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建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計研究論文
摘要：文章簡要地介紹了剪力墻結(jié)構(gòu)的特征以及主要的設(shè)計原則，繼而對建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置原則和相應(yīng)的計算的優(yōu)化方法進行了研究，以供參考。
關(guān)鍵詞：建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用
隨著人們生活水平的提高，人們對于居住條件的要求也越來越高，為了實現(xiàn)建筑質(zhì)量高標準、建筑功能的齊全和建筑物的美觀這三方面的要求，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。隨后，隨著剪力墻結(jié)構(gòu)有著較大的抗側(cè)剛度、較小的用鋼量和較強的抗震能力等優(yōu)點，其在建筑結(jié)構(gòu)中的使用也越來越廣泛。目前，剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為我國建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要方法。文章將簡要地向大家介紹一下剪力墻結(jié)構(gòu)的特征以及主要的設(shè)計原則，繼而論述建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置原則和相應(yīng)的計算的優(yōu)化方法。
1建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要原則
剪力墻結(jié)構(gòu)雖然有著顯著的優(yōu)點，也在實際應(yīng)用中展示了其極強的優(yōu)越性能，但是并不是所有的建筑都可以使用剪力墻結(jié)構(gòu)。下面，我們就從四個方面對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要原則進行闡述。（1）眾所周知，通常情況下，剪力墻的高和寬都是比厚度大很多的，再加上剪力墻是幾何特征向板，因此剪力墻結(jié)構(gòu)可以簡單理解成為墻面柱體結(jié)構(gòu)。這里說的墻面柱體結(jié)構(gòu)是說具有墻的外形，受力具有柱體特征。其與柱體的主要區(qū)別就是肢長和厚度的比值，如果這個比值小于3，那么剪力墻可以按照柱體進行設(shè)計。如果這個比值在3到5之間，這時的剪力墻可以看做異形柱，按照雙向受壓構(gòu)件進行設(shè)計。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)，不僅需要承受水平方向上的彎矩和水平剪力，還要承受縱向上的豎向壓力。在這兩種力的夾擊之下，如果剪力墻結(jié)構(gòu)想要保證一定的抗震要求，在設(shè)計時，就要考慮剪力墻結(jié)構(gòu)中的各項構(gòu)件，在剛度和延性這兩方面的需求。（3）剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計時，一般會使用鋼筋混凝土的墻板來代替建筑結(jié)構(gòu)中的梁柱，而這種豎向的鋼筋混凝土墻板，就是我們平時說的剪力墻的主要結(jié)構(gòu)。此時，建筑物的水平方向，仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上的，但是建筑領(lǐng)域習(xí)慣將豎向和水平向這樣構(gòu)成的整個體系稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。這樣就會出現(xiàn)一個問題，如果剪力墻在同一平面內(nèi)，那么其剛度和承載力就會變得相對比較大；如果不在同一平面內(nèi)，那么其剛度和承載力就會變得相對比較小，這時就容易使墻肢在平面外的方向上產(chǎn)生彎矩的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計時，要盡量不要將剪力墻和平面外的梁進行連接，以保證剪力墻的使用安全。（4）設(shè)計師在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，要保證水平方向和豎直方向上的雙重分析和計算。在內(nèi)力結(jié)果計算完成之后，要用偏壓或者偏拉進行驗算。
2剪力墻結(jié)構(gòu)的特征和種類
剪力墻結(jié)構(gòu)一般按照是否開洞以及洞的尺寸大小，大致分為五類：雙肢剪力墻、多肢剪力墻、整體小開口剪力墻和整體墻以及壁掛框架等等。不同的剪力墻結(jié)構(gòu)具有不同的用處，但是所有的剪力墻結(jié)構(gòu)基本都具有較大的抗側(cè)剛度、較小的用鋼量和較強的抗震能力等優(yōu)點。同時，使用剪力墻結(jié)構(gòu)還可以使室內(nèi)的空間更加平坦，但剪力墻結(jié)構(gòu)在施工時需要更多的施工環(huán)節(jié)，這樣在建筑成本上也會有一定的增加。
3剪力墻結(jié)構(gòu)的布置原則
（1）剪力墻采用雙向或者多向布置的原則。由于在剪力墻結(jié)構(gòu)中，豎向全部荷載和水平力都是由鋼筋混凝土墻來承受的，因此剪力墻應(yīng)該沿著平面主要軸線的方向進行排布，采用雙向或者多向的布置方式。盡可能地將剪力墻連接在一起，不要使剪力墻處于對直或者拉通的狀態(tài)。對于剪力墻的抗震性能，設(shè)計人員在設(shè)計時，要使剪力墻的側(cè)向剛度相差不大。由于我國現(xiàn)在土地資源緊張，大多數(shù)住宅樓都是高層建筑，對于這樣的建筑，在對剪力墻進行抗震設(shè)計時，不要出現(xiàn)單方向有墻而另一個方向沒有墻的現(xiàn)象，設(shè)計時要保證剪力墻可以發(fā)揮出最大的抗震效果。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)在豎向上保證從上而下的布置。剪力墻結(jié)構(gòu)中豎向的鋼筋混凝土墻，要保證是從上至下的連續(xù)布置，這樣不會發(fā)生剛度突變的情況。對于高層建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向鋼筋混凝土墻，要保證其在豎向方向上的剛度均勻，有洞口的剪力墻結(jié)構(gòu)，要保證洞口處有明顯的墻肢和連接梁。（3）剪力墻結(jié)構(gòu)的布置不應(yīng)太過密集。剪力墻結(jié)構(gòu)的布置太過密集時，會增大側(cè)向剛度，過大的側(cè)向剛度會使墻體本身的重力大大增加，這時一旦發(fā)生地震，會使建筑物倒塌的可能性大大增加。（4）剪力墻結(jié)構(gòu)的洞口和門窗要對齊。剪力墻結(jié)構(gòu)的洞口和門窗要對齊，避免錯漏洞的出現(xiàn)，保證其成列布置，這樣才可以不影響剪力墻結(jié)構(gòu)的承重，不會使其變形。
4剪力墻結(jié)構(gòu)的計算優(yōu)化
我國有相關(guān)規(guī)定，在計算多地震作用下的樓層最大層間位移時，以樓間的彎曲形變?yōu)橹�，同時計入扭轉(zhuǎn)變形，可以不扣除結(jié)構(gòu)整體的彎曲變形。因此，這就要求設(shè)計師在設(shè)計時要盡量減少扭轉(zhuǎn)形變，但是也不可以因為層間位移不足，而盲目地增加剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，這樣一旦突破架構(gòu)規(guī)定的架構(gòu)減重比，就不能使對側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度減小。但是如果減小減重比，減小地震作用，也可以達到理想的效果。
5結(jié)束語
剪力墻結(jié)構(gòu)在我國建筑中的運用已經(jīng)非常廣泛，為了進一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，進一步提高建筑質(zhì)量，設(shè)計人員必須熟知剪力墻結(jié)構(gòu)的各項理論，嚴格按照剪力墻結(jié)構(gòu)的各項要求來進行設(shè)計，把握其設(shè)計要點，從而充分發(fā)揮出剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，滿足實際應(yīng)用需要。設(shè)計人員還應(yīng)該具有一定的創(chuàng)新意識，不斷采用新的方法和技術(shù)，使剪力墻結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，更好地為建筑事業(yè)服務(wù)。文章簡要地總結(jié)了設(shè)計中的經(jīng)驗和方法，希望可以為設(shè)計人員在剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中提供經(jīng)驗。
參考文獻：
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