装配整体式剪力墙结构优化设计

装配整体式剪力墙结构优化设计

宋科

身份证号：429006198410269311

摘要：现阶段，我国社会经济不断进步，城市化建设逐渐加快。为了适应高质量、高效率的建设，装配式建筑迅速崛起，成为当今建筑领域的重要组成部分。但是，对于性能更可靠的剪力墙结构，需要更加全面的设计，明确设计要点，进一步强化实施各种控制措施。同时，要对剪力墙结构设计进行综合考虑，合理有效地提高施工效率，充分利用装配式建筑在建筑应用中的便利和快捷优势。

关键词：装配整体式；剪力墙结构；优化设计

引言

装配式建筑主要是指各种建筑工程的结构、部件可以在车间进行批量的预制生产和加工，之后将部件成功运送到施工现场进行集中装配，通过这种形式建设而成的建筑，即为装配式建筑。与传统浇筑建筑进行对比，装配式建筑在环境保护、节约劳动力方面具有显著优势，同时还能够更加有效地保证工程最终建成质量、保证工程施工进度的发展。

1剪力墙结构概述

在建筑结构设计过程中，剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来取代梁和柱的框架结构。剪力墙结构体系具有良好的承载力，并且具有良好的整体性能和空间性能，它的抗侧力比框架结构更好。剪力墙的宽度和高度都比较大，但它的厚度较小，与板楼厚度相近，因此，它在墙体的平面内具有非常高的抗侧移刚度，而在墙体的平面外则具有非常低的刚度，此为剪力墙具有的几何特征和受力特点。所以，在进行结构设计时，除了要考虑剪力墙结构的竖向承载能力外，还应将其的弹性变形能力和抗震性能也纳入其中。合理设计结构类型和规模，以保证结构的稳定性和安全。在水平荷载作用下，剪力墙结构通常表现为弯曲变形。但是由于对剪力墙结构的间距有一定的局限性，使其在平面上的布局比较僵硬，因此，对于需要大面积的公共建筑来说，是不适宜的。这时就需要使用框架剪力墙结构，其特征如下：首先，框架剪力墙是较好抗侧力结构；框架剪力墙结构拥有一种有别于传统结构体系，它自身并不是一个单一的结构形式，而是由两个结构形式结合在一起形成的，采用刚度和强度都比较大的剪力墙与框架协同工作。既可构成灵活的大空间，满足了建筑功能的需要；与此同时，剪力墙结构还能够提高结构整体的抗震和抗风能力，减少结构的位移。其次是框架剪力墙具有较强的抗震性能，对于高层建筑来说，框架剪力墙的抗震性能体系应能充分满足相关设计标准。当震级相对较小时，建筑物没有明显的损坏，仍能正常使用；如果是中级地震，那么在修复之后，应能够恢复到原来的水平；当地震具有较大震级时，确保建筑物本身不会受到较严重的塌陷危害。通常情况下，地震对建筑物的破坏是有方向性的，框架剪力墙能够均匀分布在建筑周围，有效抵抗水平荷载，提高整体结构的承载力，最终实现建筑物抗震性能的优化提升。

2剪力墙结构优化设计措施

2.1剪力墙结构分析

高度重视剪力墙结构方案设计工作，充分考虑到在建筑高位转换作用下的底部大空间情况，结合结构具有的复杂性特点完成相应设计任务。剪力墙结构属于将剪力墙和高层墙体进行有机组合的一种建筑产物，主要作用是保证铰接部位的最终施工效果，将建筑中的柱与梁进行连接，使二者共同组成承重体系。对于建筑工程而言，在正式施工阶段，需要对高层剪力墙的详细结构进行展开，分析并利用施工优势，保证建筑物空间最终运用的灵活性，并以实际使用需求为基础，对所有建筑物的施工结构进行妥善的优化。在上述内容基础上，还能够将大幅度提升侧向刚度，保证建筑物可以具备更为优质的抵抗变形能力。基于此，需针对水平作用力进行分析，确保空间分析结果精确性，然后再检查均匀性问题。在应用转换层结构施工形式后，需要更加偏向重量与刚度值偏小的材料选择，可以在计算中对参与组合的各种振型数进行精确筛选和计算，同时也可以更好地保证选择有效性，继而找出最薄弱区域，然后针对内力分配特点展开研究，全面改善薄弱区域的性能设计方案，并为构件配筋提供科学调整，最终实现对薄弱部位性能的改善目标。

2.2剪力墙结构中的模板设计

在完成钢筋施工后展开短肢剪力墙结构的模板施工，其主要分为支撑模板施工以及混凝土模板施工两个方面。其中混凝土模板施工主要是指对建筑工程外观墙体以及内部展开施工，混凝土模板施工的难点以及重点则为处理梁柱节点处。对于民用工程而言，在施工设计阶段，建筑模板尤为重要，质量合格的模板能够在设计过程中完美地模拟出实际施工阶段的各种施工情况，进而将各种施工问题更好呈现出来，便于设计者及时更改固有的设计方案，保证此时的设计更改不会对后续阶段的施工进程造成直接影响。而在选择墙体模板时，则需要结合混凝土模板施工具体情况展开分析，并结合建筑物具体层高对相应的模板材料进行选择。

2.3叠合板设计

对于装配式建筑结构而言，叠合板式混凝土的连接方式能够有效提高装配式建筑整体的抗震性能，增强建筑的稳定性。在剪力墙结构的设计方面，设计师必须高度重视叠合板设计。叠合板设计必须考虑预制板的接缝长度、结构，设计人员需要充分掌握这些内容，做好单向板、双向板的规划，完成具体的设计方案。通常情况下，从预制板的接缝节点来说，接缝节点有两种，一种是非贯穿节点，另一种是贯穿节点。不同的接缝节点需要采用不同的连接方式，例如，非贯穿节点的情况就可以运用预制板直接完成连接，无需使用钢筋，采用单向板的连接方法；贯穿节点的情况则需要采用浇筑混凝土的方法连接，采用双向板模式。在整个设计过程中，设计人员需要严格计算预制构件的数量，保证剪力墙结构的设计符合工程项目的造价要求，提高装配式建筑工程的经济效益。作为设计人员，需要注意双向板的加筋计算，保证双向板的加筋强度始终低于单向板，运用双向板来设计叠合板，提高设计的科学性。

2.4抗震设计

剪力墙结构的抗震设计至关重要，抗震设计的目标是确保剪力墙结构在地震中不会受到较大损坏，把损坏程度控制在一定范围内。我国《建筑抗震设计规范》中明确规定了建筑物的抗震设计目标，可以简单概括为“小震不坏，中震可修、大震不倒”。作为设计人员，需要深入研究抗震设计规范，从多个方面开展建筑抗震设计。对于装配式建筑结构而言，剪力墙结构的稳定性决定了整个工程的抗震性能，为此，设计人员需要高度重视剪力墙结构的抗震设计，提高整个结构体系的安全性。在设计过程中，设计人员需要对建筑工程项目所在区域开展调查，掌握区域内的地震加速度、地震周期、地质条件等，综合确定建筑场地的地震特性，了解该区域对建筑工程项目提出的抗震设防烈度，从而明确剪力墙结构设计的要求，做好细节设计。作为设计人员，需要在剪力墙结构的抗震设计中计算剪力墙结构的振型及周期，综合衡量结构性能，有效控制结构的扭转效应。此外，设计人员还需要考虑楼层剪力以及倾覆弯矩、剪力墙结构的位移比，从多个方面开展抗震设计，全面提高剪力墙结构的抗震性能。

结语

剪力墙施工方案的合理优化，不仅可以保证墙体设计工作质量，同时还可以确保项目最终施工效果。因此，工程设计者需要进一步明确剪力墙结构设计方案的主要原理，然后根据施工现场的具体情况，结合用户的实际使用需求，完成相应的剪力墙结构设计工作。通过这样的设计方式，能够更加有效地保证工程中的剪力墙设计方案可以发挥出应有效果，全面提升装配整体式建筑工程的整体质量，进一步满足民用工程对施工质量和施工安全性的要求，全面促进建筑领域在未来阶段的良好发展。

参考文献

[1]汤海燕,水淼,李睿.探究装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计[J].建材与装饰,2020(7):134-135.

[2]刘军.探究装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计[J].房地产导刊,2021(3):287.

[3]龚丽妍.装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计[J].建筑工程技术与设计,2021(16):478.