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建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用苏飞

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第6期作者：苏飞

[导读] 摘要：在社会经济发展的当下，人口基数不断增加，土地资源日益匮乏，建筑工程项目中高层建筑的比例逐渐提升，同时人们的建筑工程质量安全意识也逐步提升，基于此，建筑工程必须不断提升自身的剪力墙结构设计能力，全面提升建筑工程的质量安全，以满足建筑使用者的需求。

        山东省齐鲁装饰设计院山东济南 250032
        摘要：在社会经济发展的当下，人口基数不断增加，土地资源日益匮乏，建筑工程项目中高层建筑的比例逐渐提升，同时人们的建筑工程质量安全意识也逐步提升，基于此，建筑工程必须不断提升自身的剪力墙结构设计能力，全面提升建筑工程的质量安全，以满足建筑使用者的需求。
        关键词：建筑工程；剪力墙结构；设计
        自21世纪以来，经济发展和科技发展的速度越来越快，人们在日常生活中对于居住质量和居住条件的要求也越来越高，因此在建筑行业的发展历程中，部分建筑工程为了满足人们提出的要求，取得更高的经济利益，在其建筑结构内的各个相关环节进行了设计形式方面的改变，所以，剪力墙的结构设计也会在建筑工程中被改变一部分。与此同时，因为剪力墙自身所具有的高强度性和防震性在建筑结构中所承担的重要性非常之高，因此剪力墙的设计工作要使设计成果在实际中得到更加全面的应用。
        1剪力墙结构的概念
        在建筑工程中，剪力墙结构又被叫做抗震墙、结构墙或者抗风墙，属于一种剪力墙体，其本身的实际厚度较薄，但是其建设规模大，一般情况下会采用混凝土材料来替换传统建筑中的框架主梁，用以承载各种来自外界的压力，其本身的承重能力较强，和建筑中的梁柱所承担的压力不相上下，并且还对水平力具有控制能力。剪力墙结构属于建筑物整体中的支撑部分，一般情况下不会被破坏或者拆除，其所承担的压力源主要来自于地震等自然灾害或者外界风力造成的水平荷载，对抗源自外界因素带来的压力破坏，能够在很大程度上保证建筑的安全性和稳定性。依据墙体的实际开洞情况，一般会把剪力墙分为多肢型剪力墙或者双肢型剪力墙以及框架式剪力墙等不同类型。
        2剪力墙结构的优点
        2.1稳定性强
        剪力墙结构作为建筑物的荷载结构，必须要具备足够的稳定性才能使得建筑更加的牢固。社会发展使得建筑的数量越来越多，而且为了节约土地资源，为生产生活提供更多的场所，建筑的高度也持续增加，越高的建筑对稳定性的要求越高。剪力墙被应用到建筑结构中，大大提升了建筑的稳定性，对保障人们的居住质量有重要意义。
        2.2安全性高
        安全是我们从事一切活动的前提，因此各行各业都非常重视安全问题。建筑行业的安全问题尤为重要，建筑稳定性强，遭受自然灾害影响就小。剪力墙结构的设计将会提升建筑的安全性，尤其是在当前建筑性能更加完善的现在，不能过于追求建筑科技性，降低安全要求。建筑建设的各个环节必须按照建筑行业的规定展开工作，确保建筑的安全性。
        2.3提升建筑抗震能力
        剪力墙结构的主要作用就是利用自身结构设计的强抗震能力，提升建筑的稳定性。近年来我国地质灾害频发，尤其是地震灾害，地震的不可预测性以及强大的破坏力更是威胁着人们的安全健康，剪力墙结构的作用就是其高强度的承载力，降低地震对建筑的影响，维护人们稳定的生活。
        3剪力墙结构在建筑结构设计中的应用
        3.1科学选择剪力墙肢的厚度和长度
        设计剪力墙结构时，需要根据实际情况来合理选择墙肢的长度，墙肢的长度过长或过短，都会直接影响剪力墙结构的质量，不利于剪力墙结构稳定性的提升。墙肢的厚度也是关键因素之一，在设计厚度参数的时候，应当从剪力墙结构的刚度来考虑。通常情况下，高层建筑剪力墙结构的墙肢体厚度应为20cm，与其填充墙厚度保持一致。但是如果高层建筑中没有设计地下室，基础埋深需超过250cm，墙体的高度应达到500cm以上，墙肢的厚度要高于填充墙厚度。

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下墙肢的长度不可超过800cm，下跨的高度要大于600cm。另外，在确定墙肢厚度和长度的时候，还可以从两方面着手：一方面是设计抗震墙的厚度，严格按照施工标准中的要求来设计参数。一般来说如果抗震性达到一或二级，其厚度至少要达到16cm以上，而且要大于层高长度的1/20；若是达到三级或四级，墙体厚度应当等于或大于14cm，并且要大于层高的1/25。底部加强部位的墙肢厚度参数同样可以根据级别的不同来进行设计，一级和二级的时候其厚度要大于层高的1/16，且要在20cm之上；三级和四级的时候厚度要大于层高的1/20，不小于16cm。合理的墙肢厚度、长度设计，有利于加固剪力墙结构，使其更加安全。
        3.2钢筋的配置
        剪力墙的墙体在此结构中最为重要，起到主要的承载作用。墙体承载力较高离不开混凝土钢筋的支撑，按照国家设计建设规定选择钢筋，并且需要对钢筋配比进行验算。一般情况下，在一到三级的抗震中，垂直于水平的墙身配置率要大于25%，水平与垂直钢筋之间的间距要30cm左右。
        3.3剪力墙结构的设计定位
        为了从源头上增大剪力墙的设计安全性质与稳定性质，则应合理设计剪力墙的布置。一般沿两主轴等的方向进行双向布置设计，以适当增强建筑的侧向刚度。在设计剪力墙布置时，要始终本着一定的原则及规范，以尽可能吻合刚心和质心，有效控制、约束扭矩。在设计时应控制内外剪力墙垂直，在剪力墙中避免太繁琐的肢截面，控制简单、明了即可，以达到建筑的实际设计需要，防止剪力墙布置中出现上、下层突变刚度的问题。针对剪力墙中的洞口，宜采取规则化处理，控制门窗洞口设计得上下对齐，并且成列布置，以组成墙肢及连梁。同时，宜合理设计洞口，以防墙肢刚度差距太大，且合理设计剪力墙中外挑与内收之间的距离。
        3.4优化连梁（LL）超筋
        在设计剪力墙结构时，应专门处理好连梁超筋方面，以更加合理地控制剪力及剪压值，令它们与设计的具体需要相符，以防发生连梁超筋现象。从剪力墙结构上来看，通常会在楼层高的1/3部位，发生连梁超筋现象。倘若墙体很长，则位置相应地也会变动，且以中部位置最为常见。倘若墙段墙肢的实际截面高之间有差异发生，则在墙肢部分也会发生连梁超筋现象。具体的剪力墙剪切出现的形状变化，一般是受到了来自连梁方面的影响。倘若剪力墙无法统一连梁设计尺寸，则需要有效控制连梁截面的设计高度，以提升科学、规范的水平。同时，还应及时调整连梁的设计弯矩、剪力，增强剪力墙的整体抗震性。倘若连梁在振动下，发生皮坏问题，则墙体结构会失稳，故此应控制墙肢独立，深入研习其应力，算出最大墙肢内力，再按内力来配筋。
        3.5优化设计基础方案
        在设计剪力墙结构的环节，基础方案作为基础之一至关重要。所以，作为设计人员为了优化设计基础，则应亲自深入实际现场展开必要的调查、考察、研究工作，要求需要及时预防、妥善处理容易出现的工程质量等方面的问题。而在实际考察的项目中，则需要囊括工程现场的基本地质情况、水文条件等资料。此外，还应科学、合理地统一规划好与设计相关的专业技术标准、相邻工程的整体布局等。唯此方可有效控制最终设计好的基础方案，真正发挥出应有的作用。所以，在整个设计过程中，工作人员应不断努力修改、大力更新、尽量完善，基于制定好工程基础设计方案再予以完善，以此来严格控制其质量。
        4结语
        在建筑技能水平不断提高的当下，建筑设计及施工各方面的建设标准都有所提升。在建筑项目当中，剪力墙结构设计的作用至关重要，设计时应予以较高的重视。剪力墙结构设计是否规范会对整个建筑工程的施工进度与建筑的质量安全产生直接影响。建筑机构的设计人员必须完善自身的剪力墙结构设计技能，进而促进建筑行业的发展与进步。
        参考文献
        [1]杨叶辉.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用探讨[J].居舍，2018（10）：86.
        [2]郝如.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用探讨[J].山西建筑，2018，44（29）：61-62