建筑结构设计中剪力墙结构设计陈雅斯

建筑结构设计中剪力墙结构设计陈雅斯

陈雅斯

华诚博远（北京）建筑规划设计有限公司哈尔滨分公司黑龙江哈尔滨150000

摘要：在建筑结构设计过程中通过对剪力墙的合理设计，能够满足现阶段建筑行业的发展需求，还能够使工程质量得到有效的提升，从而获得良好的施工效果。建筑设计人员需要加强对剪力墙结构设计工作的重视，并积极提升自身的专业水平，使得剪力墙结构的设计水平得到更进一步的提升。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；应用

引言

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用时，应当根据建筑设计的实际情况来决定，避免盲目使用剪力墙结构。在剪力墙结构设计中要在其发展的基础上对剪力墙结构不断的改进和创新，加强对剪力墙结构的研究和应用，使剪力墙结构能够在最大程度上发挥其在建筑设计中的作用，进而不断的创造出更加优质的建筑。

1剪力墙的概念及分类

1.1剪力墙的概念

剪力墙（shearwall）又称抗风墙或者抗震墙。房屋或者构建物中主要承受风荷或者地震作用引起的水平荷载的墙体，防止结构剪切破坏。简单的说就是现浇钢筋混凝土墙，用来抵抗水平力，如地震、风荷载等。剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省；采用现浇剪力墙结构，框架结构简单，没有漏梁及漏柱现象，外形美观。

1.2剪力墙的结构分类

1.2.1实体墙或者截面剪力墙不开洞或者开洞的面积小于15%，这种剪力墙的变形主要为曲型，其就像一个整体的悬壁墙，在整个墙肢的高度上，弯矩图既没有弯点也不会发生突变；

1.2.2整体小开口剪力墙。这是一种开口相对较小的剪力墙，但是开洞面积还是会大于15%，这类剪力墙通常以弯曲型为主要变形方式，整个墙肢基本不会存在反弯点。

1.2.3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。

1.2.4壁式框架。这是一种强洞口较大的剪力墙类型，其连梁线和墙肢线具备很接近的刚度，这种剪力墙的变形一般是剪切型，和框架结构具备非常类型的受力特点。在一些高层建筑中这种剪力墙可能会有反弯点的出现，弯矩图也会在一些特定地方有突变产生。

2剪力墙结构的设计原则

2.1避免与平面外的梁连接

剪力墙的墙体应当尽量避免与平面外的梁相连接，因为在同一个平面的剪力墙，所承受的压力和刚度较大，而处于不同平面的剪力墙，所承受的压力和刚度就较小一些，当剪力墙与平面外的梁相连时，剪力墙会承受较大的力和刚度，会出现墙肢由于压力导致在平面外弯矩的现象。尽量避免剪力墙与平面外的梁连接，可以减小剪力墙所承受的压力，增强剪力墙的稳定性和坚固性。剪力墙中的连梁可以平衡起墙肢的水平负荷力，改善墙肢的受力情况，影响整个建筑结构的受力情况，对连梁的设计中要严格遵守设计要求，降低连梁结构的刚度和高度，并适当的提高剪力墙的跨度，才能最大程度的降低墙体结构的刚度，提升墙体的抗震能力。

2.2明确墙体结构所承受的力

在剪力墙结构设计中要对剪力墙进行全面、准确的受力分析，对在受力分析得到的数据进行归纳、整合，进而得出整个墙体荷载分析的具体数据。对墙体结构进行受力分析时，应当注意既要分析墙体的水平方向所要承受的承载力，又要分析墙体的垂直方向所要承受的力，进而对墙体所受到的整体的力进行具体分析，明确墙体结构所承受的力，保证墙体符合质量标准，并达到理想的使用效果。

2.3剪力系数应当达到最小

剪力系数过大，会导致墙体所要承受的房屋的压力过大，会减小墙体的抗震性能，影响墙体的安全性和稳固性。因此在建筑工程设计中，应当对剪力墙的结构进行合理的设计，合理的应用剪力墙的结构，减小楼层之间的剪力系数，才可以减少剪力墙的数量，提高剪力墙的质量。在剪力墙设计中要保证墙体结构具有一定的延伸性，确保剪力墙的高度和宽度成一定的比例，提升建筑墙体的稳定性和刚性。

3剪力墙结构在建筑结构中的设计方法

3.1剪力墙墙肢长度的确定

要想提高整个剪力墙结构的稳定性，那么首先要科学合理的设计剪力墙的墙肢长度。为了确保剪力墙有足够的延展性，在设计的过程中，会针对特殊部位进行特殊设计，比如弯曲型设计，这在一定程度上能够提高墙体的稳定性。还会在设计的过程中采用连续墙肢的方式，确保宽高比，这些都是为了提高墙体的稳定性。

3.2墙体受力分析

剪力墙是竖构件，在设计的过程中，会承受多个不同方向的力，竖直方向、水平方向等等，墙体不同的受力情况要进行具体分析，要根据直接受力的情况调整墙体的强度，尽可能的确保剪力墙能够充分发挥作用，计算出墙体所要承受的作用形式以及荷载大小。

3.3墙体厚度设计

在墙体厚度设计方面，相关规范中有明确要求，对于短肢剪力墙，底部加强部位不应小于200mm，其余部位不应小于180mm。因为剪力墙的刚度可能会出现变化，所以我们在进行墙体厚度设计的过程可以采用阶段变化的方式，允许变化的范围不超过100毫米不低于50毫米，确保墙体均匀变化，如果混凝土的等级出现了改变，那么我们可以错开楼层进行设计，确保墙体的厚度，进而提高墙体的稳定性。

3.4墙身钢筋的配置

剪力墙结构设计中，墙身作为主体部分，也是主要承受荷载的基础，所以在选择墙身钢筋的过程中一定要遵循相关的标准和国家规范的规定。需要计算出水平方向，以及垂直方向的承载力，确保墙体结构能够符合抗震要求。并对剪力墙结构的钢筋配比进行有效的验算，计算出最科学合理的配筋率。无论是一级抗震设计还是二级和三级的抗震设计，钢筋的配比率都不能低于0.25%，钢筋之间也要有一定的间距要求，钢筋之间的间距不宜大于300mm，直径不应小于8mm。

3.5边缘构件设计

在剪力墙结构设计过程中，边缘构件设计是非常重要的，如果科学合理的做好这项设计，那么就能提升整体结构的延展性，并且防止剪力墙结构出现位移超限的情况，还能在一定程度上提高抗剪能力。在设计的过程中，还要合理的确定底部加强区的高度，剪力墙边缘构件有暗柱和端柱两种，设计者需要对其合理的进行配筋，这样整个建筑结构就会更加稳定，从提高整体结构的抗震性能。

3.6连梁设计措施

增大连梁的截面积，可以增强连梁本身的抗剪能力，但梁的刚度相应也会增加，吸收的地震力也会增加，只能增加有限的抗剪承载力。在增加连梁截面对提高抗剪承载力效果不明显的情况下，也可人为的降低连梁的刚度，来控制剪力的分配比例，来解决连梁的抗剪性能问题。最简单的控制方法是在计算参数选择时，通过调整连梁刚度折减系数，来影响内力的重新分配。

3.7剪力墙软件计算方法

针对高层建筑物剪力墙的设计，大多将振型分解反应谱法作为主要计算方法，将SATWE软件作为处理和分析数据的主要软件，在剪力墙结构设计过程中，不仅要对抗震设防烈度进行精准计算，还需要充分考虑到不同水平地震作用方向对剪力墙结构刚度造成的影响，制定针对剪力墙水平扭转的预防方案。同时参照相关规范的要求对各个部分的参数进行合理设计。如下结果:连梁刚度折减系数为0.8－0.6，其中地震作用下取0.6，风荷载作用下取0.8。

结束语

剪力墙结构施工便捷、节约材料、价格低廉，其强度大、抗震抗风性能好，是在传统墙体结构基础上的进一步升级和创新，在现代建筑结构设计中具有很大的优势，其安全性能也得到了建筑工程的广泛应用和认可，在建筑工程设计中应当根据建筑的实际情况来决定是否使用剪力墙结构，进而设计出合理的剪力墙结构实施方案。

参考文献

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