建筑结构设计中剪力墙结构设计难点分析

建筑结构设计中剪力墙结构设计难点分析

林丽娜

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摘要：剪力墙结构是时代建筑物崛起的关键技术，拥有关键性技术可以促进建筑业的发展，进而加快和谐社会的发展步伐应用过程中必须保证剪力端结构的可行性、持续性、经济性、科学性与艺术性，保持剪力墙在建筑中的有利地位。建筑结构设计中剪力墙直接关系着建筑的抗震性、稳定性，作为设计人员要给予高度重视，对建筑结构设计剪力墙的应用有的放矢，提高设计质量，提高建筑剪力墙的抗震性、实用性。

关键词：建筑结构；剪力墙结构；设计难点；

随着人民的日常生活质量和水平不断提升，对建筑物的整体要求越来越高，不仅要求建筑物本身的质量能够达到规定标准和要求，而且还能够满足现代人在日常居住时的个性化需求。因此，在建筑结构设计过程中，剪力墙结构的应用是一个重要环节，由于剪力墙结构本身具有多种优点，在建筑结构中能够有效地提升建筑物的抗震性能。因而加强对剪力墙的研究有重要意义。

1建筑结构设计中剪力墙结构设计的概念

所谓抗震墙、结构墙或抗风墙便是所谓的剪力墙，是建筑结构中承受荷载的墙体，主要可用于承受风荷载以及地震引发的水平荷载。一般来讲，剪力墙的排列形式和洞口大小可归纳为以下几种形式：整体墙则是指剪力墙侧面积的15%为门窗洞口的面积之和。与此同时，洞口长边尺寸小于洞口间净距离和孔洞至墙边的净距离；框支剪力墙则是指当底部架构需要占有较大面积时，上部剪力墙也可通过框架结构来进行支撑。其中，框支剪力墙结构不允许应用在地震高发区域中。壁式框架则是指洞口尺寸较大的，墙肢线与连梁线刚度值比较相近的墙体等

2建筑结构设计中剪力墙结构设计的难点问题分析

2.1结构计算标准问题

在应用剪力墙结构或者框架剪力墙结构进行设计时，应注意两种结构体系所适用的最大建筑高度。对于剪力墙墙肢的高度和厚度要求比较严格，应按照规范要求取值，并且特别注意对底部加强区的加强处理。在框架剪力墙结构中，在规定的水平力作用下，结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同，结构性能也有较大的差别。在结构设计的时候，应依据倾覆力矩的比值确定该结构相应的适用高度和构造措施等。确定倾覆力矩比时，应按框架和剪力墙组成的结构进行实际输入和计算。并根据计算所得的框架和剪力墙的实际倾覆力矩比例，来确定框架部分和剪力墙部分各自的抗震等级。

2.2剪力墙结构连梁问题

连梁具有一定的连接效用，其将各类不同的墙肢平面连接在一起，其整体的跨度比较小，截面面积比较大。因此，连梁在建筑设施的使用过程中，常常会受到地震以及风荷载的作用，其所产生出的内作用力比较明显。针对独性的墙肢平面实时的进行受力状况的分析工作，以此来确定出其剪力墙的刚度数值等。剪力墙结构的连梁设计的难度比较大，这主要是因为其对于精确度的要求比较严苛，如果其连梁界面不能达到减压力比限数值的标准，那么其就会产生一些连梁超筋的问题。其问题的产生会在一定程度上减小连梁截面的高度，同时还让其结构的洞口面积扩大，应当及时的使用双连梁的形式处理其问题。

3剪力墙结构设计原则

3.1做好楼层之间最小剪力系数的调整工作

楼层之间的最小剪力系数对于整个设计水平和设计质量都有着重要的影响，在剪力墙结构的设计过程中，建筑物楼层之间应该遵循调整最小剪力系数的原则。在施工的过程当中，为了降低房屋及构筑物的自身重量，进一步增强建筑物的抗震能力，应该在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩40%以内的前提之下，尽量控制剪力墙的数量。在遵循上一前提的基础之上，对剪力墙进行大开间处理，使得剪力墙结构的侧向刚度变得更好。这样，建筑楼层之间的最小剪力系数将得到有效的控制，工程造价因此减少，有效地降低了建筑工程的成本。

3.2梁板布置原则

通常情况下，高层住宅的荷载较小，因此用钢量主要由楼板的厚度决定，为了使用钢量尽量降低，楼板的厚度在满足必须的板内设备穿管所需厚度、满足挠度和裂缝的情况下，尽量取低值。梁的布置，尽量设计为简单清晰的传力途径，避免次梁过多、传力途径过于复杂的情况。

3.3做好剪力墙连梁超限进行调整工作

在剪力墙结构的设计过程中，如果剪力墙的跨高比小于2.5，可能会出现剪力和弯矩超过相应的规定限度的现象。在剪力墙的连梁跨度比超过5的时候，我们就应该采用框架梁的方式进行剪力墙结构设计了。总之，在剪力墙结构的设计过程中，必须对剪力墙连梁的超限情况进行调整，一方面保证剪力墙建筑的施工质量，一方面实现对建筑工程资金成本投入的有效控制。

3.4做好建筑结构截面的承载力工作

目前我们在对其建筑剪力墙结构进行设计和计算的过程中，设计人员除了要对墙体结构的水平和垂直方向的作用力进行确定以后，还要对整体结构截面的承载能力进行分析，只有这样才能使得剪力墙结构在使用时，可以很好的满足建筑设计的相关要求。从而使得建筑结构的质量和稳定性，都得到了进一步的增强。

4剪力墙结构设计的应用策略

4.1合理定位剪力墙结构

如果想从根本上提升剪力墙的安全性和稳定性，应该对剪力墙进行正确的布置，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，以使建筑具有适宜的侧向刚度。在剪力墙布置时应该严格遵守相关的原则和规定，应使刚心可以与质心尽量吻合。对扭矩进行控制和约束。内外剪力墙应该处于垂直的状态，剪力墙的肢截面不能过于繁琐，应该保持简单、明了，满足实际的建筑需要。应避免因剪力墙布置造成的结构上、下层刚度的突变。对剪力墙上的洞口应进行结构的规则化处理，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁。洞口设置应合理，避免使墙肢刚度相差过大。剪力墙的内收和外挑距离应该控制在合理的范围内。

4.2剪力墙连梁设计

连梁对于剪力墙的刚度、承载力、延性等都具有十分重要的影响，它是实现剪力墙二道设防设计的重要构件，因此连梁的设计计算就变得尤为重要。这就要求在对剪力墙结构中的连梁进行设计时，需要进行合理的优化。连梁的功能在于连接墙肢，而墙肢在外作用力下，容易发生超筋以及变形的情况，这样的结果会导致建筑的质量受到威胁，进而对建筑的安全产生潜在隐患。所以在进行剪力墙结构的改善过程中，对于连梁连接结构的优化较为关键。以下是连梁在设计中的优化方法：连梁设计需要对实际状况进行考量，尤其在连梁的高度设计时，需要根据建筑实际施工状态确定其高度。如果连梁高度过高，会发生连梁变形，进而影响使用；结构的塑性也是连梁设计中较为关键的因素，对其进行合理的控制，才能保障剪力墙足够的刚度和强度。连梁的受力分析过程中，需要对其进行多次的核算，以此使得连梁受力数据精确，进而才能使得剪力墙结构的稳定得到保障，否则便会是使得剪力墙结构出现负荷超载的情况，进而使其使用安全受到威胁。对剪力墙的超筋情况也需要进行适当的处理，通常包括调幅、铰接、计算的处理，使其情况得到改善。在进行连梁设计中，需要对剪力墙受力条件进行严格的控制，从而保障其稳定使用。

结语：综上所述，建筑剪力墙结构设计对整个建筑项目的施工质量保证具有关键性作用，必须重视对设计技术的研究和不断探索。另外，建筑的各部分结构之间是具有精密联系的，不能将其切割、分立，要利用剪力墙结构设计将整个建筑的各部分进行联合，使其成为一个统一的整体，这对提高建筑的结构质量具有重大意义。

参考文献：

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