高层建筑中剪力墙结构设计研究王华阳

高层建筑中剪力墙结构设计研究王华阳

王华阳

身份证号码：45010319891008XXXX

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

随着城市化的不断推进，城市建筑物的规模越来越大，为了节约城市土地，提高城市空间利用率，城市内的高层建筑不断增加，且高层建筑的高度也在不断增加，因此高层建筑物的质量越来越受到人们的重视，然而剪力墙结构在高层建筑中也得到了广泛的应用。在建筑结构设计中采用剪力墙结构设计，不仅可以降低用钢量，建筑工程的成本也会相应降低，另外，剪力墙的整体性能比较好，其刚度越大，建筑物整体性就越好，剪力墙的刚度对各种类型的荷载有一定的抵挡作用。高层建筑结构设计中合理使用剪力墙结构设计，将分隔墙与建筑内部的承重墙结合，保证建筑物内部空间安全，且提高美观度。

1剪力墙结构的定义

剪力墙结构主要是指建筑房屋中通过钢筋混凝土代替梁柱，用于承载风负荷以及地震负荷等多种水平荷载，这种墙体可以有效控制结构的荷载。剪力墙结构设计的目的在于保护建筑建筑，避免建筑在使用年限范围内受到不可抗外力，导致建筑使用寿命缩短。也就是说，剪力墙结构的应用能够显著提升建筑结构的荷载能力以及稳定性。就目前的建筑水平而言，我国应用较为广泛的建筑结构由剪力墙结构、框架结构以及混合结构等结构形式。和其他结构进行比较，剪力墙结构使用的钢材相对较少，而且具备更为优异的抗震性性能以及抗侧刚度，可以有效提升建筑的稳定性。在剪力墙结构研究越来越深入的背景下，剪力墙结构的施工工艺越来越成熟。目前施工单位主要应用钢筋混凝土进行剪力墙结构的建造，常见的剪力墙结构如图1所示。

图1剪力墙结构示意图

2剪力墙结构设计分析

2.1剪力墙边缘构造的设计

目前，剪力墙施工技术在建筑施工中得以广泛应用，而且应用领域不断扩展，该技术具有很好的发展前景。通过大量的工作经验证明，应用了剪力墙结构，对边缘构造进行设计，其截面形式对整体质量的提高有很大的影响。通过在剪力墙边缘增设端柱，可以将边缘构件约束在剪力墙边缘，如果有地震发生，就可以减小建筑结构的破坏程度。对剪力墙边缘构造合理设计，建筑物抗震能力就会相应得到提高。在《建筑物抗震设计规范》规定了相关的设计内容，当采用剪力墙时，应根据建筑物的实际情况对剪力墙端部进行加固，可以提高剪力墙的质量。

2.2剪力墙连梁的设计

（1）剪力墙连梁的设计中，应降低连接梁的刚度。如果剪力墙结构上存在问题，会导致整个建筑结构都出现问题，即在水平力的作用下，连接梁内力较大，此时就容易产生墙体裂缝，导致建筑物墙壁损坏。因此，在设计连接梁的过程中，必须降低其刚度。按照相关规范要求，降低系数要控制在0.5以下，还要根据建筑结构的设防强度确定设计方案。（2）剪力墙连梁的设计中，剪力墙的开孔宽度应适当增大，连接梁的高度应尽量减小。增加开孔宽度，可以增加连接梁的跨度，通过降低连接梁的高度，就可以降低连接梁的刚度系数。如果有地震发生，剪力墙一旦受到地震的威胁，其刚度系数就会有所降低，而且还提高了延性，最终减少了对建筑的不利影响，使建筑结构发抗震性能有所提高。（3）剪力墙连梁的设计中，要增加剪力墙的厚度。剪力墙厚度的增加，可使建筑物整体刚性增加。在设计中，连接梁的承载力与宽度成正比，所以在设计中要对连接梁进行调整，保证其承载力与宽度的比例符合要求。

2.3剪力墙大墙肢设计

要提高建筑工程中剪力墙结构设计的合理性，设计人员要加强对剪力墙大墙肢的优化，保证剪力墙具有良好的延展性。一般情况下，剪力墙的宽高比要小于2。另外，要降低剪力墙的剪切破坏程度，需要保证墙体具有足够的高度，在施工过程中，可以对墙体进行分段施工，通过开洞技术将墙体分成多个独立的小墙段，从而更好地减少墙体在弯曲过程中所出现的裂缝。但是当剪力墙的高度超过8m且发生地震时，墙体就容易受到巨大的剪力作用，容易造成大墙体的损伤，对此，可以采用施工洞的方式进行处理，工程完工后，在用混凝土填补施工洞。

3剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

3.1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，例如，需要依据地基等级以及抗震类别进行上部结构以及地基结构刚度的加强，尽最大程度的杜绝地基液化沉陷。

3.2定位剪力墙结构

为了能够有效的提高剪力墙的安全性与合理性，在实际的施工中需要对剪力墙的结构进行合理的布置。在进行剪力墙设计时，要对建筑物的荷载情况，承受的压力等进行充分的分析，保证剪力墙的刚度以及性能。在进行剪力墙结构施工中，对剪力墙结构进行合理的布置，能够提升剪力墙的安全性。一般来讲，要想提升剪力墙的设计效果需要从平面结构布置以及竖向结构布置方面进行控制。在进行平面结构布置的过程中，要对剪力墙质量中心，刚度中心的结构与实际性能进行了解，实施剪力墙开展拉直的工作，防止产生扭矩等不良的情况。通常，剪力墙的结构设计尽可能的简单化，保证剪力墙在发挥自身价值的同时能够体现便捷性。

3.3选择科学的设计方法

为了更好地保证建筑工程中剪力墙结构设计的合理性，在设计过程中，需要掌握几个设计重点：设计人员要选择科学的设计方法，从而更好地保证施工方案的合理性。在设计过程中，由于剪力墙的延展性较高，因此，要将剪力墙的形状设计为宽细状，而且剪力墙的高度不能小于墙体的宽度。为了更好地保证设计的准确性，在设计过程中，设计人员应借助计算机技术进行准确的数据计算，从而更好地保证剪力墙的安全性和稳定性。

结语

综上所述，高层建筑结构设计中，要重视剪力墙结构。当前剪力墙结果设计中依然存在一些问题，为了提高建筑结构质量，就需要不断地优化剪力墙的结构设计，使得剪力墙结构设计水平有所提高。设计人员要进入到工程项目现场做好勘察工作，从工程的实际出发，不断完善与做好剪力墙结构设计工作，为提高建筑工程整体质量创造条件，促进建筑行业更好地发展。

参考文献

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[2]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.

[3]冯琼芳，陈媛，余秀丽.高层建筑结构设计特点与剪力墙设计[J].建材与装饰，2018（38）：88.