建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略分析

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略分析摘要：剪力墙是建筑结构体系中的关键组成部分，通过该类结构的应用能够起到保安全、提品质的效果。为充分发挥剪力墙结构的应用优势，需要切实做好前期的设计工作，以正确的设计理念为指导，精准把控设计要点，合理选择剪力墙的结构形式并展开可行性论证，制订完善可行的剪力墙结构设计方案，在此基础上保证工程项目结构的合理性。关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用；策略建筑结构的安全性尤为关键，要求建筑单位在建筑结构设计中合理应用安全措施，保障工程的建设质量。剪力墙结构在建筑结构设计中得以广泛应用，该结构形式具有显著优势。以下笔者就将简要分析建筑结构设计中剪力墙结构设计的具体应用，以供参考。1剪力墙结构的设计特点城市化发展伴随着越发明显的土地紧张问题，各种建设工程项目实施中，为克服土地资源限制，建筑工程呈现出高层化趋势，项目数量有所增多、规模日渐扩大。但因为建筑的层数多、高度大，整个结构受到的作用力繁多且复杂，轴线并行、侧向移动等均是结构设计中需重点关注的方面。由于剪力墙结构的特点，高层建筑项目实施中，人们越来越倾向于这一结构体系的构建，但在剪力墙结构体系设计时，应使得剪力墙具有较好的抗侧刚度、较小的侧移、良好的吸收性能，只有这样，方可使得剪力墙结构具有极好的结构稳定性和抗震性，能够应对来自内外部的各种结构冲击。对于建筑而言，为达到总体结构标准，剪力墙结构的高度和厚度都相对偏大，这一结构设计要求使得该结构体系即使处于荷载作用下，也可以发挥剪力墙结构体系的优势，发挥其抗剪切力机械强度能量小的特征。一旦剪力墙结构的应用对象是超出20层的建筑，为保障截面弯矩最为极限承载力的计算科学性和准确性，必须要以全截面抗弯作为计算基础，根据相应的计算经验，在洞口越小的条件下，剪力墙结构的性能越理想，越可以发挥其在建筑结构中的优势。此外，建筑中的剪力墙结构设计中，通过科学的剪力墙结构设计，可以有效对建筑空间加以科学划分，实现空间资源的合理利用，有效提升了室内框架结构的简洁性和美观性。因为剪力墙结构中各个构件都为混凝土材料制成，使得剪力墙结构的重量大，地震灾害出现时该剪力墙结构也势必由于以自重出现明显的地震反应，再加上抗侧刚度的存在使得地震时的地震反应力加大，因此，为使得剪力墙结构的抗震性得以增强，应从其结构特点出发进行适当的优化。2建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略2.1承重设计在建筑工程设计中剪力墙结构的运用目的在于能够有效承载风作用下的垂直荷载及地震影响下出现的水平荷载。不过并非建设越多的剪力墙就越好，在具体设计时为减小整体建筑结构重量，实现其抗风性能与抗震能力的提高，所以需要结合建筑承重要求来确定实际所需设计剪力墙的大小与数量。例如，要求能够结合实际建筑宽度与高度来确定具体剪力墙的数量。在超高层建筑中务必要严格把控剪力墙的数量，避免由于剪力墙过多而降低整体建筑的垂直荷载能力。一般情况下都是根据适当与匀称的原则来设置剪力墙，在设计剪力墙结构时，所有水平及竖向荷载力均由钢筋混凝土墙承受，因此要求设计人员能够顺着平面主要轴线方向来设置剪力墙。2.2剪力墙结构的设计剪力墙结构需要采用双向设计，使墙体内部形成空间结构，尤其是抗震防御区，在进行双向设计的过程中尽量将来自两个方向的刚度保持一致。剪力墙结构的设计中尽量保持其平面均匀分布，刚度中心接近建筑结构整体的中心，最大化减少扭转效应，若刚度中心与建筑中心的偏离程度较高，可在条件允许的情况下通过调整墙肢长度和连梁的高度对刚度中心位置进行调整。由于剪力墙具有较强的抗侧刚性，结构自振周期较短，承受的水平地震作用较大，可能影响结构的整体性能。为减少水平地震剪力对建筑结构的影响，可通过减少墙体厚度，在主次结构设计中增大墙体间距，减少墙体总数等方式降低结构整体自重，增加结构的抗侧移刚度。剪力墙结构最显著的优势就是具较好的承载能力和平面刚度，但平面外承载力和刚度却相对较弱，若在设计中直接将平面外方向梁与剪力墙相连，可能会使墙肢平面外弯矩增大，为改善此种情况，在楼面截面不大的条件下，可采用半刚接的设计方案调整墙肢平面外弯矩。2.3墙肢设置墙肢的主要作用是分散剪力墙的压力，使建筑物的抗震能力得到显著提高。在设置墙肢的过程中，需要深入研究建筑的构造，对建筑进行系统的受力分析。剪力墙本身具有一定的延伸性，因此在选择剪力墙整体结构设计时，需要充分考虑其延伸性的直接影响，而剪力墙整体结构设计中最重要的一点就是要考虑剪力墙的脆性和延伸性，这就需要根据整个剪力墙的具体延伸长度进行结构设计。对于前置条件长度相对较长的大型剪力墙，应采用墙分层或多间距的方法实施。剪力墙表面应进行多截面无缝切割处理，有效避免对剪力墙延性的破坏。对于相对较短的大型剪力墙，应采用这种加固方法进行配合，充分发挥其作为支撑柱的作用。当剪力墙的前置条件长度大于8m时，可以考虑配筋来设置墙体施工的漏洞。通过在实验室搭建模型，并根据模型底部必要的传感器，传感器主要采集剪力墙各部分的承压值。最后，通过比较不同墙体肢数下剪力墙承载力的变化，确定墙体肢数。确定墙体肢数后，应根据建筑物的实际抗震需求确定墙体肢的截面积，使剪力墙在地震来临时能起到很好的减震作用。2.4剪力墙墙体配筋的合理设置在剪力墙结构中钢筋使用量较大，因此合理配置剪力墙钢筋是结构设计人员应该考虑的重要问题之一，通常情况下，墙体配筋是根据结构计算得来的，但部分墙配筋是按照规范规定确定的，在剪力墙墙身配筋过程中建议在满足结构计算的前提下，将墙体的水平、竖向分布钢筋分别按墙体的外侧、内侧进行配筋设计，这样既满足墙体承载力的要求，又能降低钢材的用量，从而实现节约钢筋材料的目的。3结语在城市人口不断增加的情况下，城市中的建筑高度会呈现逐渐提高的发展趋势，剪力墙结构的应用范围也会不断提升，为进一步提升剪力墙结构的科学性和合理性，设计人员应对剪力墙结构的设计不断进行创新与优化，通过应用剪力墙结构，促进我国高层建筑