討論建筑結構設計中剪力墻結構設計難點

閆青

摘要：在建筑結構設計中使用剪力墻結構可以降低含鋼量，從而降低建筑成本。此外，剪力墻的整體性也有所提高，剛度越大，整體性越好。在設計剪力墻結構時，既要保證剪力墻結構的層間位移角滿足規(guī)范要求的層間位移角限值，同時要更好地體現(xiàn)框架剪力墻結構體系中各種抗側移結構的優(yōu)勢，以確保建筑構件的經(jīng)濟性、科學性和安全性。

關鍵詞：建筑結構;剪力墻;結構設計

剪力墻和框架剪力墻結構是高層建筑中兩種常用的結構受力系統(tǒng)。剪力墻結構和框架剪力墻結構中的剪力墻設計對整個建筑結構的穩(wěn)定性起著重要作用。一般來說，設計人員在設計剪力墻結構時，應根據(jù)自己的工作經(jīng)驗和相應的建筑設計要求，進行科學規(guī)范的設計，合理把握剪力墻結構設計的難點，使剪力墻結構設計更具可行性。

一、剪力墻結構的概念

剪力墻結構，本質上是用鋼筋混凝土板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的框架梁、柱，承受一系列荷載引起的內力，也可以合理控制建筑結構的水平力。這種結構剪力墻是一種剪力墻結構，它利用鋼筋混凝土板來承受水平力和豎向力。目前，剪力墻結構在建筑工程中的應用范圍逐漸擴大，已經(jīng)成為建筑工程施工過程中常見的建筑結構體系。剪力墻結構是建筑物的主要支撐結構，不能拆除，也不容易破壞。它所承受的壓力主要是外界風或地震等自然災害引起的水平荷載，抵抗外界的破壞，在一定程度上提高了建筑物的穩(wěn)定性和安全性。根據(jù)墻體開洞的情況，剪力墻一般分為雙肢或多肢剪力墻、壁式框架剪力墻等類型。

二、建筑結構設計中剪力墻結構設計的難點分析

近年來，剪力墻結構和框架剪力墻結構已廣泛應用于建筑中。此結構體系大大提高了建筑的最大允許高度。對整個工程來說，由于剪力墻部分相對于項目總成本的比例較高，建筑工程相對復雜，因此如果無法進行現(xiàn)實的設計，項目成本可能會增加。如果剪力墻的數(shù)量或布局不足，可能會影響建筑的安全性和可用性。建筑抗沖擊性是現(xiàn)代優(yōu)質建筑設計的重要組成部分。為了具有良好的抗沖擊性，建筑應盡可能設計適當?shù)臋M向剛度，平面布置應簡單，兩側的側向剛度不應過大，以免兩個方向的動態(tài)變化太大。對于框架剪力墻結構，應合理控制剪力墻部分承受的地震傾覆力矩在結構總地震傾覆力矩中的占比，以及框架和剪力墻的剪力分攤比，使其在滿足抗震要求的前提下，具有較好的經(jīng)濟性。采用剪力墻結構或框架-剪力墻結構時，需注意兩種結構體系的建筑最大適用高度。剪力墻的截面高度和厚度必須精確設計，符合規(guī)范要求，底部加強區(qū)需特別注意。在框剪結構中，在規(guī)定的水平力作用下，結構的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩之比不相同，結構性能相差很大。在結構設計中，應根據(jù)傾覆力矩比確定結構的適用高度和結構抗震措施。在確定傾覆力矩比時，應根據(jù)框架-剪力墻結構進行實際輸入和計算?？蚣芎图袅Φ目拐鸬燃売山Y構底層框架部分承受的地震傾覆力矩與結構總地震傾覆力矩的比值確定。在具體建筑工程設計中，應在適當?shù)奈恢迷O置剪力墻，以滿足建筑的使用要求，同時確保建筑的安全。

三、建筑結構設計中剪力墻結構設計的優(yōu)化措施

1.準確定位剪力墻結構

為了充分利用施工項目中剪力墻結構的優(yōu)勢，設計師應完善剪力墻結構布置，圍繞平面結構布局和垂直結構布局設計。剪力墻結構平面布置時，結構形狀宜簡單、規(guī)則，質量和承載力分布宜均勻。豎向布置時，豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和收進。結構的側向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化。整體而言，剪力墻結構設計不應過于復雜。重要的是，設計要根據(jù)相關規(guī)范和準則進行，以確保剪力墻的剛度適當，符合建筑要求，從而充分發(fā)揮剪力墻結構的優(yōu)勢。

2.優(yōu)化剪力墻平面布置

為保證設計的合理性和優(yōu)化性，建設項目的結構設計要求施工企業(yè)結合相應的設計人員更加重視剪力墻的平面布置。剪力墻結構的平面布置應滿足建筑物的使用要求，并沿外圍均勻布置剪力墻。為保證剪力墻結構的合理布置，部分建筑的電梯機房、樓梯間等位置應盡量布置剪力墻。此外，還應注意的是，剪力墻之間的距離不宜過大，需滿足規(guī)范的間距要求。最后，在布置剪力墻結構時應注意抗震設計的合理安排。圍繞主軸方向合理布置，不能采取單向布置措施。要減少短肢剪力墻數(shù)量，提高整體剪力墻的布置效果，從而保證后續(xù)工作的順利實施，為施工企業(yè)的建設項目施工水平提供良好的基礎保證，為建設項目的整體經(jīng)濟效益發(fā)揮合理的規(guī)劃。

3.大墻肢處理

在設計具有較長形狀的剪力墻時，宜設置跨高比較大的連梁將其分成長度較均勻的若干墻段。當墻肢長度相對較短時，由于彎曲產(chǎn)生的裂縫不會很寬，從而能真正發(fā)揮墻體的作用。對于剪力墻結構，其剪力主要由墻肢承擔。當墻肢有強烈振動時，很容易對墻體造成破壞，應采取切實有效的處理措施，避免質量問題的發(fā)生。因此，在實際施工過程中，應先在長墻肢上開洞處理，然后用填充墻進行砌筑，從而將長墻肢變?yōu)槎虊χ?/p>

4.剪力墻連梁設計的優(yōu)化

優(yōu)化剪力墻連梁設計的第一步是相應地降低梁的高度，并控制在一定范圍內，不能發(fā)生連梁剪切變形。其次，注重墻體結構的塑性變形，并調整用于抗震設計中的剪力墻連梁彎矩。當超負荷產(chǎn)生的影響在可控制范圍內時，通過多次計算準確確定剪力墻連梁的承載力，并根據(jù)不同程度采取相應的結構抗震措施。此外，剪力墻結構計算中出現(xiàn)超筋問題，采取措施使其滿足施工規(guī)范要求，連梁問題應采用鉸接方式處理。

四、結語

綜上所述，在建筑剪力墻結構設計中，必須根據(jù)建筑結構設計的實際需要進行科學合理的設計，以保證其能最大限度地滿足建筑結構的功能要求。通過優(yōu)化建筑結構形式，實現(xiàn)設計創(chuàng)新，提高結構的穩(wěn)定性和安全性，提高設計水平。同時，在設計過程中，設計師要結合設計經(jīng)驗，不斷提高自身的專業(yè)素質和設計水平，努力在降低建設項目成本的同時提高工程設計質量，促進建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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