张艳
身份证号:4509231987080237** 广西 南宁 530000
摘要：在不同的高层剪力墙结构中，有不同的剪力墙结构墙肢布置方案。因此，在设计和建造高层建筑时，应认真分析高层建筑的结构特点，采用合理的剪力墙结构布置，以满足高层建筑的安全性、稳定性和经济性。
关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
前言：随着建筑技术的发展，建筑结构的设计水平也在不断提高，剪力墙结构设计广泛应用于建筑结构设计中，剪力墙结构具有抗震性能好、抗侧刚度大的优点，可以有效提高建筑结构设计质量。剪力墙结构设计具有整体性能优异、结构刚度高、施工方便的特点，可以有效加快施工进度，提高建筑施工的整体质量，保证建筑的安全使用。
1、剪力墙结构的基本概念
剪力墙结构是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，墙肢截面高度与厚度之比不宜小于3。短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm,各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙。在建筑中，剪力墙结构承受水平荷载，其主要作用是抵抗建筑工程中的剪力。当台风、地震等自然灾害发生时，其抵抗剪切力的作用更加突出。此外，它还在建筑中承受承受竖向荷载，起到分隔空间的作用，也就是普通墙体的作用。在实际应用中，应根据建筑结构、功能需求和预算资金采用合理的剪力墙结构布置。
2.剪力墙的特点
剪力墙结构刚度高，整体性能好。由于室内布局不均匀，隔墙在住宅建筑中被广泛使用。如果承重墙和隔墙采用现浇剪力墙结构设计，会更经济实用。而且室内整体结构简单美观，不会有外露的框架柱，使得室内布置更加方便，这也是现浇剪力墙结构的另一个优点。
然而，剪力墙存在一些缺陷，只有正视这些缺陷，剪力墙结构才能在建筑结构设计中得到科学合理的应用，扬长避短。首先剪力墙结构中中混凝土用量较多，增加了建筑物的重量，侧向刚度大，会引起相当大的地震反应，增加上部结构和基础的造价。其次，剪力墙结构中墙肢布置较多时各墙肢轴压比较低，无法充分发挥各墙肢的承载力。
3.剪力墙结构的设计原则
剪力墙结构的设计质量与建筑结构的设计效果密切相关。剪力墙结构抗震性能好，刚度高。主要由墙肢和连梁组成。它在建筑结构中的主要作用是承受各种荷载，尤其是风荷载，是建筑的主要支撑结构。为了充分利用剪力墙结构在建筑结构中的优势，有必要对其进行合理的设计和布置。设计过程中应遵循以下原则，以避免影响设计质量和效率。(1)控制剪力墙高度和宽度。对于剪力墙结构，高度和宽度大，厚度小，形状类似于板状，受力形式趋向于柱形结构。因此，设计应基于形状壁的长度和厚度比。按照双向压缩结构设计，更好的满足了弹性、非弹性和延展性的要求。(2)剪力墙结构的面内刚度和实际承载力较大，面外刚度较小。用平面外梁连接剪力墙时，容易出现墙脚弯曲。所以要避免把两者联系起来。如果有必要连接，应采取一些保护措施。(3)剪力墙结构设计时，必须充分考虑墙体的水平力和竖向力以及墙体的整体结构力。同时，对正截面承载力进行计算，对斜截面抗剪承载力进行分析和计算。如果墙肢荷载集中且较大，应计算局部抗压承载力。
4.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
4.1剪力墙的布置规定
为了避免建筑资源的浪费，有效节约建筑成本的投资，剪力墙的布置变得非常重要。因此，设计人员应充分考虑平面和竖向位置的布置，尽可能在对称的基础上在建筑中均匀分布剪力墙。
在平面分布中，为了避免扭矩，剪力墙表面结构的刚度大于质心的刚度，剪力墙的内外部分应保持在同一水平线上。剪力墙的侧向刚度和高厚比都应保持在合理的范围内，不应过于复杂。当剪力墙在这两个方面处于合适的范围内时，剪力墙的抗压能力将大大提高，剪力墙的应用范围也将扩大。
4.2墙肢长度的合理布置
剪力墙不宜过长，较长的剪力墙宜设置跨高比较大的连梁，将其分成长度均匀的的若干墙段，各墙段的高度与厚度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m。剪力墙剪力墙本身的结构状态薄而高，但在脆性环境下为了充分发挥其延性，提高剪力墙质量，通常将其弯成延性剪力墙。当墙段长度过短时，墙段受弯力后形成的裂缝会变窄，进而开始出现墙筋的承载力。
4.3边缘组件的处理
与有边缘构件的剪力墙相比，无边缘构件的剪力墙极限承载力降低40%，极限层间位移角增加一倍，抗震耗能能力降低20%。因此，在设计剪力墙结构时，应根据不同抗震等级剪力墙的轴压比选择相应的边缘构件。剪力墙边缘构件可分为约束边缘构件和结构边缘构件两种情况。对于一、二、三级剪力墙结构，底层墙肢底截面的轴压比小于有关规定时及四级剪力墙，应设置构造边缘构件，构造边缘构件的截面及配筋应满足相关要求。一级剪力墙和二、三级剪力墙结构，底层墙肢底截面的轴压比当大于有关规定时，应设置约束边缘构件，剪力墙的约束边缘构件可为暗柱、端柱和翼墙。约束边缘构件的体积配箍率应满足相关要求。
4.4剪力墙结构平面设置
建筑结构中的剪力墙结构应具有合理的平面设置，剪力墙的平面结构应以整体化的理念设计，以保证结构规则对称，使建筑墙体各侧的质心和刚度中心重合。结构设计过程中，应在以主轴为中心的方向和主轴周围进行布置。当剪力墙缺乏规则、平整的平面结构，且长度和宽度超出规定范围时，需要设计伸缩缝，以保持剪力墙结构整体的安全性，增强其抗扭能力。每面墙都要拉直，减少剪力墙的扭曲。剪力墙结构的抗侧刚度应控制好，不宜过大，应充分发挥剪力墙的承载力和抗侧力。在设计中，应有效平衡剪力墙重量中心与结构刚度中心之间的关系，以减小二者之间的偏差。
4.5准确计算连梁的承载力
以主轴为标准，进行双向或多向的平衡设计，以保持剪力墙承载力的整体平衡，合理增加两者之间的距离，连梁作为建筑结构智能化的重要承重构件，在配筋过程中的处理非常重要。因此，剪力墙结构连梁配筋配置过程中，根据工程实际情况，应准确计算连梁的承载力，并适当增加配筋率，以减少剪切和变形对结构造成的破坏。
4.6超限调整分析对于剪力墙的设计，可以从最小需求点进行需求分析，可以更好的兼顾建筑施工的经济性和实用性。首先，建筑高度对承载能力的要求之间存在一致性问题，在设计高度较高的剪力墙结构时，需要根据高度适度增加剪力墙的数量。随着楼层的升高，剪力墙的抗震设计需要从最低要求开始适当提高和逐步完善，以便更好地控制不同方向的抗力。其次，建筑也是一个整体，所以设计不仅要考虑相邻两层之间的建筑结构，还要通过对建筑的综合分析来分解受力情况，使整个建筑能够表现出很强的抗剪效果。根据应力分析结果，适当提高墙体结构的荷载限值，更有利于延长建筑物的使用寿命。
结论：近年来，建筑业发展日趋严峻。为了占据有利的市场地位，需要加强剪力墙结构的设计，保证建筑结构的安全性、美观性和功能性。剪力墙结构的设计对整体设计质量有着至关重要的影响。严格按照相关设计原则，加强平面和剪力墙的布置以及连梁的配筋，确保计算的准确性和有效性。从而提高建筑设计水平，促进建筑业更好更快发展。
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