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短肢剪力墙在民用建筑结构的运用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2019-05-23 09:31:01

摘要:以短肢剪力墙的技术优势为基础,并结合工程实例对其在民用建筑结构中的应用进行分析,以确保在建筑结构的安全和稳定性能。

关键词:短肢剪力墙;民用建筑;设计;运用

随着社会经济的快速发展与人民物质生活水平的不断提高,人们对建筑结构设计和居住空间等方面有了更高的要求,这便使得建筑设计单位对民用建筑结构设计更加重视。因此,短肢剪力墙应运而生[1-3]。如何合理地使用短肢剪力墙技术,确保民用建筑结构的稳定性和安全性是目前建筑单位亟需研究的问题。本文针对短肢剪力墙的优势进行分析,研究其在建筑结构中的设计和运用情况,以期为同类工程提供参考。

1短肢剪力墙的优点

短肢剪力墙是建筑行业新兴起的一种结构形式,它是剪力墙与异形柱的结合体,这种结构形式通常被运用于民用住宅的施工过程中,短肢剪力墙的截面厚度都比普通剪力墙的厚度要薄,一般设计在200~300mm之间。同时,各肢横截面高度和厚度的比值在4~8之间。民用建筑结构设计中运用短肢剪力墙,相比于普通墙面而言,灵活性能比较高,可以根据具体的施工要求对墙体数量和尺寸进行控制,同时,能够更好的连接墙柱,避免框架结构突出墙面。利用这一特点可以使得设计师进行合理地布局,能够让建筑空间更加美观,并且短肢剪力墙中相对降低了钢筋混凝土的使用,能够有效地节约建筑施工成本,从而提高建筑工程的经济效益。因此,短肢剪力墙受到建筑施工单位的喜爱。短肢剪力墙不仅能够减轻结构自重,还具有抗侧力的功能,因而更适合建设楼层较高的建筑。而城市化发展进程加快和城市人口基数大等使得住房问题一直是人们关心的热门话题之一。如果能够将短肢剪力墙广泛运用于民用建筑中,就可以在满足抗震性和稳定性的同时,对建筑楼层进行合理加高,并可以在有限空间内实现建筑空间的最大化,从而满足居民对居住空间和造型的要求。同时,基于短肢剪力墙可以将墙肢与连梁运用到墙体内部,还可以起到美化建筑空间结构的作用。

2短肢剪力墙在民用建筑结构中运用的注意事项

2.1短肢剪力墙的数量及分布
虽然短肢剪力墙优点较多,但是在施工过程中建筑单位应合理使用短肢剪力墙结构。如果短肢剪力墙的使用数量过少,则达不到建筑结构对刚度和强度的需求;如果布置数量的过多,则会大大增加建筑施工的成本。因此,建筑施工单位应当合理控制短肢剪力墙的使用数量,使之与传统墙面结构相结合,在保证建筑满足抗震能力以及抗侧力等性能的前提下,有效地保障建筑施工单位的经济效益。同时,在设置短肢剪力墙时应分布均匀,不应过于集中,这样才能使剪力墙结构形成抗侧力,保证建筑结构的稳定性。

2.2短肢剪力墙的形状
短肢剪力墙具有灵活性,可以根据建筑需求改变其形状和位置。但是,在设计师设计民用建筑结构图纸时,应当结合实际施工情况和开发商的需求对短肢剪力墙的形状进行合理设计,切忌随意更改剪力墙形状,更要避免使用一字型,建筑施工单位比较常用的形状有T型、L型以及十字型等。只有对短肢剪力墙结构进行合理设计,才能保证短肢剪力墙可以充分贴合墙肢和连梁,发挥剪力墙自身的优点。从而避免因注重短肢剪力墙形状而导致建筑结构出现缝隙,给建筑工程带来安全隐患。

2.3短肢剪力墙的高度
在民用建筑结构设计中,工作人员要严格控制好短肢剪力墙的高度。短肢剪力墙的高度与建筑结构的抗侧力、抗震能力成反比,即剪力墙越高,建筑物的抗侧力就越低。因此,短肢剪力墙高度设计关系到建筑整体结构的安全性与稳定性,设计时应给予足够的重视。

3短肢剪力墙在民用建筑结构中的运用

3.1工程概况
某建筑施工单位准备在建筑面积为405m2的土地上进行住宅楼的施工,该项目建设楼层为11层,单层楼高2.9m,楼体长度为30m,宽度为25m。另外,开发商对建筑施工提出了一定要求,其中包括建筑空间内部不得有露梁柱的问题,还需要安装电梯间。基于当地的地理环境因素,建筑结构应当在保证抗震性的同时,能够使得居民的建筑使用空间最大化。为了满足开发商要求,并合理的节约施工成本,在进行建筑设时,设计师使用了短肢剪力墙结构进行设计。现对相关建筑结构数据分析见表1.

3.2短肢剪力墙门窗洞口的设计
建筑结构设计中,除了要考虑建筑整体结构的稳定性和安全性,还要充分考虑采光问题,即窗户洞口的设计,以及各个房间的进户门门洞设计。通常设计师在绘制民用建筑结构图纸时,都会预留出门口和窗口的位置,并结合门窗洞口的设计来确定短肢剪力墙的形状和位置。由于该工程中的单层楼层高度为2.9m,在设计洞口的时候要注意洞口高度和宽度的设计,在保证美观性的同时又不影响使用。在设计带有门窗洞口的剪力墙时,应特别注意墙肢和连梁的设计,要确保短肢剪力墙应力分布均匀,避免带有洞口的剪力墙墙肢与整面剪力墙的刚度差距过大。此外,在短肢剪力墙门窗洞口的设计上,如果需要设置错动剪力墙,应当确保洞口错开足够的距离,避免出现洞口叠合的情况,以免影响墙肢的规则性。

3.3短肢剪力墙的抗震设计
为了提高民用建筑结构的抗震性,建筑单位在进行结构设计时,通常会利用短肢剪力墙来进行加强。一般情况下,建设单位会选择短肢剪力墙的底部进行抗震加强设计。因此,在进行建筑施工时,应当保证短肢剪力墙底部墙体厚度≮200mm,而其他部分≮180mm。在对剪力墙底部进行加固时,施工人员可以使用石子与混凝土进行配比完成加固。同时,在施工完成之后,工作人员应当对剪力墙底部的棱角和毛糙点进行打磨,保证剪力墙的平整度。此外,工作人员应当保证建筑结构中的各短肢剪力墙之间能够保持对齐和拉直,使之与连梁构成较规则且连续均匀的抗侧力。同时,还要保证短肢剪力墙具有相应的延展性,在进行抗震加强时,除了要对剪力墙底部进行加固,还需要对连梁进行加固设计,科学地计算连梁的施工位置,确保短肢剪力墙能够与梁体之间相互连接,这就需要对剪力墙的形状进行设计,保证短肢剪力墙与梁体之间不会因为形状设计而出现缝隙,从而确保剪力墙的稳定性。

3.4短肢剪力墙结构设计
在进行短肢剪力墙结构设计时,设计师可以充分利用信息技术来进行科学规划,保证剪力墙结构设计的合理性。通常情况下建筑单位会选用SATWE法进行设计,该项技术通过计算机能够模拟建筑物的受力状态,从而为设计师分析出剪力墙的合理结构。设计师应当将系统给出的结构设计,与实际施工工程情况相结合,来全面分析短肢剪力墙的最终结构设计,从而保证短肢剪力墙的结构稳固、分布合理。在短肢剪力墙结构中,最需要注意的是结构变形以及承载力不够等问题。由于此工程中,开发商有着一定的要求,因此,在设计短肢剪力墙的结构问题上,就要充分考虑对梁柱进行隐蔽设计。同时,为了保证居民对建筑空间的使用功能,设计中要充分考虑承重墙的位置、剪力墙的分布情况等。由于短肢剪力墙的形状趋近于异形柱,则短肢剪力墙常会被建设在楼梯间的位置,与电梯间相连接。同时可以利用短肢剪力墙形成筒体结构,在其他地方则沿着内外墙交界处,采用小开间的方式布置短肢剪力墙。

4结语
建筑施工单位应当重视短肢剪力墙的重要作用,并结合短肢剪力墙的相关设计要点,根据实际工程的需求进行综合分析。在施工过程中要将短肢剪力墙与普通墙面进行结合使用,保证剪力墙的结构和分布科学合理,从而保证合理节约建筑施工成本。同时,还应当对剪力墙的底部进行加固,保证建筑结构的抗震性。另外,要合理选择剪力墙的结构,使剪力墙能够充分与连梁和墙肢相结合,从而提升建筑结构的安全性能。

参考文献:
[1]蔡世豪.小高层住宅剪力墙与短肢剪力墙结构方案对比分析[D].邯郸:河北工程大学,2017.
[2]郭东亮,马彦飞.高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计探讨[J].建材与装饰,2018(13):77-78.
[3]刘成清,韦小丹,倪向勇.短肢剪力墙抗震性能理论分析与数值模拟[J].西南交通大学学报,2016,51(4):690-696.

 

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