建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究

江薛

浙江省建筑设计研究院有限公司浙江杭州310000

摘要：经济水平逐步提高，建筑结构设计水平保持持续性进步的状态。剪力墙在建筑结构设计中获得广泛性应用。剪力墙具有良好的结构钢度，承载能力良好，同时抗震、抗风性能非常好，被广泛应用于高层建筑。关于建筑结构剪力墙的设计，设计人员具备扎实理论基础的同时，还需具备丰富的工程经验应对设计中可能出现的各类问题。本文就建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用进行分析。

关键词：建筑结构；剪力墙；应用研究

0.引言

现代化社会，人们对居住条件与质量提出更高要求。而经济的发展有效推动建筑业的进步。为进一步满足人们对建筑功能、外观的要求，获取最大的经济效益，设计人员开始对建筑结构的各环节进行转变和创新。在此期间，优化和转变剪力墙的设计已经成为一种必然。并且剪力墙具有良好的抗震性与硬度性特点而被广泛应用建筑结构设计中。就建筑结构设计而言，剪力墙结构设计具有非常重要的意义。

1.剪力墙结构的概述

传统建筑中的框架梁柱逐渐别钢筋混凝土替代，以此来实现钢筋混凝土承载内力，且实现结构水平力平衡的目的，此期间利用钢筋混凝土板承受竖向和水平力结构剪力墙就是剪力墙结构[1]。就发展现状的建筑行业，剪力墙结构被广泛应用，已经成为建筑结构一种常见性的结构体系。基于剪力墙的性能，又被称之为挡风墙、结构墙与抗震墙。此结构在房屋建筑中可应用各种何在，属于建筑的支撑性结构，剪力墙需承载竖向荷载，因此也可以说是重力、低档水平荷载的重要结构，与墙体、楼板共同组成受力体系。此种结构不可拆卸或破坏。实践表明，运用剪力墙结构能够减少建筑结构的用钢量，有效降低施工成本。受其整体性能的影响，其刚度非常强，能够抵抗各类荷载。

2.剪力墙设计应遵循的原则

随着建筑业的广泛发展，剪力墙结构应用的非常普遍，且重要性越来越突出，属于建筑结构不客缺少的部分。首先，墙体受力。设计剪力墙结构，需分析墙体的实际受力状况。墙体是一种平面结构，城后水平方面剪力与弯矩的同时，还需承受竖向压力。因此，设计剪力墙结构的时候，需对其自身受力状况进行分析，以实现墙体质量与使用效果。其次，平面内搭接。考虑剪力墙自身特点，就充分说明在同一平面的刚度与承载力均非常大。但是平面外的刚度与承载力并不是非常大。在平面外梁体与剪力墙保持连接状态的时候，就会造成较大的墙肢平面外弯矩。对常规性建筑施工来说，不会验算强的平面外刚度与承载力。而这就会造成墙体受力计算不足的情况，产生安全隐患。为预防出现这种现象，设计剪力墙结构的时候，应注意尽可能避免平面外连接。如建筑性质要求与平面外连接，就需要依照施工的标准进行加固处理，以此保证剪力墙平面外的安全性。最后，调整超限[2]。就剪力墙连梁而言，剪力墙的连梁跨高会超过2.5。为避免出现弯矩或剪力超出规定的范围，针对跨高超过或等于5的连梁结构，需依照框架的标准设计结构，不可折减其刚度。针对跨高在5-6之间的连梁，就需要适当折减刚度，以此可预防弯矩或剪力超限的现象出现。调整剪力墙连梁超限，可节约工程造价，有效提高经济利润。

3.剪力墙长度与厚度的选取

可以说，剪力墙长度与厚度的选择是体现剪力墙结构性能的重要方面。对其在实际施工中需要注意剪力墙长度与厚度的选取。首先，厚度的确定。房屋建筑结构的宽度与长度尺寸相对较大，在实践施工时需注意两项指标的选择。依照受力结构与柱形受力的特点进行设计。依据我国制定的抗震规定，剪力墙结构中需要加强墙体的厚度。而墙体的厚度选择应急招建筑楼层高度进行确定。并且结构设计的时候需依据具体基恩住类型采取概念性的设计方法，以此来合理控制剪力墙强肢轴压比值，以此来保障整个建筑的稳定性，实现减少墙体厚度，达到最佳设计效果。其次，剪力墙强肢长度选择。所谓剪力墙强肢长度，是整个剪力墙的截面高度。确定这一参数，能够确保剪力墙的稳定性与外观协调性。通常情况下，剪力墙强肢的长度会控制在八米。但剪力墙结构中为确保墙体结构的延伸效果，预防对墙体造成损坏，可将剪力墙的宽度与高度比例相差较为明显的部分进行弯曲设计，采用延伸性的剪力墙，以此就能够预防弯曲对墙体构成的损害。

4.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

对现代化建筑而言，剪力墙结构的设计在其中发挥着极为重要的作用。对此在建筑结构设计中可善于应用剪力墙结构设计。

4.1合理定位剪力墙

建筑结构设计的过程中，布置剪力墙平面的时候，尽可能实现对称、均匀的效果，促使墙面结构的刚度中心与质量中心能够实现完全重合，以此就能够减少扭矩。同时尽可能的拉通、对直内外剪力墙。尽可能实现剪力墙肢截面简单、规则。

4.2平面布置

布置剪力墙平面的时候，应尽可能依照均匀对称的效果，为能够减少扭矩，应促使剪力墙面结构的质量中心与刚度中心能够保持完全重合状态。同时拉通、对直内外剪力墙，以免出现不均衡作用力。与此同时，剪力墙的走向应尽可能依照主轴方向，实现双向或多向布置。设计抗震功能的时候，应注意避免设计单向墙，促使剪力墙的功能能够发挥到最佳效果。为提高建筑质量，保证建筑安全，减少建筑施工成本，设计剪力墙的时候，注意控制抗侧力刚度。如抗侧力的刚度非常大，就会增加剪力墙的震力，此时墙体自身的重力也就会增加。对于剪力墙侧向刚度数值大小的确定，可依据经验公式T=（0.05-0.06）n进行计算[3]。其中n表明建筑结构的成熟。将计算的结果对比建模时的结果，就能够了解剪力墙侧向刚度是否适宜。

4.3墙肢截面厚度

就整个建筑行业，建筑结构的剪力墙厚度都进行了规范，规定了剪力墙厚度的最小值。针对短肢剪力墙，要求底部强度不宜小于0.2m，其他部位不可小于0.18m。唯有如此才能够确保剪力墙的稳定性与结构钢度，以此才可确保建筑的整体质量与安全。

4.4剪力墙连梁钢筋配置

连梁在高层建筑中较为常见，同时也是非常重要的承重结构。利用连梁能够增加自身的刚度与延性，有效增强结构的抗震效果。对此，设计剪力墙结构的时候，需计算连梁的承压，以此才可确保连梁弯曲破坏优于剪切破坏，以此才能够保证结构的稳定性。而在配筋的时候，必须依照相关的设计标准，不可依照主观医师增加连梁的纵筋，预防出现安全隐患。

4.5剪力墙墙身钢筋

通常情况下，剪力墙水平与竖直方向的配筋率不可低于0.2%[4]。这一标准是依照四级抗震指标实施。针对前三级的抗震，需通过增加剪力墙的配筋率，保证配筋率不可少于0.25%，以此才能够确保剪力墙的抗震性能与稳定性。同时还应注意边缘构件的设计。边缘构件属于非常重要的部分。通过设计边缘构件能够增加剪力墙的延伸性，以免出现水平位移现象，提高剪力墙整体抗剪能力。而具体实施中需结合实际情况。

5.结语

在了解剪力墙结构设计相关性的基础上，就其在建筑结构设计中的应用进行分析，以此可在实际中采取有效措施提高受力的均衡性，提高建筑工程项目的经济效益，优化剪力墙结构设计，保证整体安全性与稳定性。

参考文献

[1]宋高飞.浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].工业,2015,12(26):143-144.

[2]张晖.浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].环球人文地理,2015,12(18):987.

[3]那仁高娃,陈荣芳.浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计的实践运用[J].城市建设理论研究:电子版,2015,11(17):98.

[4]冯凯利.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].大科技,2015,12(23):876.