剪力墙结构的合理设计和安排对于建筑整体结构的设计而言相当重要,它的稳定性关系到整个建筑物结构安全。
因此,建筑剪力墙结构设计人员一定要严格遵循其设计原则,结合其建筑结构的主要特点和设计要求,对剪力墙结构设计进行合理的分析和计算,使得剪力墙结构发挥其应有的效果和作用,进而确保整个建筑物的安全性和可靠性,取得良好的经济效益和社会效益。
关键词:剪力墙;建筑结构设计;应用分析
中图分类号:TU3文献标识码: A
一、剪力墙概念
由于剪力墙的宽度尺寸以及高度等都比较大,但是其厚度却相对较
广东深圳专业医疗器械产品外观工业产品设计医药篇 医疗器械行业经济运行态势小,所以这样的形态特征就进一步的决定了剪力墙的受力形态以及几何特征。
剪力墙的几何特征与木板比较类似,但是其强度却比木板要高得多,受力的形态与梁柱较为相似。
所以,在房屋建筑的剪力墙结构之中,墙体应当是一个平面的结构,墙体在平面作用力以及竖向压力等两个外部作用的情况之下维持稳定,承受双重的力量。
由于存在地震等严重的地质灾害影响,针对剪力墙的结构设计仅仅满足建筑的
广东深圳专业医用器材仪器工业产品设计浅析产品设计中的怀旧风潮刚度需求和强度需求是远远不够的,还应当针对剪力墙在非弹性状态之下的能量消耗进行细致的分析,针对剪力墙反复弹性循环情况之下结构控制的核心要点进行细致的判定,力求剪力墙结构可以满足建筑结构设计的基本标准,并且满足裂开而不倒塌的功能性指标,提升建筑的稳定性。
二、剪力墙分类
剪力墙的分类比较多,按照剪力墙的结构性特征以及开洞的大小等,可以分为四个基本类型
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第一是截面墙或者是实体墙开洞的面积比较小,或者是完全不开洞,此种剪力墙的主要变形状况为曲型,并且其整体的外观结构与悬壁墙非常的类型,而在整个剪力墙的高度方面则
广东深圳专业Computed Tomography产品设计公司建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析没有弯点,不会与其他的结构构造出现冲突。
第二种是整体开口比较小的剪力墙类型,此种剪力墙开口比较小,但是整个墙体的开洞面积超过了15%,同时,此种类型的剪力墙主要变形的特征为弯曲类型,在整个墙面和墙肢的高度之上并没有反弯点的存在。
第三种类型是多肢剪力墙,多肢剪力墙一般来讲开洞的面积比较大,并且其开洞的洞口有规律的分布在墙体表面之上,虽然多肢类型的剪力墙与小开口的剪力墙存在一定差别,但是此两种类型在受力特点方面比较类似。
最后是框架式的剪力墙类型,框架类型的剪力墙结构尺寸比较大,并且洞口的尺寸也较大,墙肢线与连梁线之间的刚度非常相似,同时,框架式的剪力墙类型变形方式为剪切型,并且受力的特征与墙体框架结构非常的接近,在许多房屋建筑的楼层当中,框架式的剪力墙结构会出现反弯点。
三、剪力墙结构设计原则
剪力墙结构主要由墙肢、连梁两种结构组成,具有良好的抗震性能和较高的刚度,其在建筑结构中的主要作用是抵挡各种荷载特别是风荷载,是建筑物的主要支撑结构。
为了使剪力墙结构在建筑结构中的优势充分发挥出来,必须对其进行合理设计和安排。
在设计过程中,应遵循以下原则:控制剪力墙的高度和宽度。
对于剪力墙结构而言,其高度和宽度较大,厚度较小,在外形上类似于板状,而受力形态却趋向于柱子结构,所以应根据外形墙体长度和厚度比值进行设计,当比值小于3时,可按照柱体结构要求设计,当比值在3-5之间时,则按照双向受压结构设计,以更好满足弹性、非弹性以及延伸性等要求;剪力墙结构的平面内刚度和实际承载力较大,平面外的则较小,连接剪力墙和平面外梁时容易使墙肢外弯,基于此,在设计时应尽量避免将两者相连,如果必须连接,则要采取一定的保护措施;设计剪力墙结构时,必须充分考虑墙体水
广东深圳专业医疗仪器产品工业产品设计医疗器械使用过程中不良事件情况及改进措施平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力,同时,计算正截面承载力,并按照斜截面受剪承载力进行分析和验算。
若墙体所受负荷作用
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四、建筑结构设计中剪力墙结构的应用
1、厚度设计
剪力墙抗震等级存在差异,底部是否应当加强,抗震墙厚度也不一样。
一二级、三四级对应的要求分别为:按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16,且不应小于200mm,其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20,且不应小于160mm。
当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时,其底部加强部位截面厚度尚不应小于层高的1/12;其他部位尚不应小于层高的1/15;且不应小于180mm;按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20,且不应小于160mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25,且不应小于160mm。
非抗震设计的剪力墙,其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25,且不应小于160mm。
2、合理布置剪力墙平面
在建筑结构设计时,对剪力墙平面的布置应做好以下几点:第一,在布置剪力墙平面时,应严格根据均匀、对称原则,尽可能让墙面结构的刚度中心与质量中心完全重合,进而降低扭矩,尽量对直、拉通内外的剪力墙。
第二,在设计抗震剪力墙时,应尤其减少仅仅一侧有剪力墙的设计方案。
第三,尽量使剪力墙能沿主轴或其他方向对称设计。
第四,剪力墙在抗侧力上不应过于提高其刚度。
为最大限度展示剪力墙的抗侧力强度及承载能力,拓展剪力墙的有效空间,其密度不可过大,应确保剪力墙结构拥有合适的刚度。
可借助公式T=(0.05-0.06)n,其中T为经验公式,n为结构层数,用该公式可评判结构侧向刚度与剪力墙数是否匹配。
以上公式的计算T1和搭模算出的T2对比,如果T2Tl,那么就需要增添一些剪力墙数。
3、剪力墙中对大墙肢的处理
在施工的过程中,剪力墙结构本身具有一定的要求即延伸性,所以,在进行结构施工和设计时,这种延展的特点必须考虑进去,有助于提升剪力墙结构的整体性以及工作的力度。
在一般情况下,在设计的过程中,剪力墙比较容易设计成高状结构,容易出现弯曲受到破坏的形式,存在剪力墙的体系形式,剪力墙结构容易存在脆性破坏的问题。
在设计的过程中,如果剪力墙墙体长度比较大,在符合承载力的需求以后,实行分层间隔设计,将其进行分割,比较小并且均匀,有利于增加墙体结构承载力。
如果墙段的长度比较小,它在受弯以后出现比较小的裂缝宽度,墙体配筋能够更好的发挥支撑的效果。
为防止出现这种情况,如果墙肢长度大于8m,处理方法如下:第一,设置施工洞,在施工的过程中,需要在墙上留洞,在完工以后,将墙填充,长墙肢就可以变成短墙肢。
第二是设置计算洞,在计算结构时,设置洞,施工开始仍然是混凝土墙。
应用以上的计算方法,小墙肢配筋能力会增加。
4、剪力墙截面厚度和墙体配筋
相关规定要求剪力墙结构的厚度要根据抗震等级系数选取。
为了保证剪力墙结构的抗
广东深圳专业医疗器械仪器外观工业产品设计医疗建筑的人性化设计震性、刚性和稳定性,一、二级剪力墙底部加强部位墙厚应大于200mm,大于层高的1/17,其他部位墙厚要大于160mm,墙端头无翼墙或暗柱的时候,墙厚要大于层高的1/12,但是这些规定不适用于低高层和八度地震区剪力墙结构的设计。
控制剪力墙配筋有利于结构的安全性和工程的经济性,在1-3级抗震等级的剪力墙中,竖向、水平分布筋的最小配筋率应大于0.3%,部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率要大于0.35%,上述配筋率比较适用于高层建筑的剪力墙结构设计;对于低层建筑、结构相对较矮小的建筑的剪力墙,其水平分布筋和配筋数量要适当增加。
5、连梁设计
连梁也是剪力墙住宅建筑结构中非常重要的抗震构件,其设计的合理性直接关系到剪力墙结构的受力性能及抗震性能。
在正常的荷载下,应该保证结构处于弹性工作状态,连梁也不允许产生塑性铰,而在遭遇地震时,可以允许结构进入弹塑性状态,此时,连梁也可以产生塑性铰。
抗震规范要求,建筑物在低于本地区设防烈度的地震作用下,一般不损坏或者不影响使用;而在高于本地区设防烈度的地震时,不得发生倒塌及危及人们生命安全的破坏。
在地震荷载的作用下连梁的破坏形式有脆性破坏与延性破坏两种,连梁的设计应该遵循强剪弱弯的原则,避免结构产生脆性破坏。
6、约束边缘构件处理
剪力墙的边缘构件大体上分为两种,即无约束边缘和有约束边缘的构件,两者相比较,则无约束边缘的矩形截面积的极限承载力约降低40%,极限楼层位移角将减少一倍,对地震能量的消耗也会有所减少,并且会对墙板的稳定造成影响。
由此可见,在构件设计选择时,应严格根据不同级别和类型的剪力墙的相关轴压比进行分析,从而选取相应的边缘构件。
结束语
剪力墙结构在建筑设计中所表现出的优势非常明显,能够在新的环境下更好的适应建筑的发展需求,同时也满足了人们对建筑的使用需求,对于提高建筑质量也发挥着重要的作用。
然而就目前来看,剪力墙结构的应用还存在着诸多问题,因此,我们还需要不断的进行探索,从而提高剪力墙结构技术水平的发展,为建筑工程的发展提供更多、更可靠的基础保障。
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