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1、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用剪力墙结构在建筑结构设计中的应用【摘 要】剪力墙是建筑设计中的一个关键部位，它的设计质量的优劣直接关系到建筑物的稳固性和耐用性，尤其是高层建筑，其对剪力墙的结构设计要求更高。本文结合相关的剪力墙设计构建数据，在大量的理论分析基础上，论述了剪力墙的结构设计，希望可以扩大其在建筑设计中的应用范围。【关键词】剪力墙；建筑设计；建筑结构；结构设计为了缓解人地之间日益严峻的矛盾，利用有限的土地资源，提供最大限度的居住面积，我国的房地产事业普遍开始进行高层建筑设计。这样的建筑模式不仅在当前有效的缓解了用地紧张的问题，同时也是未来我国建筑设计的一个必然发展方向。由于高层建筑与
2、地面的垂直距离比较大，所以施工难度更高，如不有效的处理墙体结构安排，可能会留下重大的安全隐患，因此对高层建筑中的剪力墙进行设计分析是十分有必要的。剪力墙结构的设计过程中，不仅要对位移限值的要求进行满足，同时还要能够使结构各抗侧力构件的作用有效发挥，这样既能够给建筑施工降低经济成本，缩减费用开支，同时还能够保证高层建筑的基本质量，达到经济效应和安全效应的双重实现。剪力墙的设计数量没有明确的规定，在进行结构设计时，需要根据具体建筑方案按具体情况作出具体的设计。同时，我国的地质条件复杂，虽然地震灾害不是频发，但是高层建筑设计还是需要提高一定的抗震能力，满足相应的规范要求。由于我国的高层建筑兴起时间比
3、较短，积累的设计经验还比较有限，很多时候在应对一些设计问题时出现了严重的漏洞，影响了高层建筑的整体设计质量。下面主要列举几种剪力墙结构在设计中存在的问题，并提出了相关的解决办法，希望能够对相关的设计工作人员有所帮助。剪力墙墙肢截面的厚度剪力墙的厚度选取也是有其基本的标准，我国的设计规范中，已经明确规定了剪力墙的最小厚度，不能达到规范要求的剪力墙设计，必须立即叫停并限期整改。但是却没有对剪力墙的最大厚度有明确的数值标准，这是因为建筑不同的使用功能和建筑构件形式，甚至是不同的环境条件和地质条件都会影响剪力墙的厚度，需要设计人员根据相应的地质质料和数据，最终做出科学的判断。对于住宅建筑而言，填充墙的
4、厚度通常为 200mm，剪力墙厚度一般应与其相同。一般高度的住宅层，楼面 2 层以上的墙厚为 200mm，底部加强区的一字形短肢剪力墙除外，均可满足规范要求。部分高层住宅并无地下室，而基础埋深大多为以上。底层墙体则有 5m 高，如果依据层高的 1/16对墙厚进行确定，则会超过 300mm，这要比填充墙厚度大。对于这种状况的处理，可结合建筑平面对剪力墙进行布置，不对一字形剪力墙进行运用，通过十字形截面形式对其进行实施，且翼缘长度必须大于厚度的 3 倍。这样一来，墙体的抗震性能就会得以确保，墙厚则为剪力墙无肢长度的1/16。一般而言，剪力墙肢长在住宅建筑中 H/12，此时底层墙厚就会超过 400m
5、m。此时，过厚的墙体建设，需要使用大量的钢筋混凝土，同时也需要大量的人力资源，又延误了施工的效率，很大程度的提高建设成本，最重要的是影响建筑的使用功能。因此，在出现底层墙体超厚的情况时，需要通过下面两种常见的处理办法，对墙体的厚度进行缩减。其中一种办法是底层加现浇板：在底层一字形剪力墙所处的部位进行现浇板的加设，这样，底层的墙体厚度就会得到明显的下降，之后通过验算对墙体的稳定性进行确定。另外一种比较有效的办法是设端柱：将端柱设置在一字形剪力墙端部，依据剪力墙无肢长度的 1/16 对墙厚进行确定，200mm 的墙厚可满足标准要求。对于非加强区墙厚的要求，宜是层高或无肢长度的 1/16，所以非加强
6、区可不进行端柱的加设。而在下部 2 层对端柱进行加设，仍然能够满足建筑要求。当然对上述两种办法的选择没有硬性的规定，设计人员可以根据实际条件，和甲方进行协商，最终确定具体的设计方案。剪力墙中大墙肢的处理剪力墙结构的延展性必须良好，对于细高状的剪力墙而言，容易形成弯曲破坏的延性剪力墙，由此脆性剪切的破坏就能够得到避免。如果墙的长度较长，每墙段的高宽比要满足大于 3 的要求，就要借助开洞的方式，对长墙进行分割，使其成为小而均匀的独立墙段。在剪力墙结构中，长度大于 8m 的大墙肢比较少，而这些大墙肢可以承受较大楼层的剪力，当发生强烈的震动时，这些大墙肢就容易遭受严重破坏。针对墙肢长度超过 8m 的建
7、筑，选用以下方法可对此问题进行处理：开施工洞：施工过程中进行留洞，完工时对墙进行填充，将长墙肢分为短墙肢。剪力墙连梁超筋的处理连梁超筋在剪力墙结构设计中较为常见。连梁的超筋是由于剪压比的不足引起的。在剪力墙结构中，连梁易超筋的部位在总高度的 1/3 左右的楼层；如果墙段在平面中较长，就为中部的连梁；若墙肢截面高度大小不够均匀，墙肢处的连梁就会超筋。对于剪切变形而言，剪力墙连梁的敏感性非常的强，若剪力墙连梁的尺寸不能够满足标准要求，就要通过下列方法进行处理。1.缩小连梁剪力的原有截面高度；2.剪力墙在抗震设计中，其连梁弯矩、可进行塑性调幅。3.连梁破坏的竖向荷载影响不明显时，可控制该连梁不进行工
8、作的参与，根据独立墙肢对多遇地震作用下的结构内力进行分析，以两次计算所得的较大内力，对墙肢的配筋进行计算。通常来说，我们在解决这一问题时，优先考虑前两种施工方案，主要是前两种处理办法的理论基础比较强，经过这两个办法处理的成功案例比较多，建设单位比较认可，但是如果经由前两个处理方案问题还是不能够得到有效的解决，就需要立即采取第三种处理办法。此外，容易超筋的区域，按铰接处理，对连梁的整体计算进行实施，同时确保结构层间位移比能够有效满足标准要求。综上所述，剪力墙构建是高层建筑质量的一个基本保证，全面提高剪力墙的构建能力，进行合理的设计，能够有效的降低高层建筑安全隐患，保证老百姓的生命财产安全。各个设计单位若想在激烈的市场竞争中，提升自身的设计能力，提高设计的整体形象，必须立足施工建设的实践工作，按照国家相关的剪力墙设计标准，科学选用剪力墙设计方案，提高剪力墙的设计质量。通过广大设计人员的共同努力，未来我国的高层建筑设计将会有更大的突破。1陈崇冈.高层建筑剪力墙结构的设计要点J.中国高新技术企业，XX.2龚海秀.剪力墙结构设计的几点体会J.江西化工，XX.3揭林.高层剪力墙结构设计与施工技术分析J.黑龙江科技信息，XX.4韩桂发.浅析高层住宅结构设计与体会J.价值工程，XX.
