建筑结构设计中剪力墙结构的应用

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　　【摘  要】随着我国经济水平在不断的提升，建筑结构设计也在不断的发展，在z建筑结构设计中，剪力墙结构设计具有承载能力，良好的结构刚度和优良的抗震抗风性能等特点，并得到了广泛的运用。在进行剪力墙结构设计的过程中，需要设计师具有丰富的理论基础，并且将理论基础运用于实践，在实践中解决产生的问题。因此，本文对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行了分析，希望能够提升建筑工程设计水平，从而提升建筑设计质量。
　　【关键词】剪力墙结构设计;建筑结构;应用
　　引言
　　随着城市可用土地面积的缩小，城市建筑大都采用高层建筑，高层建筑对建筑结构的稳定性及抗震性能有较高的要求，使得剪力墙结构在高层建筑结构中的应用较为广泛。剪力墙结构的平面与壁厚相同，且室内存在突出的框架柱，不仅可以提升建筑结构的稳定性，还可以提升建筑的空间利用率，具备显著的经济效益及生产效益。因此，对于剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究是很有必要的。
　　1剪力墙结构分析
　　1.1剪力墙结构概述
　　建筑剪力墙结构主要是指在进行建筑房屋及其附属物中用于抵抗地震，风负荷等水平荷载影响的墙体。建筑剪力墙的设计能够增加建筑结构的稳定性以及荷载能力，防止建筑受到地震、风力等的破坏。目前来讲，使用较多的建筑结构主要有框架结构、框筒结构、混合结构和剪力墙结构等。在众多的建筑结构中，剪力墙结构在建筑施工中得到了广泛的运用，主要是由于其具有抗侧刚度高，抗震性能优越，用钢量较小等特点。在剪力墙结构的设计中，利用最多的建筑材料是钢筋混凝土，用来承受横向和竖向荷载力。
　　1.2剪力墙结构的分类
　　在进行剪力墙结构设计时，可以结合墙体是否需要开洞以及需要开洞的尺寸将剪力墙分成4个类型，分别是整体墙、小开口整体墙、连肢墙以及壁式框架。（1）整体墙是指进行剪力墙结构设计时不需要进行开洞的墙体，或墙体开洞面积小于整个墙体面积的15%的墙体。（2）小开口整体墙是指墙体开洞面积大于整体墙总面积的15%，但是洞口依然是比较小的墙体[1]。（3）连肢墙是剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力通过洞口之間的连梁连在一起的一系列墙肢承受，故称连肢墙。连肢墙的墙体开洞数量较多而且面积较大，因为墙体的洞口多且面积多，直接破坏了整个墙体的承载力，因此，为了避免墙体出现变形进而造成质量以及安全问题，需要通过一系列的连梁约束墙巩固连肢墙的质量。（4）壁式框架剪力墙的洞口尺寸比较大，而洞口上的连梁线刚度已经接近或大于洞口侧边墙体的线刚度时，剪力墙的受力性能就发生改变，非常接近框架的受力性能，在进行壁式框架设计过程中，能够在弯矩图上看到明显的反弯点和突变。
　　2剪力墙结构设计在建筑过程中的应用优化
　　2.1选择合适的地理位置
　　在建筑项目的实施中，需要选择合适的地理位置。建筑施工需要根据施工场地工程地质条件的差异分析在地震条件下建筑物遭受的破坏程度，因此，在建筑施工之前要对工程地质条件进行勘察，选择具有抗震的有利场地，对于施工不利的地段，要着重的分析由于场地条件产生的结构破坏等因素，对不能避免的场地要采取科学的措施进行解决。避开抗震不利场地，尤其是对具有严重危险性场地以及不利场地要进行排除，不能作为建筑用地使用。在进行建筑施工场地的选择过程中，要对地基、场地、建筑承受的抗震破坏作用大小，特征进行分析，对其进行分类，然后依据不同的特点进行抗震措施的合理研究，结构工程师根据结果对不利的地质环境进行规避。
　　2.2加强对剪力墙连梁设计的优化
　　为了更好地提高建筑工程剪力墙结构设计的质量，在设计过程中，设计人员要注重对剪力墙连梁设计的优化，连梁主要用于连接墙肢，当墙肢由于外力的影响而出现变形或超筋的问题时，会直接影响建筑工程的质量，进而威胁人们的人身安全，因此，加强对剪力墙连梁设计的优化非常重要。（1）进行连梁设计时，要结合建筑工程实际情况适当地降低连梁高度，避免由于高度超标而导致变形现象的发生;（2）要加强对结构塑性的控制，设计人员要加强对剪力墙连梁的抗震设计;（3）为了避免剪力墙出现超荷载现象，进行连梁受力计算时，要进行多次反复计算，保证连梁受力分析的准确性。一旦出现剪力墙超筋情况，施工人员要及时采取措施，严格控制剪力墙的受力，选用铰接的方法进行处理。
　　2.3连梁调整
　　若是结构设计出现连梁的跨度比低于五这个数值，那么建筑所受总弯矩所占较小比例的是只有极小部分室友竖向荷载造成弯矩，同时水平荷载作用会产生较大反弯变形引起剪切变形，最终使得墙体内部引起剪切裂缝。如果连梁跨高高于五这个数值时，则总弯矩所占较大比例的主要是受到竖向荷载作用引起的弯矩，其受力情况基本与一般框架梁一致。因此设计需要严格要求结构中连梁跨高比的大小，有效做到剪力及弯矩避免在抗震组合作用下发生不符合设计规定情况。为了安全起见，实际建筑进行剪力墙的结构设计需要设计人员充分分析工程情况，做到具体情况具体分析，同时调整好横梁距离，尽量保证最终工程建筑满足抗震要求，并在保证建筑质量情况下减少成本支出。
　　2.4平面布置
　　剪力墙开始布置时必须注意平面布置的墙体情况，剪力墙虽然有着竖向荷载较强承受力，然而横向荷载仅有较弱承受力，剪力墙结构体系中横向荷载多数依靠楼板负担，因而布置墙体时保证刚度的中心及墙体质量的中心处于同一中心点，使得剪力墙的设计体系保证结构对称布置平面，降低不对称产生的结构扭矩，此外设计尽量沿不同方向双向开展结构布置，这样可以有效避免单项墙体由于布置的侧向刚度差异过大。
　　2.5加强对剪力墙边缘构件的优化
　　进行建筑工程剪力墙结构设计时，设计人员还需要加强对剪力墙边缘构件的优化，在设计过程中，可以采用2种方法进行优化，分别是约束构造边缘构件和约束边缘构造，设计方法虽然有所不同，但是最终都能有效保证墙体边缘构件的合理性。进行边缘构件优化时，设计人员需要结合相关施工规范明确剪力墙的墙肢长度，进行边缘构件优化主要是针对剪力墙中的翼墙、暗柱以及端柱进行的，因此，在施工过程中，施工人员可以适当增加端柱和暗柱的截面尺寸以及配筋数量，从而更好地保证剪力墙的质量。
　　2.6剪力墙中大墙肢的处理
　　剪力墙结构自身来讲，具有很强的延展性，在具体的施工过程中，要尽可能的避免把高桩结构作为设计目标，这样的墙体会影响建筑物的稳定性，降低剪力墙结构的刚度。但是，如果剪力墙的长度比较小，又会使墙体产生裂缝，使墙体配筋的支撑效用受到影响，进而影响建筑物的稳定性，降低建筑物的质量，对用户的生命安全受到威胁。要想对上述现象进行规避，在进行剪力墙结构设计的过程中，根据建筑物的实际需求进行设计，要对剪力墙进行留洞，对剪力墙的支撑效果进行检测，并运用一定的计算方法对大墙肢的实际承受能力进行分析。在施工完成以后，对预留的洞口进行填筑，这样能够把长墙变为短墙。
　　结语
　　随着我国经济的发展，我国建筑工程的数量也越来越多，建筑高度也越来越大，剪力墙在建筑过程中的应用也越来越广泛，为了更好地保证剪力墙的质量和结构的合理性，设计人员要加强对当前剪力墙结构设计的优化。
　　参考文献：
　　[1]李彬.高层建筑剪力墙结构中剪力墙布置优化研究[D].赣州：江西理工大学，2018.
　　[2]赵博猷.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].民营科技，2017，（04）：142.
　　（作者单位：华诚博远工程技术集团有限公司）
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