浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计难点

浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计难点

刘学

武汉正华建筑设计有限公司   湖北省 430000

摘要：剪力墙结构和框架剪力墙结构是高层建筑中应用较为广泛的二种结构受力体系。剪力墙结构和框架剪力墙结构中的剪力墙设计对于建筑结构整体的稳定性具有至关重要的作用。一般情况下，设计师在对剪力墙结构进行设计时，应该结合自己的工作经验和相关建筑设计要求进行科学、规范的设计，合理把握剪力墙结构设计难点，使剪力墙结构设计更加具有可行性。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；设计难点；

引言

在建筑结构抗震设计中，剪力墙的应用在结构设计中效果更为明显、更突出。剪力墙是一种主要承受地震作用引起水平荷载的墙体，具有刚度大，整体性能好以及用钢量省等优点，因此，在建筑结构设计中剪力墙结构设计时要充分考虑剪力墙的优缺点，根据建筑结构设计的实际情况，做好剪力墙结构设计工作，提高剪力墙结构的应用效果，促进建筑业的长期稳定发展。

1.建筑结构设计中剪力墙结构设计的难点问题分析

1.1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。

1.2剪力墙的抗震等级确定及构造要求较为复杂

剪力墙结构对于墙肢的高度和宽度等要求较高，如果在进行剪力墙结构设计时相关处理操作不规范，容易导致剪力墙布置不满足规范要求（例如在规定水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾复力矩大于结构底部总地震倾复力矩的50%）。在框架剪力墙结构中，在相应的水平力作用下，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等，确定倾覆力矩比值，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。

1.3底层框架处理较难

剪力墙结构对于墙肢的高度和宽度、底部处理等要求较高，如果在进行剪力墙结构设计时相关处理操作不规范，容易导致剪力墙不合格。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. 建筑结构设计中剪力墙结构设计难点的解决方法

2.1准确定位剪力墙结构

在建筑工程项目中，为充分发挥剪力墙结构的优势，相关工作人员要完善剪力墙结构布局，围绕着平面结构布置及竖向结构布置开展设计工作。基于剪力墙平面结构开展设计工作时，设计人员需明确剪力墙结构的刚度中心及质量中心，并对剪力墙开展拉直处理。总的来说，在设计剪力墙结构时，不宜过于繁琐复杂，需要依据相关规范及原则，开展设计工作，确保剪力墙刚度适宜，符合建筑结构要求，以充分发挥剪力墙结构的作用。

2.2科学处理剪力墙内大墙肢

剪力墙结构自身具备诸多优势，设计人员在开展剪力墙结构设计工作时，需要充分考虑到剪力墙结构的延伸性。剪力墙结构的延伸性对整体结构性能具有密切联系。在一般情况下，设计剪力墙结构时，大部分设计人员会将其设计为高状结构，该墙体结构关系到整个墙体性能及质量。为此，设计人员要基于施工需求及实际条件，调整和优化设计方案，避免由于细节处理不到位影响整体质量。若墙段长度偏小，当经过受弯部位时，容易产生裂缝，而剪力墙质量优劣关系到整个墙体配筋的支撑力。鉴于这一情况，相关工作人员要结合实际情况，开展施工流动工作，在施工完成之后进行填充，以改变长墙形态。

2.3剪力墙连梁的优化设计

剪力墙连梁作为连接墙肢之间的重要结构，其如果产生超筋和较大变形，对于整个建筑工程的整体质量控制效果会产生很大的影响。在剪力墙结构设计的过程中，要对于剪力墙连梁的高度进行适当的调整，结合工程的实际情况，科学地设计整体高度，避免由于尺寸问题所造成的连梁变形过大及超筋。针对于剪力墙的结构塑性标准要进行严格的控制，并通过适当的调整来优化抗震设计。通过对荷载进行科学的分析，在可控制的范围内结合不同的受力情况进行相应的计算，从而选择更加科学的实施对策。针对于超筋与变形较大的问题，可通过设置双连梁进行调整，且在规范规定的范围内允许一部分连梁出现少许裂缝。

2.4有效控制剪力墙内的配筋率

在剪力墙结构中，墙体的配筋主要分为边缘构件的配筋及边缘构件之间的墙体部分的配筋。剪力墙竖向和水平向的分布钢筋的配筋率应满足以下要求：一、二、三级时均不应小于0.25%，四级时均不应小于0.2%。剪力墙竖向和水平向分布筋的间距均不宜大于300mm，直径不应小于8mm，剪力墙竖向和水平向分布筋的最大直径不应大于墙厚的1/10。边缘构建的配筋率主要分为约束边缘构件及构造边缘构件，约束边缘构件的配筋率较构造边缘构件的配筋率较大；构造边缘构件的配筋率又分为底部加强区部分的构造边缘构件及非底部加强区部分的构造边缘构件，且底部加强区部分的配筋率大于非底部加强区部分的配筋率，因此严格区分边缘构件的类型及部位对控制剪力墙的配筋率有较大影响。因此设计人员在设计时不应随意的改变边缘构件的类型，特别是当剪力墙抗震等级为四级时，不论是底部加强部位还是非底部加强部位均应按照构造边缘构件设计，不可人为将底部加强区的构造边缘构件提高为约束边缘构件。故综合考虑，严格控制剪力墙的配筋率，对降低工程造价提高项目投资的的经济效益至关重要。

2.5剪力墙连续梁超筋的处理

在设计剪力墙结构时，必须对连续梁进行有针对性的处理，并合理地控制剪切力和剪切力，使其满足实际设计需求，避免连续梁加固问题。对于剪力墙结构，通常更可能在地板的三分之一高度处具有超梁加固的问题。剪切形状变化的主要原因是剪力墙耦合梁的影响，因此有必要控制梁部分的高度，使其更加科学和标准化。应及时调整耦合梁的弯矩和剪切力，使剪力墙的抗震性能更好。如果耦合梁由于振动的影响而具有不同程度的皮肤损伤，则不能保证墙体结构的稳定性。并且必须保持墙体和肢体的独立性，同时进行深入的研究，根据科学计算，获得壁肢的最大内力，并根据内力进行特定的加固。

3.结束语

随着科技和综合国力的提高，高层建筑的发展也越来越快，这种情形下，剪力墙的应用则更加具有普遍性，如何能提高剪力墙结构的优越性，完善剪力墙结构在建筑结构体系中的应用已经成为当下及将来研究与解决的问题，具有重要性和必要性，我们不仅要在设计中不断的思考和创新，更要吸取和借鉴国外关于剪力墙结构设计的先进理念与项目实践，使我国的建筑工程设计水平有所提高。

参考文献

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