建筑結構設計中剪力墻結構的應用
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【摘 要】隨著我國經濟水平在不斷的提升，建筑結構設計也在不斷的發展，在z建筑結構設計中，剪力墻結構設計具有承載能力，良好的結構剛度和優良的抗震抗風性能等特點，并得到了廣泛的運用。在進行剪力墻結構設計的過程中，需要設計師具有豐富的理論基礎，并且將理論基礎運用于實踐，在實踐中解決產生的問題。因此，本文對剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用進行了分析，希望能夠提升建筑工程設計水平，從而提升建筑設計質量。
【關鍵詞】剪力墻結構設計;建筑結構;應用
引言
隨著城市可用土地面積的縮小，城市建筑大都采用高層建筑，高層建筑對建筑結構的穩定性及抗震性能有較高的要求，使得剪力墻結構在高層建筑結構中的應用較為廣泛。剪力墻結構的平面與壁厚相同，且室內存在突出的框架柱，不僅可以提升建筑結構的穩定性，還可以提升建筑的空間利用率，具備顯著的經濟效益及生產效益。因此，對于剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用研究是很有必要的。
1剪力墻結構分析
1.1剪力墻結構概述
建筑剪力墻結構主要是指在進行建筑房屋及其附屬物中用于抵抗地震，風負荷等水平荷載影響的墻體。建筑剪力墻的設計能夠增加建筑結構的穩定性以及荷載能力，防止建筑受到地震、風力等的破壞。目前來講，使用較多的建筑結構主要有框架結構、框筒結構、混合結構和剪力墻結構等。在眾多的建筑結構中，剪力墻結構在建筑施工中得到了廣泛的運用，主要是由于其具有抗側剛度高，抗震性能優越，用鋼量較小等特點。在剪力墻結構的設計中，利用最多的建筑材料是鋼筋混凝土，用來承受橫向和豎向荷載力。
1.2剪力墻結構的分類
在進行剪力墻結構設計時，可以結合墻體是否需要開洞以及需要開洞的尺寸將剪力墻分成4個類型，分別是整體墻、小開口整體墻、連肢墻以及壁式框架。（1）整體墻是指進行剪力墻結構設計時不需要進行開洞的墻體，或墻體開洞面積小于整個墻體面積的15%的墻體。（2）小開口整體墻是指墻體開洞面積大于整體墻總面積的15%，但是洞口依然是比較小的墻體[1]。（3）連肢墻是剪力墻上開有一列或多列洞口，且洞口尺寸相對較大，此時剪力墻的受力通過洞口之間的連梁連在一起的一系列墻肢承受，故稱連肢墻。連肢墻的墻體開洞數量較多而且面積較大，因為墻體的洞口多且面積多，直接破壞了整個墻體的承載力，因此，為了避免墻體出現變形進而造成質量以及安全問題，需要通過一系列的連梁約束墻鞏固連肢墻的質量。（4）壁式框架剪力墻的洞口尺寸比較大，而洞口上的連梁線剛度已經接近或大于洞口側邊墻體的線剛度時，剪力墻的受力性能就發生改變，非常接近框架的受力性能，在進行壁式框架設計過程中，能夠在彎矩圖上看到明顯的反彎點和突變。
2剪力墻結構設計在建筑過程中的應用優化
2.1選擇合適的地理位置
在建筑項目的實施中，需要選擇合適的地理位置。建筑施工需要根據施工場地工程地質條件的差異分析在地震條件下建筑物遭受的破壞程度，因此，在建筑施工之前要對工程地質條件進行勘察，選擇具有抗震的有利場地，對于施工不利的地段，要著重的分析由于場地條件產生的結構破壞等因素，對不能避免的場地要采取科學的措施進行解決。避開抗震不利場地，尤其是對具有嚴重危險性場地以及不利場地要進行排除，不能作為建筑用地使用。在進行建筑施工場地的選擇過程中，要對地基、場地、建筑承受的抗震破壞作用大小，特征進行分析，對其進行分類，然后依據不同的特點進行抗震措施的合理研究，結構工程師根據結果對不利的地質環境進行規避。
2.2加強對剪力墻連梁設計的優化
為了更好地提高建筑工程剪力墻結構設計的質量，在設計過程中，設計人員要注重對剪力墻連梁設計的優化，連梁主要用于連接墻肢，當墻肢由于外力的影響而出現變形或超筋的問題時，會直接影響建筑工程的質量，進而威脅人們的人身安全，因此，加強對剪力墻連梁設計的優化非常重要。（1）進行連梁設計時，要結合建筑工程實際情況適當地降低連梁高度，避免由于高度超標而導致變形現象的發生;（2）要加強對結構塑性的控制，設計人員要加強對剪力墻連梁的抗震設計;（3）為了避免剪力墻出現超荷載現象，進行連梁受力計算時，要進行多次反復計算，保證連梁受力分析的準確性。一旦出現剪力墻超筋情況，施工人員要及時采取措施，嚴格控制剪力墻的受力，選用鉸接的方法進行處理。
2.3連梁調整
若是結構設計出現連梁的跨度比低于五這個數值，那么建筑所受總彎矩所占較小比例的是只有極小部分室友豎向荷載造成彎矩，同時水平荷載作用會產生較大反彎變形引起剪切變形，最終使得墻體內部引起剪切裂縫。如果連梁跨高高于五這個數值時，則總彎矩所占較大比例的主要是受到豎向荷載作用引起的彎矩，其受力情況基本與一般框架梁一致。因此設計需要嚴格要求結構中連梁跨高比的大小，有效做到剪力及彎矩避免在抗震組合作用下發生不符合設計規定情況。為了安全起見，實際建筑進行剪力墻的結構設計需要設計人員充分分析工程情況，做到具體情況具體分析，同時調整好橫梁距離，盡量保證最終工程建筑滿足抗震要求，并在保證建筑質量情況下減少成本支出。
2.4平面布置
剪力墻開始布置時必須注意平面布置的墻體情況，剪力墻雖然有著豎向荷載較強承受力，然而橫向荷載僅有較弱承受力，剪力墻結構體系中橫向荷載多數依靠樓板負擔，因而布置墻體時保證剛度的中心及墻體質量的中心處于同一中心點，使得剪力墻的設計體系保證結構對稱布置平面，降低不對稱產生的結構扭矩，此外設計盡量沿不同方向雙向開展結構布置，這樣可以有效避免單項墻體由于布置的側向剛度差異過大。
2.5加強對剪力墻邊緣構件的優化
進行建筑工程剪力墻結構設計時，設計人員還需要加強對剪力墻邊緣構件的優化，在設計過程中，可以采用2種方法進行優化，分別是約束構造邊緣構件和約束邊緣構造，設計方法雖然有所不同，但是最終都能有效保證墻體邊緣構件的合理性。進行邊緣構件優化時，設計人員需要結合相關施工規范明確剪力墻的墻肢長度，進行邊緣構件優化主要是針對剪力墻中的翼墻、暗柱以及端柱進行的，因此，在施工過程中，施工人員可以適當增加端柱和暗柱的截面尺寸以及配筋數量，從而更好地保證剪力墻的質量。
2.6剪力墻中大墻肢的處理
剪力墻結構自身來講，具有很強的延展性，在具體的施工過程中，要盡可能的避免把高樁結構作為設計目標，這樣的墻體會影響建筑物的穩定性，降低剪力墻結構的剛度。但是，如果剪力墻的長度比較小，又會使墻體產生裂縫，使墻體配筋的支撐效用受到影響，進而影響建筑物的穩定性，降低建筑物的質量，對用戶的生命安全受到威脅。要想對上述現象進行規避，在進行剪力墻結構設計的過程中，根據建筑物的實際需求進行設計，要對剪力墻進行留洞，對剪力墻的支撐效果進行檢測，并運用一定的計算方法對大墻肢的實際承受能力進行分析。在施工完成以后，對預留的洞口進行填筑，這樣能夠把長墻變為短墻。
結語
隨著我國經濟的發展，我國建筑工程的數量也越來越多，建筑高度也越來越大，剪力墻在建筑過程中的應用也越來越廣泛，為了更好地保證剪力墻的質量和結構的合理性，設計人員要加強對當前剪力墻結構設計的優化。
參考文獻：
[1]李彬.高層建筑剪力墻結構中剪力墻布置優化研究[D].贛州：江西理工大學，2018.
[2]趙博猷.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].民營科技，2017，（04）：142.
（作者單位：華誠博遠工程技術集團有限公司）
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