曲,在對剪力墻結構設計時就要盡量避免與梁平面外相連,而如果剪力墻不能避免和梁平面外相連的時候,在設計時就要采取相應的技術措施,這樣節點發生問題的時,就能及時解決處理。

1.2 全面分析剪力墻所承載的作用力

在對剪力墻結構的設計中,首先要對墻體所承受的水平和垂直方向上的作用力要進行準確的分析,并進行相應的安全性判斷和驗證,然后,對于墻體的斜截面的承載力也要進行分析和判斷,并驗證它的穩定性,同時,對于墻體所承受集中荷載的極限值也應該進行分析,保證剪力墻的結構合理性和穩定性。

1.3 控制剪力墻的高度和寬度

剪力墻結構主要包括墻肢和連梁,所以說,剪力墻整個的高度和寬度都要進行精準計算。在設計的過程中,要把握高度、寬度之間的比例,比值控制在三以內,之后還要參考具體結構再做設計。如果比值超過了三,那么我們可以參考雙向受壓結構進行設計,這樣得到的結果更加科學準確。

2 剪力墻結構在建筑結構中的設計方法

2.1 剪力墻墻肢長度的確定

要想提高整個剪力墻結構的穩定性,那么首先要科學合理的設計剪力墻的墻肢長度。為了確保剪力墻有足夠的延展性,在設計的過程中,會針對特殊部位進行特殊設計,比如彎曲型設計,這在一定程度上能夠提高墻體的穩定性。還會在設計的過程中采用連續墻肢的方式,確保寬高比,這些都是為了提高墻體的穩定性。

2.2 墻體受力分析

剪力墻是豎構件,在設計的過程中,會承受多個不同方向的力,豎直方向、水平方向等等,墻體不同的受力情況要進行具體分析,要根據直接受力的情況調整墻體的強度,盡可能的確保剪力墻能夠充分發揮作用,計算出墻體所要承受的作用形式以及荷載大小。

2.3 墻體厚度設計

在墻體厚度設計方面,相關規范中有明確要求,對于短肢剪力墻,底部加強部位不應小于200mm,其余部位不應小于180mm。因為剪力墻的剛度可能會出現變化,所以我們在進行墻體厚度設計的過程可以采用階段變化的方式,允許變化的范圍不超過100毫米不低于50毫米,確保墻體均勻變化,如果混凝土的等級出現了改變,那么我們可以錯開樓層進行設計,確保墻體的厚度,進而提高墻體的穩定性。

2.4 墻身鋼筋的配置

剪力墻結構設計中,墻身作為主體部分,也是主要承受荷載的基礎,所以在選擇墻身鋼筋的過程中一定要遵循相關的標準和國家規范的規定。需要計算出水平方向,以及垂直方向的承載力,確保墻體結構能夠符合抗震要求。并對剪力墻結構的鋼筋配比進行有效的驗算,計算出最科學合理的配筋率。無論是一級抗震設計還是二級和三級的抗震設計,鋼筋的配比率都不能低于0.25%,鋼筋之間也要有一定的間距要求,鋼筋之間的間距不宜大于300mm,直徑不應小于8mm。

2.5 邊緣構件設計

在剪力墻結構設計過程中,邊緣構件設計是非常重要的,如果科學合理的做好這項設計,那么就能提升整體結構的延展性,并且防止剪力墻結構出現位移超限的情況,還能在一定程度上提高抗剪能力。在設計的過程中,還要合理的確定底部加強區的高度,剪力墻邊緣構件有暗柱和端柱兩種,設計者需要對其合理的進行配筋,這樣整個建筑結構就會更加穩定,從提高整體結構的抗震性能。

2.6 連梁設計措施

增大連梁的截面積,可以增強連梁本身的抗剪能力,但梁的剛度相應也會增加,吸收的地震力也會增加,只能增加有限的抗剪承載力。在增加連梁截面對提高抗剪承載力效果不明顯的情況下,也可人為的降低連梁的剛度,來控制剪力的分配比例,來解決連梁的抗剪性能問題。最簡單的控制方法是在計算參數選擇時,通過調整連梁剛度折減系數,來影響內力的重新分配。

2.7 剪力墻軟件計算方法

針對高層建筑物剪力墻的設計,大多將振型分解反應譜法作為主要計算方法,將SATWE軟件作為處理和分析數據的主要軟件,在剪力墻結構設計過程中,不僅要對抗震設防烈度進行精準計算,還需要充分考慮到不同水平地震作用方向對剪力墻結構剛度造成的影響,制定針對剪力墻水平扭轉的預防方案。同時參照相關規范的要求對各個部分的參數進行合理設計。如下結果：連梁剛度折減系數為0.8-0.6,其中地震作用下取0.6,風荷載作用下取0.8。

3 結束語

在建筑結構設計過程中通過對剪力墻的合理設計,能夠滿足現階段建筑行業的發展需求,還能夠使工程質量得到有效的提升,從而獲得良好的施工效果。建筑設計人員需要加強對剪力墻結構設計工作的重視,并積極提升自身的專業水平,使得剪力墻結構的設計水平得到更進一步的提升。