结构设计探讨论文

【摘要】剪力墙结构具有刚度大、承载力强、抗震、抗风等优点，被广泛应用于建筑工程项目中，发挥着抗震、承重等作用。在对剪力墙结构进行设计的过程中，需要考虑其与其他结构的连接性，这样才能保证整体结构设计的合理性。论文从剪力墙结构的概念和优点出发，对建筑工程设计中的剪力墙结构设计进行分析，希望能为建筑工程的设计、施工提供借鉴。下面是小编整理的《结构设计探讨论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

结构设计探讨论文 篇1：

建筑工程设计中的剪力墙结构设计探讨

摘要：当前随着我国城市化建设发展速度不断加快，城市内部建筑行业的发展趋势一片良好，由于人们生活质量的不断提升，对建筑结构的功能性要求，以及建筑工程的结构安全性要求更高。因此，有效做好建筑结构的优化设计工作非常关键。剪力墙结构是建筑工程设计工作中非常重要的组成部分，由于剪力墙结构具有抗侧刚度较大、用钢量较小同时具有良好的抗震性能，因此在建筑结构设计工作中应用非常普遍，现阶段已经逐渐发展成为我国建筑结构的主要构成形式之一。剪力墙结构设计工作在我国建筑结构设计工作中占据非常重要的工作地位，同时建筑工程剪力墙结构的设计工作内容也相对较多，需要充分保证建筑剪力墙结构设计的科学性与合理性，发挥出剪力墙结构的工作优势，提高建筑工程的整体设计工作质量和稳定性。

关键词：建筑工程设计;剪力墙;结构设计

引言：

剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板代替传统框架梁柱结构，借助钢筋混凝土板墙结构的荷载内力作用，有效控制建筑结构水平应力，切实增强建筑工程整体承载能力。现阶段剪力墙被广泛应用在建筑结构设计过程中，，已成为建筑常见结构体系之一。为从根本上提升剪力墙结构应用水平，需着重关注剪力墙结构设计工作。结合建筑工程具体建设要求，对剪力墙结构设计方案内容进行细化量化。

1剪力墙结构设计的优势

1.1经济性

剪力墙的应用可大大提高总体经济性。相对于传统的框架结构，剪力墙的材料和成本相对较高。但是总体来说，剪力墙也有很多优点。因为剪力墙是混凝土与钢筋的有效组合，平面内刚度很大，在剪力墙的施工过程中不需要覆盖过多的刚性材料，也不需要用钢筋来提高建筑物的整体稳定性，既可节约成本，又能体现公司发展的初衷，确保企业经济效益的有效实现。

1.2稳定性

从剪力墙的角度看，它的整体设计具有理想的稳定性。为使建筑物的整体稳定最大化，在剪力墙设计中采用了钢筋混凝土材料。相对于框架结构，剪力墙的稳定性较为理想。与传统剪力墙相比，整体外形更加理想，同时剪力墙采用钢筋混凝土，具有理想的支撑效果。

1.3连续性

在剪力墙设计期间，应保持理想的连续性，有效地划分不同的区域。其主要作用是可以分割水平和垂直方向的分量。这样既保证了整个结构剪力墙的稳定性，又使建筑具有良好的连续性。

1.4规律性

剪力墙设计具有较好的规律性，在整个建设工程的施工过程中，可以将建筑物划分成不同的区域，不同区域的功能也存在一定的差异。因为剪力墙结构具有较好的连续性，它能使建筑既能有效划分区域又能互相联系。此外，剪力墙的结构不仅十分简单，而且也比较规则。

2建筑工程设计中的剪力墙结构设计的应用

2.1剪力墙结构设计

剪力墙结构采取双向结构，形成空间结构，尤其是地震保护区。在双向设计中，保持两个方向的刚度一致。在设计结构时，尽量保持平面平坦，刚度中心靠近建筑结构的中心，尽量减少扭转效应。如果刚性与建筑中心的偏差较大，在合适的情况下进行调整。墙的长度和连接梁可根据刚度位置调整。

2.2基础及承重构件的设计

剪力墙结构设计方案需要现场水文地质条件、建筑分布及施工要求等。在设计前必须得到充分验证，应根据施工环境和标准的要求，规划剪力墙结构的承重构件，以保证主体结构的稳定性。在设计承重构件时，重点关注墙体的配筋。水平和垂直的配筋率不应小于0.25%。框架剪力墙结构不应小于0.3%。在剪力墙结构设计中，应意识到基础方案的重要性，注重构件的设计控制和优化，结合设计经验和工程参数，确定工艺参数和建筑标准。设计完成后，要进行检查，以确保设计的科学性和适宜性。

2.3抗震设计

在剪力墙结构的设计中，控制机制可以提供整体效率。在一定位置放置塑性铰有效控制连续变形的位置，使在地震作用下形成良好的损失机制。结构的高度和抗剪力必须平衡，如果在剪力墙中增加墙的数量，结构体积会增加，高度会增加，自振周期也会减少。在实际设计中，应根据情况进行一体化设计，综合考虑结构的抗震稳定性和结构，合理确定剪力墙总体积。

3剪力墙结构在建筑结构设计的应用策略

3.1优化连梁的设计

在结构设计中，剪力墙结构连接梁设计保证了结构的高度，而且减少了建筑在侧面的位移，需要融入到结构的设计中。在多层住宅的设计中，由于墙的长度较大，在平面上形成有梁孔的连接梁。如果跨度较小的连接梁，则容易造成过度抗剪连梁，需要注意控制。

3.2增加梁截面积和调整设计内力

增大横梁截面积，可以有效保证连接梁有较强的抗剪能力。在设计过程中，注意相关的施工环节。在梁宽度不变的情况下，通过增加梁的高度来设计。如果高度不能改变，通过增加梁的宽度来设计，但这种设计在连接梁的刚度方面贡献不大，还需要考虑两侧支座情况，故常不采用此法。

3.3加强剪力墙结構洞口管理

对于长的剪力墙结构，可以设计孔洞。铺设剪力墙结构孔时，应注意分析一般力学性能。洞口应有规律地排列，以成排排列为主。此外，应确保孔与孔之间的距离。在设计不规则孔剪力墙时，设计倾斜剪力墙和叠加剪力墙结构。为保证浇筑的顺利运行，减少预埋工作量，浇注孔沿墙体方向的距离为两桩间的距离。浇注口必须与上层的填孔对齐，以便混凝土管可以直接从地面的填孔处通到地下路基。

结束语：

总而言之，剪力墙结构在建筑工程中已经成为当前建筑领域提升建筑主体结构抗震能力的重要手段，由于剪力墙的各项参数都是通过对建筑主体结构的各项参数的精确计算而确定，因此，设计人员应当根据建筑主体结构的设计特点以及要求对剪力墙的类型以及数量进行合理布置，并对剪力墙结构设计方案进行反复地推敲与优化，在满足社会大众对现代化建筑功能性与舒适度的需求的同时，充分保障建筑的安全性。

参考文献

[1]建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].路民军;居舍.2020（28）

[2]装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].岳啸;建筑技术开发.2020（17）

[3]剪力墙结构设计在建筑设计中的应用[J].韩保江;工程建设与设计.2019（06）

作者：苏凯喜

结构设计探讨论文 篇2：

建筑工程设计中的剪力墙结构设计探讨

【摘 要】剪力墙结构具有刚度大、承载力强、抗震、抗风等优点，被广泛应用于建筑工程项目中，发挥着抗震、承重等作用。在对剪力墙结构进行设计的过程中，需要考虑其与其他结构的连接性，这样才能保证整体结构设计的合理性。论文从剪力墙结构的概念和优点出发，对建筑工程设计中的剪力墙结构设计进行分析，希望能为建筑工程的设计、施工提供借鉴。

【关键词】建筑工程;剪力墙;结构设计

1 引言

新的发展环境下，建筑工程项目呈现出高层化、集成化和大体量化的特点，对其结构设计的合理性和安全性提出了更加严格的要求。剪力墙结构在建筑工程中的应用能够在保证建筑主体稳定、牢固的同时，延长建筑的使用寿命。剪力墙结构的形式众多，适用于不同的地质环境以及项目类型，设计人员在对其进行设计的过程中，需要充分考虑各方面的影响因素，将剪力墙的优势充分发挥出来。

2 剪力墙结构概述

2.1 剪力墙的概念

建筑工程领域的剪力墙也被称为抗风墙或结构墙，在建筑主体结构中的主要作用是承受风力引发的水平荷载以及地震作用引发的竖向荷载，避免结构出现剪切破坏。一般情况下，剪力墙采用的是钢筋混凝土结构，可以分为平面剪力墙和筒体剪力墙 2 种形式。平面剪力墙一般被应用于钢筋混凝土框架结构、升板结构或无梁楼盖体系中。平面剪力墙包括现浇剪力墙和预制钢筋混凝土剪力墙，可以对建筑结构的强度和刚度进行强化，提升其稳定性。筒体剪力墙常见于高层建筑或悬吊式建筑中，是由楼梯、电梯、辅助房的间隔墙围成的墙体，采用的全部都是现浇墙体，强度和刚度优于平面剪力墙，因此，能够承受更大的水平荷载[1]。

2.2 剪力墙结构的优点

剪力墙结构的优点体现在以下 4 个方面：（1）具备较强的稳定性。建筑工程中的剪力墙一般都是钢筋混凝土结构，对比框架结构中的梁柱，有更强的稳定性和支撑能力，可以承受更大的荷载。（2）具备良好的规则性。建筑内部空间有不同的使用功能，需要设计人员做好相应的区块划分，实现剪力墙结构的规则化。这样才能为后续的施工建设和空间维护提供便利。（3）具备较强的连续性。在对剪力墙结构进行设计的过程中，需要对各区域进行划分，从水平或竖直方向来对各区域进行维护，提升剪力墙的连续性，实现建筑格局的独立分化，同时，也可以使建筑构成一个完整体。（4）具备良好的经济性。对比常规框架体系中的梁柱结构，从建筑工程整体的角度分析，剪力墙结构能够节约资金和时间，提高工程的经济效益。

3 剪力墙结构设计的注意事项

在对剪力墙结构进行设计的过程中，应结合工程的实际情况确定剪力墙的具体类型，同时，还需要注意以下 2 个方面的问题：（1）做好相关参数的调整与优化。剪力墙结构的设计要符合一些参数指标的控制，设计人员需要从建筑工程的现实需求出发，对这些参数指标进行调整和优化，实现建筑整体的设计优化。（2）做好连梁的调整工作。在建筑结构设计中，剪力墙不能与连梁保持连接，否则，可能会导致剪力墙承受的应力增大，影响结构整体的稳定性和安全性。梁体的设计同样会涉及与建筑顶部和地板的连接，在对其进行调整的过程中，需要保证全面性，综合考虑不同框架结构对剪力墙的作用力，保障建筑工程施工的便利性[2]。

4 建筑工程設计中剪力墙结构设计的要点

4.1 墙体受力分析

在对剪力墙结构进行设计的过程中，应做好墙体的受力分析：（1）需要将建筑结构受到的作用力分为水平荷载、竖直荷载和其他荷载。结构设计人员需要对剪力墙结构受到的所有外力进行分析，以保证设计方案的合理性。建筑承受的水平荷载主要包括风荷载和地震荷载;竖向荷载主要包括建筑个结构的自重，通过提高墙体竖向结构的强度，能够满足建筑的承重需求。（2）需要明确剪力墙的受力情况与建筑材料存在密切联系，在材料质量水平和性能优越的情况下，墙体的强度和韧性能够得到显著提升。因此，结构设计人员应从建筑实际需求出发，做好材料的合理选择，在保证施工质量的同时，提高建筑企业的经济效益。

4.2 墙体厚度设计

在剪力墙结构设计环节，需要对其厚度进行合理设计，确保结构在使用期间具备较强的稳定性和安全性。设计人员应参照相关设计标准的要求，做好建筑结构的受力分析，确定最佳墙体厚度。一方面，如果剪力墙需要设置开洞，需要确保墙体厚度不小于边缘构件的宽度，以保证构件在浇筑后与剪力墙形成整体，提高结构整体的强度。边缘构件的作用是提高剪力墙的水平刚度，减小墙体的位移。另一方面，在我国相关建筑结构设计标准中，对建筑剪力墙的最小厚度进行了明确，如短肢剪力墙的最小厚度为 18 cm，受力状态下墙体的变形和位移不能超过 10 cm 等。剪力墙结构的设计方案必须满足这些基本要求[3]。

4.3 超限调整分析

在对建筑剪力墙结构进行设计的过程中，在考虑结构设计合理性的同时，还要兼顾结构的实用性和经济性，做好结构整体受力情况的分析和拆解，确保建筑主体结构具备较强的抗剪能力，并且依照受力分析结果，做好剪力墙负重的超限调整，这有利于延长建筑结构的使用寿命[4]。

4.4 墙体连梁设计

在建筑剪力墙结构中，因为水平荷载的影响，墙肢会发生一定的变形，在连梁中产生内力，此时，连梁端部内力会影响连接墙体的变形及内力，对墙肢变形问题进行有效约束。从这个角度分析，连梁对剪力墙结构非常重要。在对剪力墙结构进行设计的过程中，应做好连梁问题的处理。以剪力墙连梁设计中常见的连梁超筋问题为例，主要是因为剪力和减压比无法很好地满足相关要求，在墙段相对较长的情况下，连梁中间段容易出现超筋问题。对于连梁超筋问题的处理，可以从实际情况出发，适当削减连梁界面的高度，若连梁破坏不会对垂直方向的荷载产生巨大影响，可以就独立墙肢在遭遇地震时的结构应力进行分析，依照多次计算得到的最大应力对墙肢配筋进行计算，以避免出现连梁超筋的问题。

5 结语

建筑结构设计中，剪力墙结构设计非常关键，需要设计人员从施工现场的实际情况以及建筑结构的受力情况出发，对剪力墙结构进行设计，合理优化剪力墙结构的设计参数，充分发挥剪力墙结构的作用，提高建筑结构的安全性和稳定性。

【参考文献】

[1]路民军.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].居舍，2020（28）：111-112.

[2]岳啸.装配式建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].建筑技术开发，2020（17）：16-18.

[3]韩保江.剪力墙结构设计在建筑设计中的应用[J].工程建设与设计，2019（6）：5-6

作者：周志颖

结构设计探讨论文 篇3：

混凝土异形柱结构设计探讨

摘要：异形柱框架具有造价低、使用方便、空间布置灵活等方面的优点，在住宅设计中越来越得到设计单位和开发单位的重视。文章梳理了异形柱结构相关设计内容，对设计中需要注意的重点、要点进行了分析并重点论述了产生问题的原因，提出解决问题的方法，以供结构设计人员在类似问题上进行参考。

关键词：异形柱;抗震性能;延性

0 引言

混凝土异形柱相对于普通框架柱的区别最直观的表现是其截面形状，一般的框架柱截面为矩形或圆形而异形柱的截面形状可分为十字形、T形和L形等。异形柱和短肢剪力墙在外观上具有相似之处，其区别在于截面中最长肢与相应厚度比值的大小，先关规范规定，在比值介于4和8之间时为短肢剪力墙结构，小于4时为异形柱。在住宅结构的使用上，与普通框架结构相比，柱体可以与墻体保持同一厚度避免外凸影响使用和美观;和砌体结构相比，墙体可用空心砖或轻质材料制成的砌块进行填充，节约了资源的同时又减少了自重，提升了抗震性能;与一般剪力墙结构相比，异形柱结构布置灵活，钢筋和混凝土的用量也比较少，对减少造价意义重大。通过以上对比可以发现异形柱结构具有突出的优点，在一定条件下可以大量使用。

1 异形柱结构的适用条件

异形柱结构设计规范出现时间较晚，在此之前这种结构的设计依据不足。自2006年开始，相关单位颁布并实施了《混凝土异形柱结构技术规程》，结构设计人员在对为混凝土异形柱结构进行设计上有了依据。此规范规定了这种结构类型在不同地震烈度下的最大适用高度[1-3]，如下表所示。

一般来说普通多层住在的高度均低于24m，对于异形柱结构来说完全可以适用。普通住宅中，别墅的高度相对较低但在外观和使用上要求比较多，当采用框架结构时很难能做到完全契合要求，异形柱结构则能完全显示优势，完美的应用在这种建筑类型上。

2异形柱结构的研究现状

相比于其他常见的结构形式，我国对异形柱的研究起步较晚，开始于上世纪80年代，距今不足40年，因其具有良好的环境适应性，使用范围迅速扩大。目前对异形柱的研究越来越成熟和细化，我国各科研机构、设计单位和具有相关能力的院校对异形柱的设计方法、抗震性能和构造要求进行了详细的时间研究，如曹万林对异形柱进行了抗震性能试验，并根据试验结果分析了不同截面条件下的延性、刚度和承载力，通过比较普通异形柱与带暗柱的异形柱在破坏形态上的不同，得出了异形柱的抗震构造措施和设计方法。还有研究人员对带有型钢的异形柱框架进行反复荷载作用下的耗能试验，总结型钢在异形柱里的应用。这些研究对异形柱的使用和推广提供了理论依据[4-5]。

3 异形柱结构的设计

异形柱结构设计的主要依据是抗震规范和异形柱设计规范两本，前者是对异形柱在地震作用下的总体指标进行规定，后者针对计算分析、结构布置和构造等细节方面进行规定。确定设计方案异形柱结构设计的第一步，方案的合理性与否直接关系到拟建项目的造价大小;在确定了合理的设计方案的条件下，结构设计需要考虑到使用便捷性、施工方便性、房屋设计高度及地区的设防烈度;异形柱结构方案中，应考虑到结构节点连接特点，尽量增加冗余约束，强化结构的整体性和稳定性，避免在局部发生破坏时影响到其他构件的使用，造成房屋的连续性倒塌。另外，结构计算中一般采用软件进行，无法根据概念进行取舍调整，需要人为判断软件的计算结果;在抗震条件下还需要对构件的截面、内力及相关构造措施进行调整，满足“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的抗震设计原则，使得截面具有足够的延性抵抗地震的往复作用。

异形柱结构设计的另一个容易出现的问题发生在梁柱交接位置，即节点位置。因异形柱的截面较小，造成节点域的范围有限，在承受地震荷载带来的弯矩和剪力时容易发生破坏。解决这个问题的方法通常有以下几种：

（1）增加异形柱截面尺寸。柱截面增大会带来节点域面积的扩大，相应的承载能力就会提高。考虑到增加截面后相应分配到的地震作用也会增加，所以对截面尺寸不可过度调。

（2）增加梁的高度同样可以起到增大节点域面积的效果，但对梁的高度不可过分放大，避免梁端部过强造成柱相对较弱，而形成强梁弱柱，对抗震不利。

（3）对异形柱的布置进行调整，改变柱增加或减少柱的数量或位置，使得地震荷载产生的内力在梁柱之间进行重新分布，从而保护节点不受破坏。

（4）调整混凝土强度。节点的抗力除与自身的面积有关外还与混凝土的强度等级成正相关，这种调整方式需要综合考虑结构的安全和造价之间的关系，寻求平衡点。

最后，异形柱结构在地震作用下还会出现弹性层间位移角超过规范要求的问题。现行的相关规范给出了异形柱结构的弹性层间位移角限值，要求设计中不得超过。具体数据在表2中列出。

与普通框架结构相比对异形柱框架结构的位移要求更加严格，这是因为两者相比后者抗震更为不利，必须加以限制。因异形柱的截面较小，形成的侧向刚度也较弱，在侧向荷载作用下，弹性层间位移角超过规定值的情况频繁，这种问题的解决方案是主要是对建筑的平面和立面进行调整，要求做到规则连续，在条件允许的情况下可增大柱截面尺寸，首先应对角部进行加大。平面规则要求结构的质心和刚心相差不大，最好不大于5%，避免产生较大扭转，加大角部柱截面的也是为结构不发生过大扭转;柱子的间距保持合理，一般要求4-5m，以提供足够的侧向刚度;柱的两个方向均应有梁的拉结，形成双向的抗侧力构件等。

4小结

与剪力墙结构和一般的框架结构相比，异形柱结构在承载力和延性方面均显得不足，但这种结构的优点也比较突出，在房屋的使用功能和造价上有极大的优点。设计中容易发生的问题如节点抗力弱和位移角容易超限可通过设计调整来解决。基于以上原因，在一定条件下，可以对异形柱结构进行推广使用。

参考文献

[1]刁波，李淑春，叶英华.反复荷载作用下混凝土异形柱结构累积损伤分析及试验研究[J].建筑结构学报，2008（01）：57-63.DOI：10.14006/j.jzjgxb.2008.01.009.

[2]向平. 钢骨混凝土异形柱钢筋混凝土梁节点低周反复荷载试验研究[D].广西大学，2006.

[3]万云芳. 低周反复荷载作用下钢骨混凝土T形柱节点抗震性能研究[D].广西大学，2006.

[4]陈宗平. 桁架式钢骨的混凝土异形柱——不对称T形截面正截面承载力研究[D].广西大学，2004.

[5]刘军进，吕志涛，冯健.9层（带转换层）钢筋混凝土异形柱框架结构模型振动台试验研究[J].建筑结构学报，2002（01）：21-26.

作者：孙福馨