剪力墙结构设计论文建筑结构设计论文

剪力墙结构建筑结构设计论文 摘要:在经济、科技不断发展、人们对建筑要求越来越高的大背景下，建筑行业在发展上更需要考虑创新和新技术的应用来适应这个大背景。在进行剪力墙结构设计的应用时，可以引用外国先进的技术设计经验和人才以及先进的机械设备，在保证建筑物质量和安全性的基础上对新技术进行利用和试验，并不断的总结和研究，只有这样才能保证建筑行业在未来的发展中能够有更大的发展空间。 在当前土地资源越来越珍贵、人口总数越来越大、市场竞争越来越激烈的城市，高层建筑已成为城市建筑设计的首选。高层建筑的结构设计不同于其他建筑设计，其对建筑结构的持久性、耐用性都有更高的要求，而剪力墙结构正好满足高层建筑的墙体结构要求，因此剪力墙机构设计在高层建筑设计中被广泛采用，这也是由剪力墙结构的实用性和耐久性所决定的。 1剪力墙结构概述 1.1剪力墙结构 所谓剪力墙，是指在建筑(包括房屋及其附属的构筑物)中，主要用来承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载的墙体。因此，剪力墙又被称为抗风墙、抗震墙或者结构墙。也就是说，建设剪力墙的主要目的是防止建筑结构遭到剪切破坏。为了保证房屋及构筑物的坚固性，剪力墙的建筑材料一般选用钢筋混凝土。所谓建筑结构，是指在房屋或者构筑物中，由一定数量的构件(即组成建筑结构的单元，如梁、板、柱等)连接而构成的能够承受一定的荷载的空间(包括平面) 体系。按照不同的标准，建筑结构有不同的分类。根据的不同，建筑结构可以分为混合结构、框架结构、剪力墙结构以及框筒结构等。由于剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优点，目前已经在我国建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。简单地说，剪力墙结构就是用钢筋混凝土墙板来承受来自垂直方向和水平方向的力的结构。在剪力墙结构的设计过程当中，施工单位会采用钢筋混凝土墙板来代替之前建筑物框架结构中的梁柱，以此承受竖向和水平方向的各类荷载，从而有效地控制建筑结构产生的水平力。也就是说，剪力墙结构主要是指竖向的钢筋混凝土墙板，建筑物的水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上的，建筑领域习惯将这样构成的整个体系称为剪力墙结构。由于剪力墙结构不仅在性能上具有良好的抗震性，而且具有非常好的刚度，因此在建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。 1.2剪力墙结构的分类 根据剪力墙的墙体上是否开洞以及开洞的洞口尺寸大小，可以将剪力墙分为实体墙、整体上小开口的剪力墙、多肢剪力墙和壁式框架剪力墙四种。其中，只有实体墙存在着剪力墙墙体不开洞的情况，其他三种类型的剪力墙都是墙体开洞的剪力墙，然后再按照墙体开洞的尺寸大小进行具体分类的。 1.2.1实体墙 所谓实体墙，是指截面墙体没有开洞，或者截面墙体开洞了但是开洞的面积没有超过15%的剪力墙。这种剪力墙的变形主要为曲型， 墙体的弯矩图处既不会产生反弯，也不会发生突变，没有异常情况的发生，墙体的承受能力比较强。 1.2.2整体上小开口的剪力墙 显然，整体上小开口的剪力墙的墙体上是开洞的。所谓剪力墙整体小开口，是指剪力墙上的开洞面积占剪力墙整个墙体面积的比例不超过15%。这种剪力墙的变形主要为弯曲型，墙体的弯矩图处不会产生反弯的异常情况，但是有可能发生突变。 1.2.3多肢剪力墙 所谓多肢剪力墙，是指剪力墙的墙体开洞，并且开洞的面积过大或者墙体上的洞口成列状分布的剪力墙。这种剪力墙墙体的弯矩图处不会发生任何异常情况，其受力特点与整体上小开口的剪力墙比较相似。 1.2.4壁式框架剪力墙 所谓壁式框架剪力墙，是指剪力墙墙体上的开洞尺寸很大，并且墙肢线上的刚度与剪力墙墙体的连梁线刚度比较接近的剪力墙。这种剪力墙的变形为剪切型，其受力特点与框架结构比较相似。 2剪力墙结构设计原则 2.1楼层之间最小剪力系数的调整原则 在剪力墙结构的设计过程中，建筑物楼层之间应该遵循调整最小剪力系数的原则。首先，在施工的过程当中，为了降低房屋及构筑物的自身重量，进一步增强建筑物的抗震能力，应该在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩40%以内的 前提之下，尽量控制剪力墙的数量。其次，在遵循上一前提的基础之上，对剪力墙进行大开间处理，使得剪力墙结构的侧向刚度变得更好。这样，建筑楼层之间的最小剪力系数将得到有效的控制，工程造价因此减少，有效地降低了建筑工程的成本。 2.2对楼层之间最大位移和楼层高之间的比例进行必要调整的原则 一般而言，对于普通建筑进行设计的时候，设计的重点主要集中在对楼层之间的扭转变形和剪切变形的处理上。我们知道，建筑物的剪切变形处理是用竖向构件的数量进行控制的。因此，一旦竖向构件的数量过多，剪力墙的剪重比例势必变得偏大。这种不合理的剪力墙结构设计将直接导致建筑楼层之间的扭转变形，且变形的程度较大。在这种情况之下，剪力墙结构同样难以满足建筑物楼层之间发生位移的需要。因此，在剪力墙结构的设计中，建筑物楼层之间的位移不能仅仅依靠竖向构件的刚度进行调整，还应该尽可能地减少楼层之间的扭转变形，这就需要我们注意调整楼层之间最大位移和楼层高之间的比例。 2.3对剪力墙连梁超限进行调整的原则 在剪力墙结构的设计过程中，如果剪力墙的跨高比小于2.5，可能会出现剪力和弯矩超过相应的规定限度的现象。因此，剪力墙结构设计还应该遵循剪力墙结构的连梁跨高比大于2.5的原则。应该注意的是，剪力墙的连梁跨高比也不是越大越好，例如:在保证剪力墙连梁刚度不发生变化的前提下，当剪力墙的连梁跨高比在5,6之间的时 候，剪力墙的剪力或者弯矩就会出现超出规定限值的现象，势必导致剪力墙结构出现异常。所以，在剪力墙的连梁跨度比超过5的时候，我们就应该采用框架梁的方式进行剪力墙结构设计了。总之，在剪力墙结构的设计过程中，必须对剪力墙连梁的超限情况进行调整，一方面保证剪力墙建筑的施工质量;一方面实现对建筑工程资金成本投入的有效控制。 3剪力墙结构设计要点 3.2剪力墙的平面布置要点 首先，由于在剪力墙结构中，全部竖向荷载和水平力都是由钢筋混凝土墙来承受的，因此剪力墙应该沿着平面主要轴线的方向进行布置。其次，在剪力墙的平面布置中，为了使剪力墙的质量中心与其刚度中心保持一致，剪力墙的平面应该尽量讲究对称，这样还可以起到降低剪力墙扭矩的作用。另外，我们还应该注意到，对于以抗震为主要目的的剪力墙结构，在对其进行设计的时候应该避免使用单向的平面布置形式，否则将大大影响剪力墙结构的抗震效果。 3.3剪力墙结构设计的其他要点 在建筑施工过程中，为了保证建筑结构的稳定性，保证建筑质量，应该综合考虑多种因素，实现剪力墙结构的优化设计。首先，必须保证剪力墙结构的顺利建设，这是剪力墙结构设计的基础工作。其次，要充分考虑剪力墙结构的安全性问题。我们知道，剪力墙结构本身的建设就是为了增强建筑的抗震性能，保证房屋及构筑物的安全施工。反过来，在剪力墙结构的设计中，保证剪力墙结构的安全可靠度，也 能够使剪力墙结构的功能得到最大化程度的发挥，同样能够达到经济合理的设计目的。最后，还应该考虑剪力墙结构的工程造价问题。为了节省工程造价，我们可以从技术手段以及原材料的使用等方面着手。例如，在剪力墙结构的设计过程中，将原材料的含钢量控制在一定的范围之内，力求达到在不损害建筑的安全性的前提之下充分发挥原材料的最大用途，就能实现剪力墙结构的优化设计。 4结语 综上所述，在经济、科技不断发展、人们对建筑要求越来越高的大背景下，建筑行业在发展上更需要考虑创新和新技术的应用来适应这个大背景。在进行剪力墙结构设计的应用时，可以引用外国先进的技术设计经验和人才以及先进的机械设备，在保证建筑物质量和安全性的基础上对新技术进行利用和试验，并不断的总结和研究，只有这样才能保证建筑行业在未来的发展中能够有更大的发展空间。 参考文献: [1]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技传播，2012(17) [2]田琦.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华建设，2013(03) [3]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊)，2013(08)