浅析框架剪力墙结构中剪力墙设计的要点

杜荣燕

摘要：框架剪力结构是一种普通的建筑结构,具有出色的抗震效果,适用于高层建筑。在框架剪力结构中,剪力墙的设计是一项相对重要的任务。在设计活动中,设计者应当严密审核设计工程项目的产品质量能否达到有关技术标准的规定,并合理确定厚度。厚度确保了框架剪力结构的稳定性,在设计过程中将其与实际工程相结合,从而不断优化设计计划。

关键词:框架剪力墙;设计;要点分析

1高层框架剪力墙受力特征

钢筋混凝土框架结构变化是突出的特点,主要体现在剪切性能方面。从变形曲线来看,由于钢筋混凝土框架结构基本上是高度相似的。所以可将构架抗推刚性为依据进行对水平受力的分摊,从而体现构造科学合理化。剪力墙的构造自身曲线表现也存在着多样化,首先就是具有梁臂屈曲的特性,由于高度的持续增加会导致移动曲线持续增加。而大致相同的移动曲线也存在于最常见的剪力墙构造中,由于剪力墙内部也同样会有对水平受力的分摊,结果呈现为S形均匀分布于剪力墙之中。由于底部楼面的抵抗剪力能力比较强,所以不容易发生变化的现象,尤其是对于中高层建筑框架剪力墙结构构造更是如此。屋顶楼面结构构造可以通过对底部剪力墙构件的合理支承,从而获得了对外拉变形现象的合理对抗能力,在适当水平程度上对水平剪力的合理承受。从结构构造本质上来看,由于框架剪力墙构件是一个变化构件,具备着互相协调的特性,因此最后可以获得对整个建筑工程构件稳固性的合理增强,这对于整个建筑工程防震效率的改善具有很大意义。

2高层建筑框架剪力墙结构设计要点原则

2.1剪力墙平面内外承载力及刚度适当

设计时注意了剪力墙水平内外承重与刚性相应的规律,可确定剪力墙平面外承重及刚性相应较小,而水平内承重与刚性却相应很大。实际施工活动中,墙与水平外横向的剪力墙的联结形式是单边联接,这样往往造成墙肢水平的弯矩,由于一般的结构施工对墙的水平上的强度和刚性的验算量不够,以及特殊的施工要求,一般不宜使用水平的单边联接形式,如果采用水平的单边联接形式,可采取适当的措施,提高剪力墙水平的稳定性。

2.2楼层间剪力系数最小

其实在工程施工阶段中,要按照各楼层之间的剪力系数最小化的规律,合理减少建筑物重量,以避免因建筑物的抗腐蚀性减小从而产生重大安全隐患的现象,建筑设计方和建筑施工方可以依据短肢剪力墙承受力矩的不同,通过具体改变建筑物的剪力系数的最小值,在确保建筑物安全的情况下,通过适当减小短剪力墙的重量,对短剪力墙构件的横向强度进行合理增强,就能够合理减少整个工程的建设成本和资金损失,在适当程度内增加了项目建设和企业的资金效益。

2.3层间位移最大化的层高比

由于一般楼层之间出现的扭曲变化大多是由于扭曲和剪切,从剪切变化程度来说,它主要受建筑物构件中的竖向结构影响。因此竖向结构应当按照实际施工状况加以合理调节,确保数量适当,确保楼层之间没有发生的扭曲变化或变形程度较小。因此在实际的大型高层建筑架构设计和建造的过程中,应该着重对结构层间位移最大化和层高比进行实时监控,以减少结构扭曲变化,从而提高了整个建筑物构件的稳定性和强度。

3高层建筑框架剪力墙的设计应用

高层建筑结构受自身特性的制约,必须具有相应的结构功能,在施工的过程中不但要充分发挥出建筑本身的实用性功能,而且还要确保结构的性能要满足相应要求,更关键的是大型高层建筑结构都很易于受到雷电和地震等的冲击,所以在对建筑构件的防震特性方面就有很大的需求。而剪力墙框架正好具备较强的安全性,施工过程也比较简便一些,从而更有利于运用在大型高层建筑的实施中。但在较多的施工案例中,需要格外重视砌体构件的连柱结构和墙肢结构。

3.1连梁设计

在建筑构件的连梁设计过程中,施工人员应格外重视这些问题。

1)连梁设计对钢筋的材质也有很大的需求,在钢筋混凝土框架结构的施工过程中,连梁的选择以及连梁浇筑的品质都是相当关键的,要想钢筋砼框架结构所发挥的效果满足现代建筑的标准,就必须控制好框架浇筑的品质,要对最主要的浇筑材质——砼的品质控制得好,提高了砼的强度等级同时,就必须提高了砼所发挥出的机械性能,如此才可以确保连梁设计的抗剪力有所提高。一旦对混凝土材料的品质不能掌控得好,连梁的设计过程就会受干扰,整体钢筋混凝土框架结构的实施工作就会出现问题,使得整体的施工结构在后期维修的时候都会产生困难,或者产生了钢筋混凝土框架结构严重开裂的现象。

2)在连梁的设计流程中,需要限制好连梁的身高以及剪力墙的孔洞长度等。在连梁设计环节,最重点的工作内容便是设定好孔洞的长度,而设计标准则是要根据构件的强度加以提升,在这个过程中需要限制好关于孔洞长度以及连梁高度的各种数据参考。通常的情况下,这二项参数都是成反比的,但是如果连续梁的标高有下降的话,就需要适当的措施提高孔洞的跨度,这二个参数也只有达到良好相互作用的状况下,建筑物的总体抗震性能才大大提高。所以,要想进一步提高建筑物整体抗震的性能,就必须对连续梁标高和剪力墙孔洞标高这二个方面进行调节工作。

3)在连续梁的设计工作中,需要对其刚性有效的折减,这可以降低钢筋混凝土框架结构的开裂现象产生。而连续梁的刚性在折减后可以对设计内力产生分散的影响,从而减少了整体结构产生开裂的概率。在刚进行连梁设计工作的时候就必须做好结构强度的折减工作,通过计算强度的参数,以及有关技术的参考,严格地按照工程设计的规范来进行施工。框架剪力墙的构造则更为特殊,在对连梁刚度限制的同时,还必须利用配筋的工作使构架的结构效能提高起来。

4)应根据剪力墙框架的强度进行调节,这符合连续梁结构的要求。如对剪力墙强度的要求很高时,就要增加结构强度的同时,也必须把建筑物总体结构的安全性掌握得住,以防止有安全隐患。综合而言,在连墙的设计工作中,许多方面都应该加以重视,专业的设计领域也相当广泛,不光是结构强度方面,还是防震、抗剪等功能方面,也都必须满足剪力墙的结构设计标准。

3.2墙肢的设计

墙肢的研究工作可以从这样一些角度来加以研究与探索:首先,必须掌握好墙肢的厚薄。主要是墙肢的厚薄对整体剪力墙构件的稳定性与可靠性都产生了很大的作用。所以,必须对它加以科学的研究。因此,必须按照我国的有关要求在建设的进程中遵循科学的程序与要求进行实施。在实际的建筑设计工作中,可能会出现以下各种状况的问题,由于大型高层建筑属于居住建筑物的主要构件,所以,墙肢的厚薄与剪力墙的实际厚薄必须一致。一般情况下,对其厚度范围的标准都是在二百的范围内。但如果高层建筑工作中没有地下室构造,就必须对同一平面的基础构造加以特别注意。最好在设计方案的选定时,对各种可能干扰的各种因素加以控制和考虑,一般来说,一字型的设计更为有效。第二,剪力墙的结构设计,随着建筑愈来愈高,房屋的整体功能要逐步增强,所以,建筑时,必须要求房屋有较好的其功能特点。所以,在做剪力墙结构建筑设计时,应该采取双面建筑设计,以合理的构成整个建筑体系的空间要求。另外,由于对房屋的抗震特性有了更多的要求,所以,在剪力墙结构时,不得在需要抗震设防的地段采用单向剪力墙结构。在进行剪力墙结构时,应该保持平面均匀分布,刚度中心一定要与房屋的全部质心相互重合甚至是尽可能接近,这样才能在较大限度上降低扭转效果。

结语

在现代建筑设计中,大多数施工队都采用框架剪力墙结构的施工技术,该技术的推广和使用满足了人们对建筑质量和美观的双重要求。随着人们品味的提高,技术要求也越来越高,因此需要不断创新和改进技术。每个人都对该技术及其未来的发展有一定的了解,未来该技术才将变得越来越完善。

参考文献：

[1]谢日涛.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用探究[J].房地产导刊,2020,000(005):39.

[2]吴树明.建筑结构设计中剪力墙结构的设计理念[J].工程建设与设计,2021(10):3.