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建筑结构设计中的剪力墙结构设计探讨

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2021年2月下作者：张斯仪

[导读] 剪力墙结构具有一定的优势，能降低项目建设周期，提高建筑使用寿命。在建筑结构设计中积极做好剪力墙结构设计至关重要，为进一步分析剪力墙结构设计的重点与难点，本文从理论出发，针对性的探究了建筑结构设计中剪力墙结构设计需遵循的原则以及设计要点。

身份证号：4408021988071****9 张斯仪

摘要：剪力墙结构具有一定的优势，能降低项目建设周期，提高建筑使用寿命。在建筑结构设计中积极做好剪力墙结构设计至关重要，为进一步分析剪力墙结构设计的重点与难点，本文从理论出发，针对性的探究了建筑结构设计中剪力墙结构设计需遵循的原则以及设计要点。
关键词：建筑结构；设计；剪力墙结构；设计
        现如今我国建筑领域发展快速，人们也提出了新的要求与需求，其中建筑结构设计衍生出了众多的技术与方法，作为其中较为常见的一部分，剪力墙结构值得关注与重视。此外建筑结构设计对建筑质量以及建筑体的寿命具有推动性，积极提高建筑结构设计是目前的重中之重，在剪力墙结构设计当中需要从不同的角度出发，不仅要明晰剪力墙结构的概念以及建筑结构设计的原则，而且还要从重点难点出发做好剪力墙结构设计应用工作。
        1、剪力墙结构的基本概述
        从理论上分析，剪力墙也被称之为抗震墙、结构墙，与普通墙体相比较，厚度小，规模高，框架中的梁柱是混凝土板，可以承载外界所带来的压力。剪力墙的承受能力比较强，剪力墙结构是极其重要的支持结构，能够承受外界因素所引发的水平荷载，还能够抵御外部因素所带来的影响，增强其安全性与稳定性。
        剪力墙结构不仅美观，而且具有稳定性与经济性，其中稳定性则主要来源于剪力墙的刚度与承载力，积极做好剪力墙结构设计是提升建筑结构稳定性的关键所在。而经济性则是指剪力墙结构施工时会选择混凝土浇筑的方式，这种方式能够进一步保证剪力墙综合性能，还能降低钢材的用量。在当前的发展背景下，人们对生活品质要求越来越高，利用剪力墙结构能够起到美观性，并且还能预留出更多的建筑空间，符合当代人们的建筑审美。
        2、剪力墙结构设计的原则
        剪力墙能够分割墙与结构墙体，在对其设计的时候，需要满足分割空间与合理布置结构，并且在建筑结构当中要加强对受力性能、抗震性、刚度等一系列因素的考虑与分析。笔者经过归纳与总结，将设计原则概述为以下五点，①在建筑结构设计的时候需要遵循基本的结构设计规范，并采取先进的设计理念，从技术标准规范出发，制定切实有效的剪力墙结构设计方案。②在剪力墙结构设计的时候，需要对墙体结构的受力情况加以分析，并且要配置剪力墙中的梁、柱，以此增强其安全与稳定，除此之外还要对自身水平以及纵向上的实际受力情况加以重视，从根本上保证设计出的剪力墙结构具有承受力与延展性。当然要对剪力墙的剪力与弯矩上的受力进行全面考量，这样可有效增强剪力墙的固有承载力。③在结构设计时要加强应用信息技术，通过结构数据信息与现代建筑模型对建筑结构进行测试，满足基本的受力要求。④对剪力系数加以计算，保证其科学性，以此才能达到结构抗震性上的基本要求。⑤要从根本上避免受力不均匀现象的发生，要保证所设计出的剪力墙结构不仅可以满足基本的建筑结构，而且还能缩短工程量，减少成本。
        3、建筑结构设计中剪力墙结构设计的要点
        3.1做好基础方案与承重构件的设计工作
        在剪力墙结构设计时需严格按照建筑周边的地质环境与水文情况，明确设计方案，分析设计工艺，做好设计规划，以此才能提高基础方案的设计效果，另外设计人员需要对基础方案加以修订，严格按照建筑工程的环境，规划好承重构件，保证主体结构的稳定与安全。此外在剪力墙承重构件设计时，需要对墙体配筋率，剪力墙的竖向及水平分布筋的配筋率加以研究，保证最小配筋率在0.25%左右，此外对于设计人员而言，要明确设计方案的重要性，控制承重构件设计，针对实际的情况选择切实有效的方法，确定基本的工艺参数与标准，能够避免承重构件设计误差所产生的影响。

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        3.2做好剪力墙结构设计
        通常情况下剪力墙结构设计需采取双向设计，并形成空间结构，对于抗震防御区要保证双向设计期间两个方向的一致性与完整性。除此之外，剪力墙平面布局要保证其均匀性，刚度中心要与建筑物的中心相靠近，这样可以降低扭转效应，也能严格按照实际的情况尽可能的控制钢心位置。剪力墙的抗侧刚性比较强，所承受的水平地震作用比较大，会对结构带来一定的影响，所以要加强对剪力墙抗侧刚度与承载力的重视，降低纵横墙体厚度，控制抗侧移刚度，减少墙体水平地震剪力效果。还有一点剪力墙的主要特征是平面刚度以及承载力非常大，假如剪力墙与平面外方向梁相互连接，则会提高墙肢平面外弯矩，所以要保证设计方法的合理性，提高设计的有效性。
        3.3大墙肢处理
        剪力墙结构具有延伸性，对此在设计时需要加以重视，否则会对结构的耐久性产生影响，为减少剪力墙结构发生破坏，对于较长的剪力墙，在设计中要保证承载力得到满足，并且还要采取分层间隔的方式加以设计。长度比较短的剪力墙，可以设计配筋，增强其支撑力。从整体方面分析，还要开施工洞，对剪力墙进行开洞，在施工之后要及时的将洞口填充，这样能够将长墙肢转变为短墙肢，还有在对剪力墙结构计算的时候，需要在墙面上留洞，这样也能够提高小墙肢配筋的整体效果。
        3.4剪力墙厚度的控制以及配筋设计
        剪力墙的厚度并不高，且受力的特点与柱相互接近，长厚比在4以下时可以按照柱的设计加以设计，墙肢长与宽比值在4左右可以作为异形柱，按照双向受压结构加以设计。
        3.5墙体配筋率的设计
        在《混凝土结构设计规范》中明确，在一、二、三级抗震等级剪力墙设计期间，其竖向以及水平分布筋的最小配筋率要达到0.25%，这一要求是比较合理的，但仅仅对高层以及长度比较高的剪力墙结构而言，然而却不适用于低矮剪力墙。笔者认为在整个设计期间，假如建筑物比较长，那么要增加水平配筋的数量。
        3.6设计连梁
        众所周知，在剪力墙结构设计期间，连梁是十分重要的，其水平负荷下的墙肢容易出现弯曲，这样一来连梁的端部则会形成转角，并形成内力，对墙肢的性能造成影响。面对这种情况可以进一步优化墙肢的受力。在连梁设计的时候需要从不同的角度出发，其中对于设置连梁的剪力墙而言，其跨度与截面大小会被诸多条件所影响，在设计的时候如果存在不合理性，则会对连梁的承载能力造成影响，甚至还会导致截面与设计出现不一致的现象。在设计的时候要把握三个要点。①折减连梁刚度，因为连梁的跨高比较低，在受到水平力的影响下会出现比较高的内力，连梁会产生裂缝，其刚度也会降低。在计算剪力墙整体结构的时候需要折减连梁的刚度。另外，在高层建筑结构设计的时候要利用弹性刚度进行整体性的分析，然而值得注意的一点是，抗震设计剪力墙结构连梁刚度比墙体小，所受的弯矩比较高，其配筋难以实现。②要将洞口的宽度提高，降低连梁高度，这样可以有效控制地震作用。③将剪力墙厚度加以提高，这样便相当于提高了连梁截面的宽度，能够提高结构强度，且也会让连梁的宽度以及承载力处于正比关系。其中，如果剪力墙厚度有所提高，那么往往会导致连梁抗剪承载力超限。
        结语：
        总之，在我国高层建筑的不断发展下，剪力墙结构得到广泛应用，在应用剪力墙结构的时候需要提高其设计质量，改善所存在的问题。设计人员还需加以创新，融入全新的理念与技术，严格按照项目的实际情况进行调整，这样才能真正保证剪力墙结构设计的可靠与完善。
参考文献：
[1]张亨通. 高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计的思考[J]. 智能城市,2019,5(17):55-56.
[2]于涛. 高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析[J]. 城市住宅,2020,27(04):193-194.
[3]岳啸. 装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J]. 建筑技术开发,2020,47(17):16-18.