装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计
摘要
关键词
装配式建筑;结构设计;剪力墙结构
正文
前言:装配式剪力墙工程所涉及的内容非常多,整个建设过程较为繁杂。才能在建设过程中完成建设工作,需要对既有装配式剪力墙结构施工组织进行全面研究。在建设中,认清当前形势,结合实际,为了确立剪力墙结构的一般施工工艺及方案,为了达到各方面因素得到有效调控,保证墙体结构安全等。以保证施工的顺利进行,要对建设过程的各个环节进行合理的调整,才能达到资源的合理配置,提升施工组织管理水平。
1剪力墙结构概念
剪力墙结构主要是采用混凝土和墙板的混合物来替代框架结构,并承担各种各样的内力。与框架结构梁柱相比,剪力墙更加的薄,但承重力要相对较好。其次,剪力墙结构采用的是横纵交错,当墙体处于一个较为适合的位置时,又能对空间起到一个良好的分割作用。除此之外,剪力墙的结构一般为平板结构,在建筑施工时可以避免建设房梁的麻烦,直接将空间有效地利用起来,因此,还比较适用于高楼大厦的建设。
2装配式建筑结构当中剪力墙结构设计原则
2.1最大位移和层高比调整
在剪力墙结构设计中,想避免各层之间不会发生较大位移,小有效地处理了剪切变形和其他问题,且设计者也应对不同楼层间的最大位移和高层间的比例调整原则进行考虑,从而保证了剪切结构的合理、合理、合理地确定了其在装配式建筑中的整体需求,保证了其在工程中的使用价值,为其在实际工程中的推广提供了有力的支撑。
2.2最小建立系数调整
与目前的组装式建筑结构的设计状况相联系,对剪力墙结构的设计与布局的各个方面都进行了全面的考量,并对有关水平地震力的条款进行了严格的规定,让剪力墙结构在实际中的运用得到了很好的降低。在对大开间剪力墙的应用情况进行分析时,提高了作用时的横向刚性,在具体的操作过程中,设计者人员要根据各楼层间最小剪力系数调整原则,适当的增强抗震能力,保障剪力墙结构设计工作顺利的开展。
2.3连梁超限调整
为了充分保证剪力墙的设计工作达到了期望的目的,而且达到了设计工作的可靠,实质,设计者必须根据连梁超限调整的原理来进行设计,同时,还必须对剪力墙连梁的跨比进行了严格的控制,既要保证剪力墙的最大弯矩,又要确保剪力能够被合理地控制在适宜的区域,而且要对连梁跨比和跨幕进行了相应的提高。且还需要充分的考虑工程的造价情况,并且对于连梁的跨比和高度也做了同步的调节,提高剪力墙设计效果,充分发挥该设计结构于装配式建筑建设中的价值和作用。
3装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计要点
3.1标准参数
在设计中,需设定标准参数。一般来说,在装配式建筑结构剪力墙设计中,需对振型数进行计算,为了判断系数好坏,为了保证设计能够超出初始设定值,保证建筑结构设计合理。进行振型数选取时,要充分考虑建筑物实际类型,对于高层建筑物而言,一般在15以上。进行参数设置时,分布筋配筋率在一般情况下垂直分布也需进行计算,配筋大小要按实际配筋比率来决定,为了减小总体计算结果中存在的偏差。采用基于实际配筋比率的方法,可方便地改变最终受弯钢筋数值。最后在标准参数的设置上,最小地震剪力系数的测定是十分必要的。以装配式建筑结构设计实践为出发点,对结构设计参数进行了分析,认为最小地震安装系数的确定,作为满足抗震效果要求的一个关键准则,最小地震剪力系数也是用来衡量低强度结构稳定性及抗压强度的指标,在低烈度区,中,高层建筑底层的最小建筑系数均低于设计要求。
3.2平面结构
装配式建筑结构剪力墙结构设计要求平面图结构布置好,在一定的运作中,应遵循完整性原则,并且应该简单且均匀对称。平面结构布局时,如建筑结构长,宽大,特点不规则,然后一定要安放适当温度伸缩缝,才能保证构造合理。如可按周边布置原则进行作业,为实现提高结构整体抗扭强度。对结构质量中心,保证结构刚度中心与剪力墙的有效吻合是十分必要的。这种布置方法可以确保在诸如地震的突然灾难的情况下将扭力对结构的影响控制在合理范围内。
3.3竖向结构
由于在转化时,竖向承力元件会影响房屋竖向刚性,所以房屋纵向方向上,需增加剪力墙转化层纵向构造,以此确保剪力墙稳定性。为了实现对框架的抗震性能的有效调控,需要在受控的墙体中设计一种由上部到下部的整体传递方式,保证墙体的整体传递方式,并防止墙体在横向上发生多层次的变形。在转换梁顶壁和中撑杆的定位上,需要在其上开出相应的开孔,以提高其垂直受压能力。若要在建筑中进行多层次的过渡,则在该过渡层基础上采用相同的传力方式,并在其主要部分增加垂直抗侧构件以确保整体的平顺性。
3.4剪力墙厚度控制
剪力墙结构的设计方法与上层建筑的稳定性有关,为了能够实现其基本的设计品质,要按照稳定性原则展开建造方案的设计,这是十分关键的一环。要对墙面的总体厚度进行多个连接,如果墙面的总体厚度比一个固定标准要大,那么设计人员可以对墙面的端部展开多个连接点的设计,而且还可以用加强后的钢筋插入这些连接点上,从而可以全面地提升墙面的稳定性和抗偏移能力,同时还要让墙面基本厚度,刚度要求、承载能力要求都得到了充分的保证,从而让承受压力过大的墙面由钢筋来支撑,从而保持结构稳定,还可以防止因为各种自然环境的影响而导致的墙面开裂,结构性位移,形变等问题。在工程建设人员对剪力墙结构的各个基础性能展开的时候,必须要结合具体的环境条件,对其进行准确的分析和预报,以建筑物的层数和其基础构造为依据,调节了剪力墙的宽度,并在其上做了某些的修改,选择了可以提高其承载能力的材料,选择了分散应力的合适的支撑,在剪力墙与楼板之间,在门框相接的地方,通常都设置了几个支撑点,保证了高层建筑的强度可以达到计划的地震能力标准的需要,并主动地使用可以发挥其加固效果的各类工程材料,对建筑物的底层剪力墙结构的墙厚进行强化。
3.5剪力墙连梁设计
建筑的抗震性能与连梁性能有关,因此连梁也是剪力墙设计中的重点考虑对象。需考虑到连梁的稳定性要求,结合建筑使用条件验算其强剪、弱弯等,根据验算结果调整连接纵筋布置方式,保证布设位置、数量均具有合理性。同时对连梁的截面形式加以优化,以保证连梁的质量,再通过可靠的连梁提高剪力墙的性能。还要注重连梁的参数设计,根据工程资料计算截面抗剪参数,合理控制跨高比,协调各项参数,形成科学可行的参数组合。
3.6剪力墙边缘约束构件设计
在抗震抗震设计中,往往忽视了对边框的考虑,但事实上,边框在整个抗震抗震体系中发挥着重要的功能。通常而言,剪力墙体的边框结构可以划分成两种类型:一种是受压型边框结构;对比分析表明,承载能力低于40%情况下,其在整体区域内能量消耗会降低,从而影响结构整体稳定性。另外,设计人员要对建筑现状进行综合分析,确保剪力墙设计质量基础,确保其满足现代社会建筑结构要求。
3.7剪力墙框架梁设计
从整体上说,框架结构在装配式建筑中起着举足轻重的作用。与传统的剪力墙结构相比,该结构具有重量轻、搬运方便等优点。另外,在低层建筑中,采用相似的框架结构,符合当前的绿色环保理念。在建造的时候,预制层合板和层合板都是从工厂里生产的,然后运送到工地进行焊接和浇铸,最后才能完工。在框架结构设计的各个环节中,应着重于下列方面。一是要重视框架结构的焊接设计,要充分考虑到它所能承受的压力,并根据不同的位置采用不同的焊接方式。在此基础上,对结构的内力和内力均有较大的影响。因此,可以在结构设计中逐步进行计算。其次是整个构架必须要平整,特别是构架内部支撑的稳定性。在此应指出,在框架的内部构造中,梁、柱的中心线必须在一个平面上,而且方向相同。此外,就梁和柱而言,在连接部位应采用刚接点法,以保证地基的牢固;混凝土必须达到C30或更高的级别。
3.8剪力墙截面厚度设计
建筑剪力墙结构设计中,需考虑剪力墙截面厚度,以提高房屋整体结构设计安全性、可靠性。目前我国建筑结构设计相关规范中明确规定了剪力墙最小厚度。若建筑抗震设计时,还没有启动,那么剪力墙的最小厚度应该设定为整栋建筑层高的五分之一或更大,并在建筑层高160mm以上;如果目前是在建筑抗震设计阶段,剪力墙的底部增强区与建筑物的抗震等级相结合,最小厚度应为整幢建筑物层高的十分之一或更大,并在建筑层高160mm以下,在上述基础上,在剪力墙结构的设计时,必须保证整个剪力墙在平面以外的刚度及稳定强度,这样就要求减小剪力墙与墙肢交接处平面外侧支撑力量,考虑了剪力墙的真实厚度,从而保证了整体建筑的安全与稳定。
4建筑结构中剪力墙结构设计优化措施
4.1加大现场调查,做好墙体保温设计
就房屋建筑剪力墙结构设计而言,从结构性能控制等方面对保温设计进行了分析,请房屋设计公司加强现场调查,搞好墙体保温设计工作,以及对这种结构进行保温控制等。房屋设计公司现场勘察中,要结合业主实际需要进行,与施工现场气候环境相结合、地理环境和房屋建筑规划使用情况入手,考察了现场条件。在取得了最基本的调查数据之后,房屋建筑结构保温设计。从而有效地保证了剪力墙结构设计基础结构的精度,以及房屋建筑从功能结构上的全面性。
4.2严控剪力墙结构设计流程
随着时间的推移,对整个剪力墙的设计流程进行了严密的把握,从而推动了整个剪力墙的设计。在这一方面,要注重对细部和创新性的设计思想的正确应用,在剪力墙结构的设计中,持续改进其控制机理,确保其有效实施。同时也要从具体的细节入手,为今后的抗震设计奠定坚实的理论和实践的依据。同时,也要加强对信息化的控制和精细化的管理,同时,要将这两种方法加以合理的利用,强化剪力墙结构设计过程控制模式优化与改进,全面提高设计方案应用及技术运行水平。
4.3确保参数数据的合理性
在进行设计时,通常会参考有关规范,在组装式建筑结构剪力墙的设计工作中,要对其进行完全模型数的确定,并根据其确定的参数,从而使其不能超过最初设置的数值,从而使剪力墙结构得到更好的设计。结构的模态数目通常根据结构的类型来选择,而高层结构的模态数目通常大于15个。对于通常的设置,对于分配筋的配筋率和纵向分布,也需要进行充分的计算,并根据接头比例来决定接头的大小,这样就减少了整体计算结果中出现的误差。通过对不同的配筋比的分析,得出了不同的受弯量。
4.4提升设计人员的专业素养
剪力墙结构的科学设计以及高质量的施工,离不开设计人员专业素养的支撑。因此,为了保障剪力墙结构设计的科学性,提升结构的质量,需要不断的加强对设计人员进行培训,提升他们的专业素养。同时,在建筑的实际建设中也要设计人员亲自到建设现场,在实践中发现设计的不足,提升设计水平。提升设计人员的专业素养可以从以下三个方面进行:一是在人员招聘上下功夫。对于设计人员的选择要充分结合自身的设计才能、资质情况进行筛选,同时也要考虑其汁液道德素养以及工作理念等,招聘专业素养和职业素养较强设计工作者。二是定期组织培训和考核,通过业务培训和能力考核来推动设计人员专业素养的进步。三是压实工作职责。通过将设计责任进行划分,让每个设计人员都带着责任和使命进行工作,并将责任和收益挂钩,从而驱动设计人员自我发展,不断强化自身的专业素养,提高设计水平。
结束语:
综上所述,剪力墙属于装配式建筑中的重要结构,在此类结构的设计中,除了考虑结构自身尺寸、配筋方式等内容外,还需兼顾剪力墙与其他结构产生的连接节点的设计,做全面的设计后,提高剪力墙设计方案的可行性。在未来的装配式建筑工程中,设计人员仍需持续探索剪力墙的设计方法,结合装配式建筑工程条件做好优化设计工作,保证设计方案的可行性,为剪力墙的施工打下坚实的基础。
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