建筑結構設計中剪力墻結構的應用-郝來強

建筑結構設計中剪力墻結構的應用郝來強摘要：剪力墻結構具備顯著優(yōu)勢，設計人員需要保障其結構的合理性。通過本文的分析可知，設計人員需要明確剪力墻結構的墻肢長度、墻體受力狀況及墻體厚度，合理配置墻身配筋、合理設計邊緣構件，做好連梁設計，并應用先進的軟件對剪力墻結構相關數(shù)據(jù)進行分析，保障剪力墻結構數(shù)據(jù)分析的準確性，為剪力墻結構設計提供準確參考依據(jù)。本文基于建筑結構設計中剪力墻結構的應用展開論述。

關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻；結構應用

中圖分類號：TU398

文獻標識碼：A

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(wěn)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(nèi)存在突出的框架柱，不僅可以提升建筑結構的穩(wěn)定性，還可以提升建筑的空間利用率，具備顯著的經(jīng)濟效益及生產(chǎn)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剪力墻結構的定義

剪力墻結構主要是指建筑房屋中通過鋼筋混凝土代替梁柱，用于承載風負荷以及地震負荷等多種水平荷載，這種墻體可以有效控制結構的荷載。剪力墻結構設計的目的在于保護建筑，避免建筑在使用年限范圍內(nèi)受到不可抗外力，導致建筑使用壽命縮短。也就是說，剪力墻結構的應用能夠顯著提升建筑結構的荷載能力以及穩(wěn)定性。就目前的建筑水平而言，我國應用較為廣泛的建筑結構由剪力墻結構、框架結構以及混合結構等結構形式。和其他結構進行比較，剪力墻結構使用的鋼材相對較少，而且具備更為優(yōu)異的抗震性性能以及抗側剛度，可以有效提升建筑的穩(wěn)定性。在剪力墻結構研究越來越深入的背景下，剪力墻結構的施工工藝越來越成熟。目前施工單位主要應用鋼筋混凝土進行剪力墻結構的建造[1]

2簡述剪力墻的設計原則

2.1系數(shù)調(diào)整

建筑進行結構設計首先考慮的就是結構抗震性能，這是由于抗震性能是建筑能夠穩(wěn)定與耐用的保障，需要知道建筑抗震性能的高低主要受到建筑樓層之間水平作用以及剪力的影響，設計首要任務就是把結構間可能受到的水平地震作用造成的剪力以及作用力保持在最低限度。而剪力墻在結構設計中應用需要根據(jù)建筑具體的工程項目情況調(diào)整好結構重量和相關力學系數(shù)，目的是盡量不影響結構自身穩(wěn)定的基礎上，借助自身自重降低的方法有效增強結構抗震的力學性能。

2.2連梁調(diào)整

若是結構設計出現(xiàn)連梁的跨度比低于五這個數(shù)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(chǎn)生較大反彎變形引起剪切變形，最終使得墻體內(nèi)部引起剪切裂縫。如果連梁跨高高于五這個數(shù)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(fā)生不符合設計規(guī)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(diào)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(zhì)量情況下減少成本支出。

3剪力墻結構設計分析

3.1合理控制剪力墻結構參數(shù)

相比于普通建筑，高層建筑結構的承重力較大，設計人員在設計剪力墻結構中，要掌握每一項參數(shù)，將其控制在施工要求范圍之內(nèi)。對于設計結構中產(chǎn)生的參數(shù)，設計人員也要科學合理的對待，確定結構位移的比例以及周期比例是在設計要求之中的，掌控好相關的設計數(shù)據(jù)，防止建筑中出現(xiàn)扭轉或者偏心力的情況。有一些剪力墻結構自身不確定的因素和數(shù)據(jù)，也要保證其在正常的范圍內(nèi)。

3.2剪力墻邊緣構造的設計

目前，剪力墻施工技術在建筑施工中得以廣泛應用，而且應用領域不斷擴展，該技術具有很好的發(fā)展前景。通過大量的工作經(jīng)驗證明，應用了剪力墻結構，對邊緣構造進行設計，其截面形式對整體質(zhì)量的提高有很大的影響。通過在剪力墻邊緣增設端柱，可以將邊緣構件約束在剪力墻邊緣，如果有地震發(fā)生，就可以減小建筑結構的破壞程度。對剪力墻邊緣構造合理設計，建筑物抗震能力就會相應得到提高。在《建筑物抗震設計規(guī)范》規(guī)定了相關的設計內(nèi)容，當采用剪力墻時，應根據(jù)建筑物的實際情況對剪力墻端部進行加固，可以提高剪力墻的質(zhì)量。

3.3合理的布置剪力墻結構

設計人員在設計剪力墻結構的過程中，要依據(jù)科學合理的方式在混凝土澆筑工作下完成剪力墻結構承載力提升的工作，尤其是提升剪力墻水平方面的荷載力。設計人員根據(jù)相關建筑建設規(guī)定，要滿足建筑本身的要求，同時符合建筑的曲線規(guī)劃問題。

3.4剪力墻連梁的設計

3.4.1剪力墻連梁的設計中，應降低連接梁的剛度

如果剪力墻結構上存在問題，會導致整個建筑結構都出現(xiàn)問題，即在水平力的作用下，連接梁內(nèi)力較大，此時就容易產(chǎn)生墻體裂縫，導致建筑物墻壁損壞。因此，在設計連接梁的過程中，必須降低其剛度。按照相關規(guī)范要求，降低系數(shù)要控制在0.5以下，還要根據(jù)建筑結構的設防強度確定設計方案。

3.4.2減小連梁高度

剪力墻連梁的設計中，剪力墻的開孔寬度應適當增大，連接梁的高度應盡量減小。增加開孔寬度，可以增加連接梁的跨度，通過降低連接梁的高度，就可以降低連接梁的剛度系數(shù)。如果有地震發(fā)生，剪力墻一旦受到地震的威脅，其剛度系數(shù)就會有所降低，而且還提高了延性，最終減少了對建筑的不利影響，使建筑結構發(fā)抗震性能有所提高。

3.4.3剪力墻連梁的設計中，要增加剪力墻的厚度

剪力墻厚度的增加，可使建筑物整體剛性增加。在設計中，連接梁的承載力與寬度成正比，所以在設計中要對連接梁進行調(diào)整，保證其承載力與寬度的比例符合要求。要想剪力墻側向的穩(wěn)定性，建筑中的剪力墻的厚度需要大于二十厘米，如果在常常會發(fā)生地震的地區(qū)，要嚴格的考慮抗震的問題，另外，還要對剪力墻的地層的厚度進行合理的增加，但是并不是厚度越大越好，剪力墻一般都是混凝土的材質(zhì)，這種材質(zhì)的自重比較大，因此在實際的構建中要加入鋼筋，因此，在設計剪力墻的厚度時，要根據(jù)實際情況對厚度進行科學的設計。剪力墻的厚度要根據(jù)沿墻的高度進行確定，需要逐漸的減小，但是需要注意的是，控制剪力墻的減少的幅度，這樣可以使得剪切的破壞程度降低。在實際的剪力墻設計的過程中，其厚度不能夠小于樓層高度的二十五分之一，并且不能夠高度十六厘米。隨著科技的不斷發(fā)展，新型的建材也得到了廣泛的運用，這樣就降低了墻體的自重，增大了構件的強度，并且需要根據(jù)實際的情況設計剪力墻的厚度，這樣可以大大增加了技術上的問題。

4結束語

剪力墻應用于建筑的結構設計能夠提高建筑整體結構剛度以及抗震性能。借助剪力墻的結構分析幫助設計科學安全的剪力墻類型，使剪力墻的結構作用充分發(fā)揮。具體設計時相關力學分析以及承壓計算工作必須做好，保證剪力墻的高跨比以及墻厚參數(shù)合理安全，使得剪力墻既符合實際工程需要，又給建筑的穩(wěn)定性提高保障。

參考文獻

[1]王紅艷.建筑結構設計實踐及預應力技術應用研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（01）：133-134.

[2]何智.裝配式建筑設計中BIM技術的應用研究[J].工程技術研究，2019，4（01）：