浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

2020-11-26于海跃

商品与质量 2020年41期

于海跃

吉林东北亚国际工程技术集团有限公司吉林长春 130000

时代在进步，科技在发展。人们的生活观念也在不断更新。当下人们对于建筑质量和性能的要求越来越高。相比过去单一的建筑结构，人们还要在追求建筑稳定性的同时，考虑到建筑本身的美观性。在城市化进程和农村人口大规模向城市迁移的背景下，建筑行业得到了迅速发展，建筑设计在满足现代人对于质量、美观等因素的要求下，使用各种先进的建筑结构设计来满足用户的需求，其中剪力墙建筑结构设计展现出了较大的优势，这也就在很大程度上推动了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的广泛应用。

1 剪力墙结构设计的概述

在现代建筑的结构设计当中，剪力墙结构设计已经成为建筑设计当中的重要组成部分。就目前的发展趋势来看，未来剪力墙结构设计必然成为未来建筑设计的发展趋势。剪力墙结构设计是在建筑设计当中充当墙体的作用，起到对整个建筑的支撑作用。一般情况下，建筑当中所使用的墙体材质大多都是以钢筋混凝土为主，这种结构设计能够代替原有的主体结构承担起整个建筑的负荷，这种结构设计相比传统的房梁和支撑柱的设计更加美观，其支撑效果也更胜以往。除此之外，剪力墙结构设计所带来的经济效益也非常高。在实际的房屋建筑过程当中，利用剪力墙结构设计能够大幅度降低建筑的建设成本。正由于剪力墙结构拥有如此卓越的性能以及能产生巨大的经济收益而被广泛应用于建筑行业当中。从整体上看，剪力墙结构设计的优点有许多，若将整个建筑设计都采纳这种设计必然能够在节省大量建筑成本的情况下，建设出性能卓越、美观且质量不错的建筑，但事实却相反，剪力墙结构在建筑使用上存在着次数限制，一旦过度使用便会影响到建筑的使用寿命。在考虑建筑抗震性能时，必须要注意到地震倾覆力矩结构所能承受的力是剪力墙结构的两倍，因此，建筑工作者在使用剪力墙结构时要考虑到全面，将剪力墙结构控制在合适的使用范围内，让其发挥最大的价值[1]。

2 剪力墙结构设计遵循的原则

2.1 调整楼层间的剪力系数

剪力墙结构性能卓越，但是在其投入使用方面，建筑工作人员需要进行实行考察和分析，不能进行盲目的设计，以防止剪力墙结构的滥用而影响到整个建筑的质量。工作人员的需要根据剪力墙的结构特点选择其最合适的设计方法，以便发挥剪力墙结构的最大优势。剪力墙结构功能的发挥受施工技术的影响，所以为了保证其功能的正常发挥，在建筑结构设计时一定要考虑影响其功能发挥的各个因素，从而保证剪力墙结构设计的规范性和合理性。在建筑设计过程中，为了减少建筑结构本身承受的载荷，提高建筑的抗震性能。需要在建筑结构设计中减少剪力墙结构的使用，并同时要减少地震倾覆力对剪力墙结构的作用强度，最佳的方法便是在剪力墙结构的中间进行开洞处理，这样可以增加剪力墙结构的刚性强度，进而整体上提高建筑楼层间的最小剪力系数。这样做的目的是为了降低建筑的施工成本[2]。

2.2 调整楼层层高与最大位移

为了防止建筑在建设过程当中发生扭曲和变形问题，在考虑使用剪力墙结构时一定要考虑到各个楼层间之间出现的剪切变形和扭转变形问题，处理这类问题时要注意到合理控制竖向构件的使用数量，若是在建筑过程当竖件过多，就很容易会加大建筑结构设计中剪力墙结构的比重，从而造成剪力墙结构使用的不科学[3]。

3 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

3.1 合理布置平面

建筑设计当中剪力墙的设计要遵循匀称的设计原则，通常情况下最好沿着主轴方向进行双向或者多向布置。这样的设计可以最大程度上将侧面墙结构的刚度和质量与中心点重合，这样的结构设计就避免了剪力墙扭转的现象发生。若是剪力墙结构设计中的抗侧力刚度过大，而为了发挥剪力墙抗侧承载力，保证侧向刚度在可控的范围内，这需要工作人员增加剪力墙结构的设计间距。

3.2 处理好大墙肢

剪力墙除了有着良好的承载性和抗震性外，其本身也具有一定的延展性。延展性只发生在剪力墙结构的高度和长度比大于数三的时候，这时剪力墙结构便显示出延性，本身也容易发生弯曲和变形。延性的特点可以有效减少脆性剪切的破坏程度。为了减少建筑裂缝的出现，施工人员便可以采用剪力墙结构的延性，提高整个墙体配筋的支撑能力。在地震发生时，剪力墙长度过大，大墙肢和小墙肢很容易遭受破坏。解决这个问题的最佳方法便是在建设剪力墙设计中开计算洞设混凝土墙，从而提高小墙肢的配筋能力[4]。

3.3 剪力墙的配筋设计

众所周知，剪力墙结构性能很少，但是其在建筑当中有着使用限制次数。过多的剪力墙结构只会破坏其结构。但是在实际的施工当中，不可避免的会增加剪力墙的使用上限。在这种情形下，为保证剪力墙结构的稳定性，需要的是合理设计水平方向和竖向方向配筋。

3.4 重视边缘构件的处理

剪力墙的边缘构建有两种材料组成，分别是约束边缘构件和构造边缘构件。这两种边缘构件应用于不同的建构情境。在面对一二级剪力墙时可以适时的加强墙体上方的处理。在三非抗震性能当中可以加强底部位置的轴压比，同时选择适合的边缘性构建进行处理。而在高层建筑和重荷下的轴压比大于平均值时则可以选用与约束性的边缘构建处理。