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建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究杜欣

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：杜欣

[导读] 摘要：随着我国经济水平的提高，人们对居住建筑的安全性等要求越来越高，而剪力墙结构有着整体性能良好、抗震能力较好、弹塑性形变能力优秀、侧向墙刚度高等优点，因此被广泛运用在各类建筑物中。

        江苏筑森建筑设计有限公司西安分公司
        摘要：随着我国经济水平的提高，人们对居住建筑的安全性等要求越来越高，而剪力墙结构有着整体性能良好、抗震能力较好、弹塑性形变能力优秀、侧向墙刚度高等优点，因此被广泛运用在各类建筑物中。即便如此，剪力墙结构依旧是建筑结构设计中的一部分，有个别建筑结构是无法与剪力墙结构匹配的，建筑工程设计人员还需要结合具体工程项目情况，适宜地将剪力墙结构设计方案融入建筑工程整体结构设计方案中，最大程度地保障建筑物主体结构设计的统一性、有效性和整体性。
        关键词：建筑结构设计；剪力墙；结构设计
        1剪力墙概述
        剪力墙的侧向墙刚度高，配合优秀的弹塑性形变能力后，有一个相对比较小的位移，即便在风荷载力高或是遇到地震时，依旧能够承受一定程度的水平荷载，吸收更多的负荷能量。依据剪力墙的洞口大小、洞口排列措施等要素可以将剪力墙结构划分为多种：如果总门窗洞口面积除以剪力墙整体面积结果的百分比小于15%且建筑物结构洞口边长尺寸小于洞口之间的净距交集孔洞和墙边长度的净距，通常称之为整体墙；倘若建筑物规划需要在低层有大空间需求，建筑工程中上层结构采用剪力墙结构，利用低层框架结构承载中上层剪力墙自重及其他力的，则为框支剪力墙；建筑物结构洞口边长尺寸大于洞口之间的净距交集孔洞和墙边长度的净距，连梁线刚度和墙肢线刚度互相贴近剪力墙墙体的即为壁式框架剪力墙。剪力墙按照不同方式分类还有更多的类型，无论如何，设计人员主要是结合实际工程情况和建筑施工要求，根据建筑要求灵活运用不同的框架结构，将剪力墙结构设计方案适宜地融入建筑工程整体结构设计中，这样才能从整体结构性能上提升建筑工程施工的质量。
        2剪力墙的设计原则分析
        2.1参数调理原则
        建筑体的剪力墙设计有一定的参数指标，主要是根据实际建设需求和国家标准等进行制定。设计人员在可以对剪力墙的参数进行适当的调理，以满足整个建筑体的设计平衡性。如当建筑体的自重较大时，对剪力墙在竖直方向上的抗力要求更高，而通过适当减少自重的方式能够对降低剪力墙的建设参数。但建设参数的调理必须要保证整个建筑的安全性和功能的实现，且调理有一定的限度范围。在进行受力分析计算时存在一定的理想化因素，将剪力墙的变形假设均匀分布在整面墙体上。但在实际施工时，受到工艺技术等因素的限制，会于设计方案中的建设参数之间存在一些偏差，要求设计人员合理调理，保证剪力墙的功能能够更好实现。
        2.2高宽比例调整
        剪力墙的类型确定好后还需要对其高宽比例进行适当的调整，使剪力墙能够与建筑内的其他墙体形成较好地连接，保证建筑设计的整体性。剪力墙的高宽比例一般不超过3，如果墙体过窄，在施工时较为困难，还可能会存在安全隐患，不利于形成均匀的墙体结构。如果受到实际建设空间的限制，设计人员需要采取双向结构或增加边缘构件等方式来维持剪力墙的抗力需求。在设计剪力墙的形式时需要结合墙体本身在不同方向上的受力情况和负载合理调节，并保证分析的全面性。有一些剪力墙的斜截面受力情况较为复杂，需要加强建设保障，维护剪力墙的功能。
        2.3连梁调整原则
        连梁是建筑结构中重要的组成部分，在设计时要注意和剪力墙的连接问题。从外部来分析，二者不能保持相连，否则可能会增加剪力墙受到的扭曲作用，不利于保持建筑结构的稳定性。如果在实际建设中受到其他条件的限制，则需要通过合理的受力分析，在剪力墙上加设一些抗弯曲的设计，如增加其宽度等。但是从二者连接的内部来看，要求剪力墙的墙肢必须和梁体的纵向相互连接，对于重力的分担等有帮助。梁体的建设还涉及建筑的顶部和地板等连接的问题，在调节时需要有一定的全面性，合理考虑不同框架结构对剪力墙造成的力的影响，并保证在建设施工时的便利性。

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        3建筑设计中剪力墙结构设计的实际应用
        3.1平面设置的合理性
        在建筑结构的设计环节，剪力墙结构设计应当协调配合平面结构设置，使得建筑结构更为合理稳定。在进行剪力墙结构设计过程中，要以建筑主轴为中心点，合理地像周围进行展开布置，严格遵循均匀对称的分布原则，保障结构的稳定性和合理性。只有对称均匀的剪力墙结构才能使得建筑物刚度中心与质量中心保持高度的一致，从而有效地规避剪力墙结构扭曲变形等问题的出现，发挥出良好的结构承载和抗压作用。
        3.2剪力墙截面厚度控制
        想要取得良好的剪力墙结构设计效果，还需要严谨认真地进行剪力墙厚度的计算，有效控制剪力墙厚度在合理范围内。之所以要严格要求控制剪力墙的截面厚度，其实就是为了更好地保障剪力墙的平面刚度和稳定性，剪力墙截面的最小厚度根据位层高度的不同具体数值要求也不尽相同，按照国家制定的规定标准，在非抗震类的建筑机构设计中，剪力墙最小的截面厚度应该小于层高的1/25，但仍需要保持在160mm的最低厚度之上。关于剪力墙截面的结构和厚度，都有国家出台的严格的标准要求，在进行剪力墙结构设计时，必须要全面充分地了解这部分知识，并且严格遵守，规范设计。
        3.3剪力墙连梁超筋的处理
        现阶段，主要有三种方案进行剪力墙连梁超筋现象的处理。首先是尽可能缩小建筑物连梁的高度、截面积；其次是要对剪力墙结构设计中抗震方面的连梁弯矩和监理进行改动，使其能够起到减缓地震波动的影响；最后是连梁超筋现象较为明显时候，根据连梁破坏对承受竖向，可取连梁截面的最大剪压比限制确定剪力，然后按照强剪弱弯的要求，针对性地配置纵向钢筋。如果不能保证在大震时连梁的延时性要求，相关设计人员就有必要重新计算整个结构，重新优化调整剪力墙结构布置，使连梁的承载力在要求范围内。
        4完善建筑结构设计中剪力墙结构设计的措施
        4.1优化剪力墙结构设计
        剪力墙节后设计是进行施工建设的必要前提，对于工程建设的安全性和实用性有着十分重要的影响。因此，在进行建筑的施工建设时，剪力墙要根据建筑主体进行结构的设计，并且在施工建设进行的过程中，根据现场实际进行适当的优化改进，更好地发挥剪力墙的功能效用。比如在进行剪力墙结构设计时，使用改善建筑地基性质的方法来减少剪力墙的设计数量，降低施工建设成本，同时还需要根据当地实际的地理环境特性来选择合理适用的建筑施工方案，从而使得建筑的功用性能更进一步的提高，满足建筑设计规范，达到建筑的经济效益和生态效益的最大化。
        4.2重视连接点处的选择设置和施工质量
        建筑连接点处的位置设计和质量标准对于整个建筑物的稳定性和安全性有着十分重要的决定性作用。这就要求设计人员充分考虑剪力墙结构设计中应用材料的特性，采取科学合理的搭配使用尽可能地降低材料自身原因带来的不良影响。现阶段，人们对于建筑的建设质量要求越来越高，建筑的安全稳定性以及使用舒适性是决定民众对于建筑工程项目满意与否的关键，所以，设计人员需要不断提升自身设计水平，增强建筑物主体连接点处施工建设强度，提高其稳固性和安全性，确保建筑结构的合理牢固。
        结语
        剪力墙的融入应用对于建筑物的结构稳定和质量安全都有着十分显著的提升作用，因此在进行建筑结构设计时，有必要将剪力墙结构设计作为重点添加进去。相关设计人员要足够重视剪力墙结构设计，与时俱进对剪力墙结构设计进行改进革新，使其能够不断发展进步，更好地满足人们对于建筑物安全稳定性能的要求。
        参考文献：
        [1]关志荣.剪力墙结构概念设计在建筑结构设计中的运用[J].黑龙江科学，2020，11（02）：70-71.
        [2]汪水明.建筑结构设计中剪力墙结构的应用[J].低碳世界，2019，9（05）：164-165.
        [3]冯运琴.高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题[J].科技资讯，2013（18）：59-60.