剪力墙结构的优化设计研究田田

剪力墙结构的优化设计研究田田

田田

黑龙江省建筑设计研究院黑龙江省哈尔滨市150000

摘要：在社会主义市场经济持续活跃的形势下，我国的建筑工程结构设计水平也在不断提高，人们对于生活品质也有了更高的要求。因此，为了进一步有效的提高建筑结构设计的经济性与稳定性，就一定要充分重视剪力墙结构的应用与设计优化，并在这一过程中通过提升剪力墙结构的应用水平，对剪力墙结构设计进行优化来进一步提高建筑工程施工的安全性，降低工程成本，促进我国建筑行业的良性发展。

关键词：剪力墙结构；优化设计；措施

引言

在社会市场经济发展的新时期，我国的建筑行业也得到了迅猛的发展。由于人们生活水平的日渐提高，导致人们对于建筑结构设计的经济实用性要求也越来越高，同时为了保证建筑结构设计在施工过程中安全性与稳定性，减少生产事故的发生，提高剪力墙结构的应用水平，对剪力墙结构设计进行优化是十分有必要的，不仅可以有效的降低建筑施工成本，同时也能够为建筑企业创造较大的经济效益与社会效益。

1剪力墙设计原则

1.1连续性

剪力墙的作用是用于建筑构件的维护以及结构的分离，起到承载水平和竖向阻力的用处。因此，为避免剪力墙刚度变化引起的建筑侧向位移现象，在建筑剪力墙结构设计中应从上到下布置，以尽量避免刚度的突然变化出现。

1.2对墙体进行受力分析

在设计剪力墙整体结构时，有必要对墙体的混凝土应力进行详细的分析。作为平面构件，墙体上的压力不仅包括水平弯矩和剪力，而且还包括竖向压力。因此，在剪力墙结构的设计工作中，必须充分考虑和认真分析剪力墙自身的应力，以保证剪力墙的使用效果和质量。

1.3墙体延性

墙体的延性对剪力墙结构的稳定性起着非常重要的作用。在结构设计过程中，如果剪力墙过薄、过高，往往会由于连接梁的应力而导致严重的张拉或弯曲，从而导致剪力破坏，难以恢复。因此，在建筑结构设计中，特别是在高层建筑结构设计中，不可能采用整体强度比大于9m、高宽比小于2m的细长剪力墙。应尽量避免设置剪力墙的曲折形状。此时，可以在截面的一部分上设置一个孔，将整个墙体分割成几个生长小于9m的均匀的截面，形成连接墙，从而充分发挥剪力墙的延性。

2剪力墙结构方案的选择

只有保证了剪力墙结构施工的安全性，才能在多种方案中做出比较选择，还应考虑工程造价可以处于最低水平，选择适合该高层建筑的结构形式。对于楼层较少的高层建筑，如少于18层的建筑，建议采用传统的现浇剪力墙结构，因为通过计算每个墙肢的实际压缩轴所得到的值很小，墙体一般都是锥形的。加筋结构，必然导致墙体承载力的提高。建议采用短肢剪力墙结构来有效地解决这些问题。在7度区，短肢剪力墙结构用于18层以下的住宅建筑，能有效地控制水平地震剪力、结构峰值位移和周期，且控制在合理的范围内。如果高层建筑的层数大于18，最好选择普通剪力墙结构。如果短肢剪力墙结构应用于层数过多的建筑结构，其刚度将不能达到标准，还会影响结构的安全性能。

3结构设计中剪力墙结构的优化设计

3.1优化设计基础方案

在建筑剪力墙结构设计的过程中，基础方案发挥着十分关键的作用。因此，就需要相关设计人员在设计基础方案时要进行全面的考察与分析研究，尤其是要针对可能发生的质量问题进行预防与处理。在基础方案设计过程中要进行考察的项目较多，其中主要考察的项目包括施工区域内的水文条件与地质状况。同时也要科学、合理的规范设计技术标准，并对施工项目周围的工程布局情况进行实地考察，以此来设计出可行性较高，且安全性较大的基础方案。同时设计人员要根据外部环境以及内在因素的变化，结合不断完善与更新基础方案的原则来对现有的基础方法进行完善与完善，以此来提高工程后期的施工质量。

3.2优化布置剪力墙平面

一方面，钢筋混凝土墙不仅承受着来自于建筑剪力墙结构中的竖向荷载，同时承受着其水平力，因此在布置剪力墙的时，就要沿着平面主轴线的方向依次进行。另一方面，在平面布置剪力墙的过程中，为了进一步保证剪力墙质量与刚度中心的一致性，首先就要在剪力墙平面布置过程中坚持对称原则，以此来减少剪力墙扭矩的作用力。另外，在优化布置剪力墙平面的过程中，要格外注意建筑剪力墙结构的抗震作用，并在设计其布置方案时要尽可能的减少单向平面布置形式的使用，以此来提高建筑剪力墙结构的抗震效果。

3.3合理配置剪力墙暗柱钢筋

在我国现阶段，根据国家相关法律以及行业的相关规定来看，一级剪力墙、二级剪力墙以及三级剪力墙的加强部位都要合理设置适量的暗柱与端柱。这一举措不仅可以进一步提升当今社会对于建筑的抗震性要求，同时也能够有效提升建筑施工过程中的安全性与稳定性[2]。另外，在剪力墙中合理设置暗柱、端柱等边缘构件，可以有效减少地震发生时来自于地震波能量对建筑结构稳定的影响，同时由于其边缘构件具有较强的抗拉能力，因此也会进一步提高其他相应结构的整体稳定性，提高建筑整体的抗震性能。

3.4科学控制剪力墙数量

在建筑结构中设计剪力墙，其主要的目的就是为了建筑可以更好的承受风荷载以及地震过程中产生的水平荷载，但根据长期的建筑施工经验来看，在建筑结构中设置太多的剪力墙，其效果并不是很好，因此就要合理控制建筑结构中的剪力墙数量。在建筑施工期间，要想有效减少建筑结构自身的重量，有效提高其抗震作用，首先就要尽可能的控制剪力墙数量。在一般情况下，剪力墙在建筑施工期间，其布置原则为对称与均匀，其数量要根据建筑施工的整体情况而定，数量适当就好。

3.5优化设计承重构件

在确定基础方案后，相关设计工作人员就要根据相关的制度标准以及行业指标来对建筑结构中的承重构件进行选择，以此来进一步提高建筑主体结构的稳定性，提升建筑结构的质量与安全性。这就要求相关工作人员要侧重于剪力墙承重构件的设计，对其进行优化，同时要对剪力墙墙体自身的配筋率进行集中的把握与分析。在我国现阶段，相关部门已经对一部分指标进行了明确规定，并在一般情况下，将剪力墙的抗震等级分为三级，水平与竖直方向的配筋率最低要达到0.25%以上，这与之前的配筋率相比得到了更大的提升，且几乎接近国家化标准。因此，要想进一步提高剪力墙设计的整体质量与水平，设计人员就要重点掌握基础方案的设计要点，对承重构件的设计进行优化，并要严格遵循国家相关标准，促进相关指标与施工工艺参数之间实现有效的结合，进一步提高建筑结构设计的稳定性与科学性。

3.6连梁结构设计

剪力墙连接梁是剪力墙中的连接梁，它能够平衡墙腿的荷载，稳定和约束剪力墙。因此，剪力墙耦合梁装置在剪力墙整体结构中起着极其重要的作用。剪力墙的截面尺寸和高度往往受到多种因素的影响。如果设计不合理或不科学，将影响整个剪力墙的结构设计。因此，在设计剪力墙连接梁结构时，设计者应按照相关规定降低剪力墙连接梁结构的刚度，但需要增加剪力墙连接梁结构的整体跨度，降低剪力墙连接梁结构的剪力高度。为了降低建筑结构的刚度，减少地震带来的影响。

结束语

随着人们对建筑要求的不断提高，剪力墙结构在高层建筑的应用中占有非常重要的地位。为了达到经济合理的效果，所以在剪力墙结构设计中，有必要从实际情况出发，根据设计要求对结构进行详细的分析，去保证剪力墙结构的安全要求以及控制剪力墙的钢含量，达到控制成本的目的。

参考文献:

[1]杨献伦.建筑结构设计优化分析[J].低碳世界,2017(33):232-233.

[2]周艳龙.对高层建筑中剪力墙结构设计的探讨[J].低碳世界,2017(30):194-195.

[3]李要飞.剪力墙结构优化设计分析探讨[J].四川建材,2017,43(07):75-76.

[4]李新雨.建筑剪力墙结构设计优化策略探讨[J].门窗,2017(06):117.