有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究論文
【摘要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑業(yè)高層建筑建設(shè)已成為一個(gè)主流的建筑體。如何在滿足設(shè)計(jì)樣式創(chuàng)新性的同時(shí)也做到最大程度的結(jié)構(gòu)安全性。不斷更新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及具有更加合理的建筑模型將是未來建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及發(fā)展方向。本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)主要針對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)問題進(jìn)行研究。
【關(guān)鍵詞】剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；研究
現(xiàn)在，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對居住空間的需求越來越高。傳統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)框架是相對嚴(yán)格的，空間分隔上也比較死板。在一定程度上已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人們對于住宅的使用要求以及審美需要。在這種市場需求的“召喚”之下，純剪力墻結(jié)構(gòu)被大量運(yùn)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中。因?yàn)樗坏梢詽M足建筑空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以使室內(nèi)空間的布局更加合理。它無論是受力特征還是變形的特征都與框剪結(jié)構(gòu)十分類似，但是它在內(nèi)力分配以及剛度分配上都比框剪結(jié)構(gòu)更加的科學(xué)合理。這樣的結(jié)構(gòu)形式不但可以減少投入成本同時(shí)也能保證建筑的功能性。
1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算原則
在對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要立足于工程具體情況，還應(yīng)該充分考慮建筑的科學(xué)性和合理性。通過計(jì)算對剪力墻整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化后，還要兼顧其構(gòu)件截面的合理性，并計(jì)算其內(nèi)力和配筋，對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析后評估整體設(shè)計(jì)是否具有合理性。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要會涉及到很多方面的因素，比如剪力墻的結(jié)構(gòu)類型、受力特征等，根據(jù)對這些特征進(jìn)行分后作出簡單的計(jì)算。列如懸臂構(gòu)件會受到水平力的作用，通過這個(gè)力的大小可以計(jì)算出墻的截面彎矩以及剪力。洞口會對整體墻產(chǎn)生影響，例如會導(dǎo)致一些開口度小的墻體發(fā)生應(yīng)力偏移。針對這種情況，可以通過應(yīng)力直線分布的計(jì)算方式對偏離進(jìn)行修正。對于由一系列連梁約束的墻肢組成的剪力墻是聯(lián)肢墻。對于這種墻體的計(jì)算，一般采用連續(xù)化的計(jì)算方式或者是帶鋼域框架的方式進(jìn)行計(jì)算（這里可以使用改進(jìn)的反彎法簡化帶鋼域框架的計(jì)算）。剪力墻的豎向荷載通常是指剪力墻的結(jié)構(gòu)自重以及樓面的負(fù)荷載重。豎向荷載不但會使連梁內(nèi)部產(chǎn)生彎矩同時(shí)也在墻肢的內(nèi)部產(chǎn)生了軸力。這些在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候都要根據(jù)剪力墻的受負(fù)荷載重的面積進(jìn)行簡單的計(jì)算。相比上述的幾種剪力墻之外還有相對比較復(fù)雜的兩種剪力墻：有不規(guī)則洞口的剪力墻以及框支剪力墻。在計(jì)算時(shí)可以利用有限元法進(jìn)行計(jì)算。
2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
2.1合理定位剪力墻
剪力墻的布置最好是雙向形的。一些剪力墻由于處于特殊的地質(zhì)環(huán)境，要充分考慮其抗震性，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮對單向有墻的結(jié)構(gòu)布置方式。對于一些常用的平面結(jié)構(gòu)來說，比如矩形、L形和T形，其結(jié)構(gòu)布置是沿著兩條軸線進(jìn)行的。對于部分J角形和Y角形平面結(jié)構(gòu)來說，其結(jié)構(gòu)布置通常會沿著三個(gè)軸線方向進(jìn)行。通過以上的論述可以看出，剪力墻的平面布置要求具有對稱性，而且受力要均勻。從而減少扭矩的現(xiàn)象。另一方面，剪力墻的抗側(cè)力的剛度要盡量的小一些。為了保證剪力墻的抗側(cè)力剛度以及其承載能力的充分發(fā)揮、最大程度增加剪力墻的可利用空間，剪力墻的間距也要注意不應(yīng)該過密。這時(shí)候我們可以寄利用公式：T=（0。05—0。06）n來進(jìn)行檢驗(yàn)判斷。利用公式計(jì)算得出的T值如果跟模型計(jì)算得出的T值相比，前者明顯大于后者的時(shí)候，則表示剪力墻的數(shù)量偏多了。這時(shí)要童工減少剪力墻數(shù)量的方式或者是開一些洞來減少剪力墻的剛度。反之，則要適當(dāng)?shù)脑黾右恍┘袅Α?/p>
2.2在剪力墻設(shè)計(jì)中的大墻肢處理
對于一些細(xì)高的剪力墻，由于其受到脆性剪力破壞的風(fēng)險(xiǎn)較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)會保證其具有相當(dāng)?shù)难有�，避免后續(xù)因?yàn)榧袅ζ茐膶?dǎo)致?lián)p毀。當(dāng)墻段的過短而且受彎產(chǎn)生裂縫的寬度較小時(shí)，會選擇墻體配筋的方法。在剪力墻的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，由于樓層上的剪力較大，理論上一般應(yīng)該選擇大墻肢來對其支撐。但是這些大墻肢在地震或者是受到強(qiáng)烈振動(dòng)的時(shí)候，極易受到破壞。所以，為了盡量避免這種情況的發(fā)生：我們要做到以下幾點(diǎn)：第一，在施工的時(shí)候一定要開施工洞，工程結(jié)束后要再加砌填充墻。這樣做的話，從一定程度上來講就是將長墻肢變成了一個(gè)一個(gè)的短墻肢。第二，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的時(shí)候設(shè)洞，但在開工時(shí)仍用混凝土墻。但是這樣的計(jì)算方式會在一定程度上加大了其他小墻肢的配筋量。這種方式多用于不容易進(jìn)行開洞的項(xiàng)目之中。
2.3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墻體配筋
剪力墻結(jié)構(gòu)的最大特征就是“面廣量大”。因此，為了保證剪力墻的可靠性和安全性，減少成本浪費(fèi)，在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量把控好剪力墻的配筋數(shù)量。剪力墻的配筋也有嚴(yán)格的要求，內(nèi)側(cè)一般放豎向的鋼筋，外側(cè)則放水平鋼筋。在進(jìn)行配筋的時(shí)候一定要滿足設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)候的最小配筋率。如果使用雙向鋼筋網(wǎng)片的話，則可以大大的減少剪力墻的配筋量。剪力墻中的豎向鋼筋其最主要作用就是它的抗彎性。現(xiàn)在很多高層建筑中剪力墻的電算結(jié)構(gòu)是構(gòu)造配筋。但是在實(shí)際的配筋當(dāng)中，邊緣構(gòu)件中的鋼筋也是應(yīng)該包括在了最小配筋率中的。剪力墻的配筋要嚴(yán)格執(zhí)行墻肢豎向配筋的原則，盡量保證鋼筋放置于墻端部的邊緣位置，當(dāng)豎向鋼筋數(shù)量多時(shí)，要評估剪力墻的抗弩強(qiáng)度與抗剪的強(qiáng)度的大小，通常情況下要保證前者小于后者。如果前者大于后者會導(dǎo)致其抗震性嚴(yán)重下降，這事可以減少豎向鋼筋的布置數(shù)量。
3結(jié)束語
隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于相比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。從設(shè)計(jì)方面考慮，高層建筑未來的發(fā)展會更加注重布置的合理性、成本低、結(jié)構(gòu)形式創(chuàng)新，此外還會注重能否滿足大眾的生活需要、滿足安全性和使用壽命長等。但是，剪力墻的應(yīng)用上存在一些缺陷，因此，工程設(shè)計(jì)師在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)以及工程的實(shí)際情況、創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、科學(xué)合理地應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)，揚(yáng)長避短。在保證建筑結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)也要盡量滿足建筑結(jié)構(gòu)的美觀性。
參考文獻(xiàn)
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