有關(guān)建筑結構設計的研究論文
【摘要】隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，建筑業(yè)高層建筑建設已成為一個(gè)主流的建筑體。如何在滿(mǎn)足設計樣式創(chuàng )新性的同時(shí)也做到最大程度的結構安全性。不斷更新建筑的結構設計以及具有更加合理的建筑模型將是未來(lái)建筑行業(yè)的設計目標以及發(fā)展方向。本文結合工作經(jīng)驗主要針對剪力墻結構設計應用于建筑結構設計中相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究。
【關(guān)鍵詞】剪力墻；結構設計；建筑結構設計；研究
現在，隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高，人們對居住空間的需求越來(lái)越高。傳統的空間結構框架是相對嚴格的，空間分隔上也比較死板。在一定程度上已經(jīng)不能滿(mǎn)足現代人們對于住宅的使用要求以及審美需要。在這種市場(chǎng)需求的“召喚”之下，純剪力墻結構被大量運用于高層建筑的結構設計當中。因為它不但可以滿(mǎn)足建筑空間結構的穩定性，同時(shí)也可以使室內空間的布局更加合理。它無(wú)論是受力特征還是變形的特征都與框剪結構十分類(lèi)似，但是它在內力分配以及剛度分配上都比框剪結構更加的科學(xué)合理。這樣的結構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剪力墻結構設計的計算原則
在對剪力墻結構進(jìn)行設計時(shí)，不僅要立足于工程具體情況，還應該充分考慮建筑的科學(xué)性和合理性。通過(guò)計算對剪力墻整體結構進(jìn)行優(yōu)化后，還要兼顧其構件截面的合理性，并計算其內力和配筋，對計算結果進(jìn)行分析后評估整體設計是否具有合理性。剪力墻結構設計要會(huì )涉及到很多方面的因素，比如剪力墻的結構類(lèi)型、受力特征等，根據對這些特征進(jìn)行分后作出簡(jiǎn)單的計算。列如懸臂構件會(huì )受到水平力的作用，通過(guò)這個(gè)力的大小可以計算出墻的截面彎矩以及剪力。洞口會(huì )對整體墻產(chǎn)生影響，例如會(huì )導致一些開(kāi)口度小的墻體發(fā)生應力偏移。針對這種情況，可以通過(guò)應力直線(xiàn)分布的計算方式對偏離進(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。對于這種墻體的計算，一般采用連續化的計算方式或者是帶鋼域框架的方式進(jìn)行計算（這里可以使用改進(jìn)的反彎法簡(jiǎn)化帶鋼域框架的計算）。剪力墻的豎向荷載通常是指剪力墻的結構自重以及樓面的負荷載重。豎向荷載不但會(huì )使連梁內部產(chǎn)生彎矩同時(shí)也在墻肢的內部產(chǎn)生了軸力。這些在進(jìn)行剪力墻結構設計的時(shí)候都要根據剪力墻的受負荷載重的面積進(jìn)行簡(jiǎn)單的計算。相比上述的幾種剪力墻之外還有相對比較復雜的兩種剪力墻：有不規則洞口的剪力墻以及框支剪力墻。在計算時(shí)可以利用有限元法進(jìn)行計算。
2剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用
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)行結構設計時(shí)要充分考慮對單向有墻的結構布置方式。對于一些常用的平面結構來(lái)說(shuō)，比如矩形、L形和T形，其結構布置是沿著(zhù)兩條軸線(xiàn)進(jìn)行的。對于部分J角形和Y角形平面結構來(lái)說(shuō)，其結構布置通常會(huì )沿著(zhù)三個(gè)軸線(xiàn)方向進(jìn)行。通過(guò)以上的論述可以看出，剪力墻的平面布置要求具有對稱(chēng)性，而且受力要均勻。從而減少扭矩的現象。另一方面，剪力墻的抗側力的剛度要盡量的小一些。為了保證剪力墻的抗側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該過(guò)密。這時(shí)候我們可以寄利用公式：T=（0。05—0。06）n來(lái)進(jìn)行檢驗判斷。利用公式計算得出的T值如果跟模型計算得出的T值相比，前者明顯大于后者的時(shí)候，則表示剪力墻的數量偏多了。這時(shí)要童工減少剪力墻數量的方式或者是開(kāi)一些洞來(lái)減少剪力墻的剛度。反之，則要適當的增加一些剪力墻。
2.2在剪力墻設計中的大墻肢處理
對于一些細高的剪力墻，由于其受到脆性剪力破壞的風(fēng)險較大，因此在設計時(shí)會(huì )保證其具有相當的延性，避免后續因為剪力破壞導致?lián)p毀。當墻段的過(guò)短而且受彎產(chǎn)生裂縫的寬度較小時(shí)，會(huì )選擇墻體配筋的方法。在剪力墻的結構當中，由于樓層上的剪力較大，理論上一般應該選擇大墻肢來(lái)對其支撐。但是這些大墻肢在地震或者是受到強烈振動(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(kāi)施工洞，工程結束后要再加砌填充墻。這樣做的話(huà)，從一定程度上來(lái)講就是將長(cháng)墻肢變成了一個(gè)一個(gè)的短墻肢。第二，在結構設計計算的時(shí)候設洞，但在開(kāi)工時(shí)仍用混凝土墻。但是這樣的計算方式會(huì )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(kāi)洞的項目之中。
2.3剪力墻結構設計中的墻體配筋
剪力墻結構的最大特征就是“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，在設計時(shí)要盡量把控好剪力墻的配筋數量。剪力墻的配筋也有嚴格的要求，內側一般放豎向的鋼筋，外側則放水平鋼筋。在進(jìn)行配筋的時(shí)候一定要滿(mǎn)足設計計算時(shí)候的最小配筋率。如果使用雙向鋼筋網(wǎng)片的話(huà)，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�，F在很多高層建筑中剪力墻的電算結構是構造配筋。但是在實(shí)際的配筋當中，邊緣構件中的鋼筋也是應該包括在了最小配筋率中的。剪力墻的配筋要嚴格執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，當豎向鋼筋數量多時(shí)，要評估剪力墻的抗弩強度與抗剪的強度的大小，通常情況下要保證前者小于后者。如果前者大于后者會(huì )導致其抗震性嚴重下降，這事可以減少豎向鋼筋的布置數量。
3結束語(yǔ)
隨著(zhù)建筑技術(shù)的發(fā)展，剪力墻結構設計由于相比傳統的結構設計方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，在建筑結構設計中已經(jīng)被廣泛應用。從設計方面考慮，高層建筑未來(lái)的發(fā)展會(huì )更加注重布置的合理性、成本低、結構形式創(chuàng )新，此外還會(huì )注重能否滿(mǎn)足大眾的生活需要、滿(mǎn)足安全性和使用壽命長(cháng)等。但是，剪力墻的應用上存在一些缺陷，因此，工程設計師在進(jìn)行剪力墻結構設計的時(shí)候，要結合自身經(jīng)驗以及工程的實(shí)際情況、創(chuàng )新設計理念、科學(xué)合理地應用剪力墻結構，揚長(cháng)避短。在保證建筑結構安全性的同時(shí)也要盡量滿(mǎn)足建筑結構的美觀(guān)性。
參考文獻
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