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

高翠萍

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摘要：随着人口不断增多，土地资源不断减少，为了保证人们的生活质量不会下降，高层建筑逐渐成为人们日常生活的首选。而在高层建筑当中，剪力墙结构以及框架剪力墙结构的应用十分广泛，剪力墙结构的设计会对建筑的稳定性造成极大影响。因此，深入探究建筑结构设计中剪力墙结构设计难点，并寻找解决措施，是当前建筑企业的重点研究内容。本文对建筑结构设计中剪力墙结构设计难点进行了分析，首先对剪力墙结构进行了概述，随后分析了剪力墙结构设计中存在的难点，最后探讨了剪力墙结构设计的难点优化路径，以供参考。

关键词：建筑结构；剪力墙；设计难点

0前言

目前，城市中高层建筑已经随处可见，人们的需求不断发生变化，导致建筑的作用也逐渐复杂。为了满足不同的需求，高层建筑的结构需要满足更高的要求，才能为人们日常生活提供有力帮助。因此，为了进一步提升高层建筑的安全性，并进一步增加建筑高度，设计人员需要合理设计剪力墙结构以及框架剪力墙结构，并将其应用于高层建筑当中，有效提升建筑质量，同时满足人们日渐变化的需求。

1关于剪力墙结构的概述

1.1剪力墙结构的内涵

剪力墙是十分常见的结构形式之一，也可以称之为结构墙或者抗震墙。对于建筑物而言，剪力墙属于重要工程技术之一，由于剪力墙可以承受地震作用下产生的水平载荷，或者承受自然风带来的荷载，从而有效提升建筑物的抗震性。剪力墙可以划分成多个种类，主要划分依据是洞口的数量、洞口的大小、布置措施等。第一种是一体墙，设计人员在设计一体墙时，门窗的开口面积和不应超过剪力墙面积的15%，同时墙体与洞口之间的净间距应当超过开口长度[1]。第二种是框架剪力墙。设计过程中，如果建筑底层所需的空间较大，则设计人员可以合理利用框架结构为上部剪力墙提供有效支撑。而如果建筑地处地震高发区，则最好采用其他结构而非框架剪力墙结构。第三种是壁型结构。壁型结构自身的孔径较大，同时墙肢线的刚度和其连接梁线型刚度十分相近。

1.2剪力墙结构的优点

首先，稳定性高。通常情况下，剪力墙结构的主要材质是钢筋混凝土，相较于框架梁和柱，剪力墙结构十分稳定，能够提供更加可靠的支撑效果，且综合性能更加优秀。其次，成本较低。由于在剪力墙结构当中，混凝土是主要材料，无需重新添加钢材。因此钢材用量较少，能够有效降低成本支出，提升经济效益，满足节约方面的需求。再次，更加美观。在抗侧承载力方面，剪力墙结构对比其他结构更具优势，设计人员在设计时可以根据建筑真实情况做出调整，从而增加适用范围，满足各类人群的不同美观需求。最后，延续性强。对于高层建筑物而言，剪力墙结构不仅可以维持建筑自身的稳定性，同时也可以分割建筑物，将建筑物划分为不同的部位，既能维持连续性，同时也可以使不同区域相互独立。

2剪力墙设计原则

2.1洞口对齐原则

在开展剪力墙的设计时，需要考虑到建筑整体风格及建设要求，使结构设计能够与之相符。进行剪力墙的洞口设计时，应当保证上下楼层的洞口相互对齐，使建筑整体的受力结构合理。按照这一原则进行的剪力墙设计，能够避免剪力墙的刚度发生突变，保证剪力墙的稳定性能。另外，剪力墙的墙肢断面的设计应当尽可能的简单，并且排列规则，切忌设计过长的单片剪力墙长度。

2.2横纵设计原则

通过对地震后建筑物破坏的情况进行分析，建筑物会受到地震横向与纵向双向的破坏力。为此在进行剪力墙结构的设计时，需要进行横纵双向的设计，使建筑物的承重墙体具备双向的抗震能力。具体设计时，设计人员应当对剪力墙的位置、长度等进行合理的布局，以实现剪力墙在纵横方向上的刚度保持平衡的目的，进而使建筑物在纵横轴方向上能够有相近的自振周期，实现较好的抗震效果[2]。

2.3上下贯穿原则

如果建筑中某一楼层的刚度较弱，或者对各楼层的刚度把控不精准，那么在地震的影响下，就会因为刚度突变而造成楼层的破坏，为此必须做好各楼层刚度的合理设计。具体来说，在进行剪力墙结构设计时，应当根据不同的楼层高度，合理调整其刚度系数，避免发生刚度突变的问题。

3剪力墙结构设计的难点优化路径

3.1科学定位剪力墙结构

剪力墙的安全性和稳定性十分重要，为了保证其安全性与稳定性，就需要科学定位剪力墙结构。设计人员在对剪力墙进行设计时，应当根据规定对剪力墙进行调整，拉近形心和结构重心之间的距离，进而对扭转进行限制和控制。同时，两个剪力墙应当保证相互竖向对齐，避免建筑受到影响。除此之外，在布置孔洞时，也需要充分考虑位置，避免由于位置偏差导致墙体自身的刚性出现过度变化。

3.2规范处理剪力墙连续梁超筋

连续梁会对剪力墙造成直接影响，需要设计人员认真设计连续梁，从而有效控制剪切力，满足真实需求，避免连续梁出现超筋问题。一般情况下，距离楼层三分之一左右的高度水平位置是出现连续梁超筋问题的常见位置。而如果墙体自身长度较长，则也有可能在中间出现连续梁超筋问题。在连续梁的影响之下，剪切形状可能发生改变，因此设计人员需要将连续梁尺寸保持统一，并合理控制连续梁的截面高度[3]。同时，为了提升剪力墙自身的抗震性能，设计人员还需要对连续梁的剪力以及弯矩进行合理控制调整，进而保证连续梁不会出现超筋问题，减少风险发生的可能性。

3.3维持安全性与造价

为了同时兼顾安全性和造价，应当从处理大墙肢和墙体配筋两个方面入手。一方面，关于处理大墙肢方面。如果是长型剪力墙，设计人员为了保证剪力墙不会因剪力的影响对墙体造成破坏，通常会加强剪力墙的延伸性。一般情况下，设计人员会将长壁肢张开，随后通过填充墙砌筑的方式改变长壁肢，使其变成短壁肢。另一方面，关于墙体配筋方面。工作人员进行配筋工作时，应当将稳定性作为基础，将经济效益作为目标。如果配筋时采用的是双向钢筋网，则需要保证钢筋之间的距离不超过30厘米，避免由于间距过长导致资源被浪费。而在加强底部时，设计人员需要尽量调整最小配筋率。如果是钢筋数量较多的情况，则需要合理改变折减强度，确保剪力墙具备充足的抗震能力。

结束语

随着当前人们对建筑工程需求量的增加，以及土地资源的日益紧张，高层建筑乃至超高层建筑将成为未来工程建设的重点，相应的剪力墙结构的应用也会越来越多。为了能够使剪力墙的稳定性优势，以及抗震性能优势得到充分的发挥，也为了进一步提升剪力墙结构的合理性与科学性，需要加强对剪力墙结构设计在建筑工程设计中的应用研究，并对剪力墙结构的设计开展优化，做好基础设计工作，以及剪力墙整体结构、大墙肢、剪力墙的厚度及配筋的处理与设计，使剪力墙的应用更为方便、更为成熟。

参考文献

[1]熊晨玲．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J]．现代物业（中旬刊），2020（01）：93．

[2]陆涛．剪力墙结构设计应用于建筑结构设计的影响分析[J]．工程技术研究，2019，4（13）：171-172．

[3]张晓燕．建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用探析[J]．工程技术研究，2019，4（15）：165-166．