论文部分内容阅读
摘要：近来，随着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高，普通框架结构和框架―剪力墙的露柱构件对建筑空问的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间使用和立面美观的要求。纯剪力墙结构既可以保证结构安全可靠性，又可以使室内空间合理墙面平整，所以高层建筑结构中便越来越多地采用剪力墙结构，剪力墙的受力、变形特征，类似于框剪结构，但比框剪结构的刚度分配、内力分配更合理，结构的变形协调导致的竖向位移差别，也比框剪结构小，传基础荷载更均匀、合理。这样的结构形式能使建筑取得较好的经济效果和建筑功能效果。
關键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
1 剪力墙结构的分类
1.1 壁式框架
这种剪力墙洞口尺寸很大，连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近，其整个受力墙的变形则为剪切型，受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点，弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
1.2 整体小开口剪力墙
虽然这种剪力墙的开口比较小，但是其开洞面积已经大于15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型，但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点，弯矩图的主要位置发生了突变。
1.3 双肢或多肢剪力墙
这种剪力墙一般开口较大，或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同，但是它们的受力特点却十分类似。
2 剪力墙结构应用的设计理念及计算方法
在剪力墙结构设计中，必须选择合理的设计方案，这是保证建筑结构主体质量的重要环节。剪力墙结构处于受弯工作状态时才能有展现良好的延性，所以，剪力墙的形式应以高细为主，如果剪力墙过长，可能形成低矮墙，致使剪力墙呈现为脆性，难以满足抗震要求。因此，在剪力墙结构设计中，必须经过精确的计算，虽然现在设计工作中已经基本实现了计算机代替人工操作，但是，在部分环节的计算中仍需依靠设计人员根据经验予以干预。为了提高结构设计工作的效率与质量，设计人员应在合理应用现代设计工具的同时，结合自己的设计理念与经验进行双重判定。在剪力墙结构的优化设计中，为了保证计算结果的可靠性，必要时可以采取结构试验进行校验。例如：在剪力墙的边缘构造设计中，计算分析表明，增加墙肢截面两端的翼缘可以明显提高其延性；而结构试验则表明，与工字形、槽形截面剪力墙相比，矩形截面剪力墙的延性相对较差。由此可见，在剪力墙结构设计中，不但要合理应用相关理念与计算结果，还要注重结合试验结果进行设计方案的优化处理，从而提高其可行性。
3 剪力墙长度及厚度的选取分析
3.1 剪力墙墙肢长度的确定
墙肢的长度指的是整个剪力墙的截面高度，此参数的确定对于保证剪力墙结构稳定性和外观的协调性有着巨大的作用。一般情况之下剪力墙墙肢长度需要控制在八米以内，而在剪力墙结构之中为了进一步的确保墙体构造的延伸性，合理的避免外力对于墙体的损坏，还可以将宽度和高度比例相差较大的部分采取弯曲设计的形式，设计成延伸性的剪力墙，合理的避免了弯曲对于墙体造成的损害。但是在实践设计之中部分建筑的墙体长度比较大，所以为了进一步的确保剪力墙的墙体宽度和高度之间的比值，需要采取开洞的方式，将墙体分隔成为连续的、均匀的、长度比较小的连续肢墙，针对其开洞的设计应当采取弯矩约束比较小的弱连梁的设计形式，来增强墙体的结构稳定性和刚性。
3.2 剪力墙厚度的确定
在实践的房屋建筑结构设计之中剪力墙厚度和长度的选取是两个重要的工作环节。由于剪力墙结构的宽度和长度尺寸较大，所以针对上述两个指标的选择，可以按照双向受力结构以及柱形受力结构等特性来进行设计。根据我国所制定的抗震规定，在剪力墙结构当中需要加强墙体的厚度，针对厚度的选取应当结合建筑楼层高度来进行确定，同时在结构设计当中针对特殊类型的建筑应当采取概念性的设计方式，合理的控制剪力墙墙肢轴压的比值，进而确保整个建筑的稳定性，减少墙体的厚度，达到最佳的设计效果。
4 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
4.1 剪力墙墙的测量技术
在进行混凝土剪力墙施工前，需要对剪力墙的坐标进行测量，测量所用到的方法主要是通过对内、外控制轴网相结合实现对剪力墙坐标的测量。具体的步骤是：首先要对角部框架结构进行测量校正、加固工作；其次要对剪力墙进行测量，要对每节剪力墙都按照基点进行复查及引测工作。
同时，在工程施工过程中，还需要对剪力墙侧向垂直度进行测量，测量工作中所需要运用到的主要仪器有全站仪、铅锤仪、三角钢尺等。对于所需要应用到的测量设备来说，其都要经过严格的检验才能够使用，检验结果要保证能够达到合格的基础。
4.2 约束边缘构件处理
无约束边缘构件剪力墙和有约束边缘构件剪力墙相比较，其极限承载力降低40%，极限层间位移角就会减少一倍，对地震能量的消耗能力就会减少20%，因此，在设计剪力墙结构时，要根据不同级别的剪力墙轴压比，选用相对应的边缘构件。剪力墙边缘构件可以分为约束边缘构件和构造边缘构件两种情况，对于一级剪力墙和二级剪力墙结构，当剪力墙底部加强部位上面的普通部位和三级、四级非抗震设计建筑底部加强部位轴压比小于相关规定时，要设置构造边缘构件；当一级剪力墙和二级剪力墙结构，当剪力墙底部加强部位和高层建筑、重力荷载作用下墙体的轴压比大于相关规定，要设置约束边缘构件。
4.3 处理剪力墙中存在的连梁超筋现象
在剪力墙结构中，比较容易出现连梁超筋的现象，主要表现是墙体整体的剪力与设计过程中对剪压比规定的数值要求不相符。在墙体中出现连梁超筋的现象，主要是由于剪力墙整体结构的高度，位于建筑整体结构高度的三分之一处。如果在平面结构中，墙体较长的话，就会比较容易出现连梁超筋的现象。在出现连梁超筋时，墙体会发生严重的剪切变形。如果是墙体中较容易出现连梁超筋现象的部位时，可以采用铰链的形式进行处理。
5 结语
综上所述，伴随忠国经济建设的飞速发展，人们的生活水平有了很大的提升，随之而来的是对住宅的空间设计有了更近一步的要求，传统的建筑结构设计已渐渐难以满足人们对住宅的要求，因此，剪力墙结构应用而生。剪力墙是一种主要承受风荷载以及地震作用引起的水平荷载的墙体，其具有结构刚度大，整体性能好以及用钢量省等等优点，与建筑结构设计相比较为经济，且外形美观，便于室内布置，为此剪力墙受到了很多开发商及业主的青睐。
参考文献：
[1]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居，2013，（8）.
[2]李敏，罗联训.分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].江西建材，2013，（5）.
（作者单位：长春天禄房地产开发有限公司）
關键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用
1 剪力墙结构的分类
1.1 壁式框架
这种剪力墙洞口尺寸很大，连梁线刚度和墙肢线的刚度比较接近，其整个受力墙的变形则为剪切型，受力特点与框架结构相似。其在大多数高层建筑的楼层中会出现反弯点，弯矩图在楼层的地方也会产生突变。
1.2 整体小开口剪力墙
虽然这种剪力墙的开口比较小，但是其开洞面积已经大于15%。整个剪力墙的变形主要为弯曲型，但是整个墙肢的高度基本上没有存在反弯点，弯矩图的主要位置发生了突变。
1.3 双肢或多肢剪力墙
这种剪力墙一般开口较大，或者其洞口成列分布。虽然在开口上与整体小开口剪力墙不同，但是它们的受力特点却十分类似。
2 剪力墙结构应用的设计理念及计算方法
在剪力墙结构设计中，必须选择合理的设计方案，这是保证建筑结构主体质量的重要环节。剪力墙结构处于受弯工作状态时才能有展现良好的延性，所以，剪力墙的形式应以高细为主，如果剪力墙过长，可能形成低矮墙，致使剪力墙呈现为脆性，难以满足抗震要求。因此，在剪力墙结构设计中，必须经过精确的计算，虽然现在设计工作中已经基本实现了计算机代替人工操作，但是，在部分环节的计算中仍需依靠设计人员根据经验予以干预。为了提高结构设计工作的效率与质量，设计人员应在合理应用现代设计工具的同时，结合自己的设计理念与经验进行双重判定。在剪力墙结构的优化设计中，为了保证计算结果的可靠性，必要时可以采取结构试验进行校验。例如：在剪力墙的边缘构造设计中，计算分析表明，增加墙肢截面两端的翼缘可以明显提高其延性；而结构试验则表明，与工字形、槽形截面剪力墙相比，矩形截面剪力墙的延性相对较差。由此可见，在剪力墙结构设计中，不但要合理应用相关理念与计算结果，还要注重结合试验结果进行设计方案的优化处理，从而提高其可行性。
3 剪力墙长度及厚度的选取分析
3.1 剪力墙墙肢长度的确定
墙肢的长度指的是整个剪力墙的截面高度，此参数的确定对于保证剪力墙结构稳定性和外观的协调性有着巨大的作用。一般情况之下剪力墙墙肢长度需要控制在八米以内，而在剪力墙结构之中为了进一步的确保墙体构造的延伸性，合理的避免外力对于墙体的损坏，还可以将宽度和高度比例相差较大的部分采取弯曲设计的形式，设计成延伸性的剪力墙，合理的避免了弯曲对于墙体造成的损害。但是在实践设计之中部分建筑的墙体长度比较大，所以为了进一步的确保剪力墙的墙体宽度和高度之间的比值，需要采取开洞的方式，将墙体分隔成为连续的、均匀的、长度比较小的连续肢墙，针对其开洞的设计应当采取弯矩约束比较小的弱连梁的设计形式，来增强墙体的结构稳定性和刚性。
3.2 剪力墙厚度的确定
在实践的房屋建筑结构设计之中剪力墙厚度和长度的选取是两个重要的工作环节。由于剪力墙结构的宽度和长度尺寸较大，所以针对上述两个指标的选择，可以按照双向受力结构以及柱形受力结构等特性来进行设计。根据我国所制定的抗震规定，在剪力墙结构当中需要加强墙体的厚度，针对厚度的选取应当结合建筑楼层高度来进行确定，同时在结构设计当中针对特殊类型的建筑应当采取概念性的设计方式，合理的控制剪力墙墙肢轴压的比值，进而确保整个建筑的稳定性，减少墙体的厚度，达到最佳的设计效果。
4 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
4.1 剪力墙墙的测量技术
在进行混凝土剪力墙施工前，需要对剪力墙的坐标进行测量，测量所用到的方法主要是通过对内、外控制轴网相结合实现对剪力墙坐标的测量。具体的步骤是：首先要对角部框架结构进行测量校正、加固工作；其次要对剪力墙进行测量，要对每节剪力墙都按照基点进行复查及引测工作。
同时，在工程施工过程中，还需要对剪力墙侧向垂直度进行测量，测量工作中所需要运用到的主要仪器有全站仪、铅锤仪、三角钢尺等。对于所需要应用到的测量设备来说，其都要经过严格的检验才能够使用，检验结果要保证能够达到合格的基础。
4.2 约束边缘构件处理
无约束边缘构件剪力墙和有约束边缘构件剪力墙相比较，其极限承载力降低40%，极限层间位移角就会减少一倍，对地震能量的消耗能力就会减少20%，因此，在设计剪力墙结构时，要根据不同级别的剪力墙轴压比，选用相对应的边缘构件。剪力墙边缘构件可以分为约束边缘构件和构造边缘构件两种情况，对于一级剪力墙和二级剪力墙结构，当剪力墙底部加强部位上面的普通部位和三级、四级非抗震设计建筑底部加强部位轴压比小于相关规定时，要设置构造边缘构件；当一级剪力墙和二级剪力墙结构，当剪力墙底部加强部位和高层建筑、重力荷载作用下墙体的轴压比大于相关规定，要设置约束边缘构件。
4.3 处理剪力墙中存在的连梁超筋现象
在剪力墙结构中，比较容易出现连梁超筋的现象，主要表现是墙体整体的剪力与设计过程中对剪压比规定的数值要求不相符。在墙体中出现连梁超筋的现象，主要是由于剪力墙整体结构的高度，位于建筑整体结构高度的三分之一处。如果在平面结构中，墙体较长的话，就会比较容易出现连梁超筋的现象。在出现连梁超筋时，墙体会发生严重的剪切变形。如果是墙体中较容易出现连梁超筋现象的部位时，可以采用铰链的形式进行处理。
5 结语
综上所述，伴随忠国经济建设的飞速发展，人们的生活水平有了很大的提升，随之而来的是对住宅的空间设计有了更近一步的要求，传统的建筑结构设计已渐渐难以满足人们对住宅的要求，因此，剪力墙结构应用而生。剪力墙是一种主要承受风荷载以及地震作用引起的水平荷载的墙体，其具有结构刚度大，整体性能好以及用钢量省等等优点，与建筑结构设计相比较为经济，且外形美观，便于室内布置，为此剪力墙受到了很多开发商及业主的青睐。
参考文献：
[1]庆彦营.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华民居，2013，（8）.
[2]李敏，罗联训.分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].江西建材，2013，（5）.
（作者单位：长春天禄房地产开发有限公司）