建筑工程结构设计中的剪力墙设计分析

2015-04-07曹思维

四川水泥 2015年6期

关键词：延伸性剪力剪力墙

曹思维

（自贡市平方建筑设计有限公司）

建筑工程结构设计中的剪力墙设计分析

曹思维

（自贡市平方建筑设计有限公司）

随着建筑行业的快速发展，建筑工程结构有了许多新的变化，其结构设计的整体水平得到不断的提升，建筑工程项目的质量安全也在逐渐提高。剪力墙设计作为建筑结构设计中重要的一部分，其设计的规范合理程度将直接影响到整个建筑项目的安全稳定以及承建单位的经济效益，所以对剪力墙进行科学规范设计是必不可少的。本文从建筑工程中剪力墙结构所具有的实际问题出发，分析了剪力墙设计的基本思路和原则，从而希望能够提升建筑工程施工质量。

建筑工程；工程结构；问题；结构设计；剪力墙

建筑结构设计作为工程项目施工的基础工作，其好比人体骨架，只有结构设计好了才能往里面慢慢的“填肉”。随着建筑行业的快速发展，剪力墙结构逐渐被应用到现在的许多高层建筑中，在对剪力墙进行设计时，其结构合理性、规范性、科学性将会对整个建筑项目产生影响，为了避免剪力墙在实际工程项目中带来一些质量问题，我们有必要对剪力墙结构设计进行深入的研究和探讨，并根据客观存在的主要问题制定有效的整改措施，帮助项目施工企业单位提高施工水平，同时也为承建单位企业带来经济效益。

1. 剪力墙结构设计常见问题分析

1.1 二十层以下高层剪力墙结构问题

通过之前的调查研究，我们发现目前许多二十层以下的高层建筑中仍然采用的是传统方式施工：现浇剪力墙结构。由于各个墙肢轴压比具有很小的计算值，墙体配筋方式也是采用构造配筋形式，使得原设计墙体应有的承载能力没有真正体现出来，并且建筑工程项目使用使用此种方式施工费用也是很高的。通常遇到这样情况的时候，一般采取现浇联肢短肢结构来代替原有剪力墙结构。采用短肢剪力墙结构能够将建筑结构顶点的位移、周期以及结构底部的剪力把握在可控范围内。

1.2 框支剪力墙结构在建筑结构中的问题

在建筑结构中，通常剪力墙的上部主要使用的是短肢剪力墙结构，而在建筑物底部处理上，经常利用全落地剪力墙与框架支撑剪力墙这两项结合作为建筑物底部的结构使用，这类结构常常被利用于商业性住宅小区或者一些底商店铺中，其中最大的一个缺点就是这种结构在遇到地震等自然灾害时特别的脆弱。因为剪力墙在其上部下部之间刚度有很大的差异性，上部能承受较大的外力而保持微弱的形变，下部在同样的震动下，其特别容易产生变形。即便有水平的作用力存在，也会对其有很大的影响。为了因对这种形变问题，通常会采用短肢剪力墙，使剪力墙的剪力系数控制在一定范围内，保证其基本的刚度需求。

1.3 二十层以上高层建筑剪力墙结构问题

高层建筑物和低层建筑物不管是从结构设计上，还是在后期的施工技术方法上都存在很大的差异性。面对这样的一些差异，20层以上的高层建筑在建设过程中仍然采用短肢剪力墙体系，没用做到因具体项目而使用不同的剪力墙，这样往往会导致剪力墙的底部剪力系数达不到标准要求，整个建筑物结构也会出现连锁问题，在这样的建筑物中一般采用的是剪力系数为A，10联以上的剪力墙结构才能达到标准应力要求。

2. 建筑工程项目中剪力墙的设计剖析

剪力墙结构设计是建筑结构设计的一部分，其设计要遵循的设计原则，从实际问题出发，为建筑项目施工做好前提工作。

2.1 建筑项目剪力墙结构设计的主要原则

剪力墙结构设计要根据现实工程项目中的实际问题，其结构组成主要有墙肢和连梁这两个部分组成，这两个部分在剪力墙结构设计时都会对抗震性及建筑刚度有明确的要求。参与建筑结构设计的设计人员在对这两种结构进行设计时应该根据实际的需要来决定。剪力墙设计的另外一个原则是，所设计的剪力墙结构在工程项目施工中能够发挥出来设计时所要求的功能，并且要对这些结构进行规范，提升其承载力。

2.2 剪力墙结构设计的主要内容分析

剪力墙结构设计是一项繁琐复杂的工作，而且要求设计人员耐心、心细，对各个部分的受力情况有深入的了解。其设计一般涵盖以下主要内容：1）剪力墙设计的主要方法分析、2）合理布置剪力墙的各部分结构、3）对剪力墙的延伸性进行有效处理、4）提升剪力墙结构的性能和强度等。

1）剪力墙设计的主要方法剖析[1]。在所有的建筑项目结构设计时，挑选合适的设计方法、方式是各项工作开始的必要前提条件。剪力墙设计人员应根据具体项目工程情况选择有效合理的设计方案，这也是确保整个建筑物整体的安全和稳定的基础之一。另外，在剪力墙设计方法的选择过程之中，因为剪力墙结构常处在受弯的状态中，这个状态使剪力墙结构常常具有很高的延展性，所以在设计时，要保证其形状为宽细状。在这过程中尤其要注意一点，剪力墙过长的话就会造成低宽剪力墙的出现，达不到基本的抗震性能。设计人员必须拥有基本的物理力学基础，熟悉结构各部分受力情况的计算以及计算机操作，在大量工作实践的基础上，设计出科学规范的剪力墙，使剪力墙的结构能够达到受力分散均匀、合理科学，在保证设计水平得到有效提升的同时促进建筑项目整体的安全稳定。

2）合理布置各部分结构。在设计剪力墙水平方向的剪力过程中，通常需要设计人员以对称的形式来对平面进行有效的设计，从而达到剪力墙的重量核心及刚度核心按照求布置于一起，这样的话，既能够避免了扭矩的出现，同时也可以提高剪力墙的抗震性能。另外一个需要注意的是，在剪力墙设计时确保剪力墙侧向刚度达到设计标准要求，从而使其性能有效的发挥出来。

3）对剪力墙的延伸性进行有效处理[2]。通常剪力墙自身具有较大的延伸性，其延伸性过大，对剪力墙的整体结构及其耐久性产生严重影响，因此设计人员在设计以及施工人员在项目施工过程中，使剪力墙结构的延伸性控制在一定的范围之内，确保其不能够影响到建筑安全稳定。另外，在处理剪力墙结构延伸性问题是，设计人员可以让剪力墙拥有足够的承载力避免其带来破坏现象。通过对剪力墙结构对称合理、受力均匀、上下连贯的设计，可以有效的提升剪力墙对建筑物整体的支撑效果，保障其安全性，从而也使得建筑结构设计的可靠性也进一步提高。

4）设计时提升结构的性能和强度。我国建筑设计规范中已经明确了剪力墙结构设计所要求的性能及强度，使其在建筑工程项目施工过程中水平向和竖向的配筋率都要达到规定水平，即使是非非抗震设计和四级抗震设计也要保证配筋率要在0.20%以上水平，这样才能保障基本的抗震强度及自身所需的稳定性能。