高层建筑剪力墙结构设计问题思考.docx

    高层建筑剪力墙结构设计问题思考    摘要：剪力墙结构设计直接关系到建筑工程的结构安全及设计质量，所以不断提高剪力墙结构设计水平及施工质量是非常必要和重要的建筑结构设计中高度关注剪力墙结构设计处理极为必要，如果在剪力墙结构设计中出现偏差问题，则必然导致整个建筑结构体系受到影响本文分析了高层建筑剪力墙结构形式以及设计要求，并提出了剪力墙结构设计要点Keys：建筑结构；剪力墙；安全；刚度引言：在建筑结构中，剪力墙结构有着广泛的应用，是建筑的核心支撑，可以完善建筑物的各项优良性能设计人员应该切实做好规划设计，以便促使剪力墙的应用更为合理，只有这样才能够以更加全面的设计来避免对于建筑结构的稳定性造成影响，并且能够设计出具有良好工程强度的建筑结构1、常见剪力墙形式“剪力墙”指具有较高稳定性、强大抗震功能及抗风性能的一种墙体结构，也称为“抗震墙”多数剪力墙都使用钢筋混凝土结构，所以在建筑行业领域也被称为结构墙，能够同时承受地震和风两种外力所带来的荷载，降低自然灾害造成的工程质量及安全问题的发生率设计人员首先应该 准确掌握常见的剪力墙形式，以便促使剪力墙结构得以灵活运用，避免在形式选用方面出现偏差问题。

当前建筑结构中比较常见的剪力墙形式有以下几种： 无洞单肢剪力墙，该类剪力墙在应用中不开洞口，作为竖向悬臂构件予以使用 ，设计应用相对较为简单，尤其是在力学分析以及变形控制方面，具备较为明显优势；整体剪力墙是住宅性建筑最为常见的墙体结构 一般是指墙体上开设洞口相对较小的剪力墙 ，其洞口面积占整个剪力墙面 积的 15%以下， 洞口开设几乎不会对于剪力墙应力体系产生干扰 ，在 建筑结构体系支撑方面依然可以发挥出较强作用 ，荷载性能相对较为 理想 ，应用相对简单灵活；联肢墙，在剪力墙上开有若干洞口且尺寸较大，洞口间由连梁连接而成连梁具有跨度小、截面大，与连梁相连的墙体刚度又很大等特点，它的强弱对其相连墙肢的受力特性有较大影响，即连梁刚度越大，其对相连墙肢的约束越强，对整体稳定承载力越有利一般是由多个受弯构件进行连接成墙，比如在外墙中的 窗口开设以及内部墙体中的门口开设，都可以将相应墙体看作是连肢墙， 该类墙体虽然可以在实用功能方面发挥出较强的作用价值；短肢剪力墙在建筑结构中的应用能够表现出较强的抗侧力 ，在抗震性能方面的表现较为突出，轴压比控制效果理想，但是实际应用却对于设计人员提出了较高要求，设计人员应该基于力学计算分析以及抗震性能分析进行综合控制 ，避免在该方面出现混乱或者应用效果不佳问题。

2、 剪力墙结构设计要求剪力墙具有结构刚度大、整体性强、种类多样化、空间利用率高等特点剪力墙结构设计不仅关系到剪力墙结构施工质量及安全，还关系到整个建筑工程结构稳固性、工程质量，甚至还影响到整个建筑行业发展，故必须结合实际合理设计剪力墙结构首先，剪力墙结构的设计应用需要满足结构整体安全性要求，避免因为剪力墙的应用导致建筑结构体系的整体协调性以及稳定性受到影响，设计人员应该基于剪力墙应用后的受力体系进行综合分析，在保证结构受力均匀的过程中应当以双向布置的方式形成空间结构，并对结构变形问题予以积极防控从剪力墙结构安全方面来讲，需要保障剪力墙的荷载能力，在整体的结构体系中，剪力墙是关键的抗震构件，因此在设计时需要对剪力墙的适宜刚度与数值进行综合分析其次 ，剪力墙结构设计应用还需要重点考虑到实用性要求，设计人员应该充分考虑到剪力墙应用对于建筑物使用功能带来的影响，尤其是 对于一些开洞剪力墙 ，更是需要促使其可以更好融入建筑工程项目，可以为使用者做出较大贡献，满足功能层面的需求在进行剪力墙的墙肢截面设计时，一定要遵循简单和规整的原则，使剪力墙在竖向的设置上能够满足其刚度所需，在门窗洞口方面的设计应当保证上下之间的整齐，并以成列的形成进行规整布置，从而使墙体与连梁在应力的分布上较为明确且更具规则性，这样的设计不仅在安全性上有所提升，同时也与当前常用的简图计算相符，因而具有良好的实用性。

最后，在高层建筑剪力墙结构体系的过程中，充分发挥材料的力学性能，让结构布置与截面设计科学合理，提高抗震与抗风性能，充分发挥出剪力墙的水平荷载能力要将水平分布的钢筋与短肢墙中箍筋进行合理的分布、合并，在保证工程质量的前提下，减少钢筋的使用量，从而实现成本节约的目的通常来讲，剪力墙的刚度越大，在地震中受损伤的程度就越小但相对来说，剪力墙的刚度越大，所需的成本就会越高，对此，设计人员需要在确保剪力墙安全性的前提下，对刚度与剪力墙的数量有合理的把握，以免造成额外的成本支出3、剪力墙结构设计要点3.1结构方案选择在建筑结构中，剪力墙结构往往会有多种设计方案，这些设计方案会有不同的侧重点，需要根据实际需求来进行优化与选择一般在设计初期时，设计单位与负责建筑施工单位之间要做好沟通与交接工作双方要根据建筑项目的具体背景来选用合理的剪力墙结构体系，材料以及构件截面尺寸，从而确保剪力墙结构设计方案与工程的实际情况相适应例如，在框支剪力墙的结构中，可以采用短肢剪力墙增强其整体的刚度，根据工程成本对使用量进行合理分配，从而在保证前提机构安全性的同时，对项目资金进行合理的控制同时，设计方案时还需要最后考虑到建筑工程项目所处地理位置周边的水文地质条件、气候环境等因素，设计出最贴合实际的基础方案。

选择剪力墙结构方案时，不仅要判断结构形式是否符合实际，还要分析工程造价、建筑材料、构件截面尺寸等是否符合标准及要求此外，进行方案设计时也需要重点考虑施工成本，在尽可能完善结构功能的同时，有效控制成本，这样也有利于工程进行相关的造价工作，不易出现成本失控等严重影响施工开展的情况3.2合理布置剪力墙在结构选取时，要充分考虑墙体结构的性能，采用布置规则的结构，从而使剪力墙整体的结构设计的水平、质量与安全性得到提升，为后续的施工展开打下良好的基础，保障建筑施工的顺利进行为了充分发挥出剪力墙结构的最大优势，在结构布置方案中，需要对剪力墙进行合理准确的有效定位，确保剪力墙在竖直方向上要做到从下往上连续的布置，从而能够有效避免发生刚度的突变情况规则、简单的墙体设计，可以使高层建筑的受力更加均衡，保证应力分布的均匀和规则，从而增强剪力墙的整体受力抗压能力在高层建筑剪力墙平面布置时，需要充分考虑建筑物的使用功能，对剪力墙的位置进行合理的选择，应尽量选择平面形状较大的区域，如楼梯间、电梯间等位置为确保剪力墙作用的发挥，注意墙体与墙体之间距离的把控同时，结合工程建设需要及施工质量要求等合理设计剪力墙结构，强化剪力墙结构稳固性及抗震性能作为设计核心。

当墙肢长度较长时，为避免剪力墙的脆性及剪切破坏，使剪力墙具有一定的延性，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙应使剪力墙的总高度与墙段长度之比不小于3在对剪力墙进行抗震设计时要做到侧向刚度差别不大，其关键环节是要保证墙肢截面尽可能的简单而且要按照相应的规则进行操作，从而能够在此基础上促进建筑结构设计中剪力墙结构设计应用水平的有效提升3.3提升计算精确性    提升计算精确性是建筑结构设计中剪力墙结构设计应用的核心内容之一在剪力墙结构设计中，巧妙地应用计算机软件技术，不但能够更好的进行剪力墙的模型设计，还能够使数据计算变得更加精确在利用计算机进行精确计算的同时，相关设计人员需要结合自身的专业基础以及工作经验来对设计过程进行有效的判定，争取将设计过程中所产生的各项误差降到最低，以提高设计的质量剪力墙结构处于受弯工作状态时会展现出明显的延性，很多参数会发生一定变化，为确保剪力墙结构的安全性，需要设计合理的参数区间值，借助计算机信息技术反复核算、修正、统计和分析剪力墙结构参数，包括剪力墙的脆性、延性、刚度、抗震性能、承载力及抗压性能等都有相应的参数值或者参数区间值，需要计算参数值是否符合要求，确保剪力墙结构设计合理、科学和有效。

同时，设计人员要熟悉掌握计算机的应用程序，意识到数据对于设计的重要性，仔细的核对相关数据，并且要能够通过平时的经验准确的判断出数据的对与错，从计算数据的输入、计算过程、计算结果的三部分进行严格审查此外，在建造计算模型时，为了使计算结果更加准确，必须采取不断的结构试验来消除计算上的误差，争取将设计师本人的专业知识与计算机技术深度融合为一，以此来提高剪力墙结构设计的水平4、结语剪力墙设计始终是高层建筑结构设计的重要组成部分因此设计人员需要对于剪力墙设计的内涵有着清晰的了解，从而能够在此基础上设计出更加优秀的建筑结构如果在设计应用中出现偏差问题 ，则必然会在影响剪力墙自身应用价值的同时，还会干扰整个建筑结构体系的稳定性，这也就需要设计人员予以严格把关和优化处理，设计出更加优秀的剪力墙结构方案Reference：[1]王娟 .建 筑结构设计 中 剪 力墙结构设计 的应 用[J]. 大 众标 准 化,2022(12):46-48.[2] 赵磊. 建筑结构设计中剪力墙结构设计要点分析[J]. 房地产导刊，2021（32）：63-64.  -全文完-。