剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

朱榴燕

南京大学建筑规划设计研究院有限公司 江苏 南京 210000

摘要：框架剪力墙作为最基本的一种稳固建筑物的建构模型，它不仅可以提高建筑物的稳定性，也可以使建筑物的承重能力大大增加，可以解决因受力不均衡而导致的一系列问题，但是对于不同的建筑剪力墙的设计环节也是不同的，所以设计工作者需要用最科学，最安全的方式设计出最合理的剪力墙，这是一个设计建筑工作中最为重要的环节。基于此，以下对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行了探讨，以供参考。

关键词：框架剪力墙结构;建筑结构设计;应用方法;分析

引言

在剪力墙结构设计阶段，需要明确剪力墙的基本概念，并对其在建筑结构设计中的应用进行分析。

1剪力墙结构的优缺点

首先花费开销较低，在设计一个剪力墙的时候，它不仅可以起到良好的安全稳固的效果，还可以使建筑物的结构达到稳定不坍塌的效果，同时在设计的过程中，需要消耗的人力，物力，财力和一些成本相对来说比较低，同时剪力墙的质量也比较高，不容易发生结构破坏。其次，对于剪力墙来说，它作为一种科学合理的设计，它的承受力度比较高，不仅结构简单轻便，同时它可以承受非常重的重物，它的柔韧性比较差，刚性强所以它可以作为一个建筑物中的主受力构件。最后，剪力墙由于它的承受力强，包括刚性强，同时外部设计的比较简单，美观，所以在设计一个建筑物时，在剪力墙设计方面，可以进行更为美观的设计。虽然剪力墙的优点众多，但也不代表它并没有任何缺点。它的缺点是因为它承受重物的能力比较强，所以在受到外力对它的挤压情况下，它会进行与力的对抗，从而使建筑物的其他结构受到挤压变形。它的第二个缺点是因为剪力墙在设计的过程中，因为要是它承受的重力更多，所以必须使剪力墙的自身重力增加，但是由于这样也会使得建筑物整体的重量增加。在目前设计剪力墙结构的时候，还可以对剪力墙设计时使用的一些材料或者设计技术当面加以提高，从而做到用料更省，设计更美观。

2建筑框架剪力墙结构的设计原则

2.1刚柔结合的设计原则

在设计框架剪力墙的时候，不能只增加它的刚性，虽然刚性很重要，可以承载大部分的重力，同时可以使建筑物变得非常的安全稳定和坚固，但是如果只增加刚性的话，在面对一些突发情况或者自然情况，导致建筑物发生摇晃坍塌时，剪力墙会因为刚性过强而对建筑物造成一定程度的破坏，从而加重了突发情况以及自然情况对建筑物的破坏程度，所以要设计剪力墙的时候刚柔结合，柔性的设计可以在发生地震等情况下，对建筑物造成一种保护的效果，不会使建筑物受到的抵抗力较大从而造成更严重的坍塌。在设计剪力墙的时候，一定要考虑周全，确保刚性和柔性方面都要设计的合理得当。

2.2连续性

在建造建筑物时，或者是设计建筑物时，剪力墙不仅可以承受更多的重力，也可以稳固建筑物。但是面对不同功能的建筑物，不同造型的建筑物，设计人员需要对每个建筑物进行细致的研究，在合理的部位设计科学合理的剪力墙，通过空间布局合理的设计，才能使剪力墙达到良好的作用效果，同时保证室内的使用空间及美观。在设计过程中，横向剪力墙之间不能距离太远，否则在水平力作用下无法保证中间楼板的刚度，从而框架柱会承担更多的水平力，增加框架柱负担，这样设计的剪力墙是不合理的，同时在面对不同建筑物时，剪力墙的使用材料也应该不同，结合剪力墙的刚柔程度和作用部位使用不同强度的钢筋混凝土或其他高性能混凝土。

2.3分清主次的设计原则

在对框架剪力墙结构进行设计的时候，要分清哪个是主要的，哪个是次要的。剪力墙布置的位置、长短、多少对建筑的作用效果均不一样，且对建筑的成本也产生影响。所以这对设计人员的设计能力以及专业能力是一个巨大的考验，要仔细分析建筑物整体的框架及建筑功能分隔，在分隔墙位置可增设剪力墙，根据建筑的高度及功能，布置相应长度及厚度的剪力墙，并控制剪力墙布置间距，这种以不影响建筑功能使用为前提的剪力墙布置，保障建筑物的安全和稳定性。剪力墙布置在满足房屋功能分隔及刚度的要求外，避免墙体集中布置，且与框架柱保证适当的比例关系，尽量提高房屋在扭转方面的刚度，在地震情况下避免因扭转产生严重的破坏。

3框架剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

3.1墙体配筋

在对剪力墙进行设计的时候同样不能忽视配筋的作用。设计良好的配筋不仅可以增加建筑物的稳定和安全性，同样也可以增加建筑的利润。在设计剪力墙的时候，要考虑多方面的因素，设计剪力墙是一个极其复杂的工作，它的结构不仅要设计的合理，同时还要保障建筑物的稳定性，所以在设计配筋的时候也要涉及不同种类的配筋，放置在剪力墙的不同的位置。在选钢筋网片方面要选择适宜厚度的保护膜。这样不仅可以节省下建筑材料，还可以达到良好的建筑效果。所以在选配件的时候一定要从实际出发，从需求出发，选择适宜的配件来达到最好的效果。

3.2关于连梁的设计

连梁是连结两个墙体之间重要的连接结构部分，所以在设计剪力墙的时候也一定要考虑到连梁对剪力墙的作用力，不能忽视连梁的作用效果。对于连梁来说，它一般承载的荷载是水平的，所以它对剪力墙的上端连接部分会造成相当的压力，从而使剪力墙变形，所以这就要对连梁进行深度的设计，要综合考虑连梁设计制定的规则和标准。在设计的时候，最为重要的两方面因素是跨度以及截面高度，并且这两种因素也是会受到多方面的影响。所以一定要进行如下设计，要参照相关的设计标准以及连梁规格来对连梁的高度进行初步设定，如果截面的面积，还有连梁的跨度不符合标准，则需要重新对两个标准进行设定。其次，要同样根据标准来对剪力墙的墙体洞口进行设计，这样不仅可以使连梁的刚度进行减弱，也可以提高整个建筑物的防震能力。

3.3墙体截面的厚度

在建筑设计领域中，对剪力墙的墙体厚度有着严格的要求以及固定的标准。不同种类，不同作用的剪力墙的墙体标准也不一样，所以在设计一个剪力墙的时候，一定要按照相关的墙体设计规定来保证建筑物的安全性。比方说对于短肢结构的墙体来说，截面厚度≤300mm，4＜截面高度与厚度的比值≤8，且底部加强区应≥200mm，同时其他部位的厚度应≥180mm。

3.4剪力墙结构的设计定位

要想使设计剪力墙的时候达到效果最好，用量最少，空间最省，所以要从根本上来考虑剪力墙的基本性能以及作用方案。一般在设计的时候要根据两个中轴线来进行两种不同方向的布局设计，以此来使建筑的刚度增加。同时在设计的过程中，一定要遵循科学道理，谨遵设计时的规范和规定，尽量使剪力墙的质心和重心保持稳定。一定要注意竖向结构的设计，减少不必要的墙肢截面，要把剪力墙设计的更合理，简单。对于在剪力墙中的小孔来说，一定要形成对称的结构，整齐的分布小孔，不能让墙体的刚度和柔韧度相差的过大，而影响建筑物的稳定性

3.5大墙肢的处理

在设计剪力墙的时候，一定要考虑到在设计过程中，如何使设计的某一部分结构达到最高的作用效果，达到最好的性能。所以这时候就需要考虑一下，在设计框架剪力墙结构时剪力墙的延性。在一般的情况下来说，剪力墙结构的高宽比在超过三的时候会达到最好的延性性能，此时的柔韧性较高，不仅可以保障良好的承载力，也可以不会产生较大的抵抗力破坏墙体，减少脆性破坏，剪力墙在长度较长时，就需要在墙体上开部分小洞来形成适当高宽比的剪力墙，保证其延性。

结束语

对于建筑机构的设计人员来讲，要充分结合国家规定以及设计新理念对剪力墙结构设计进行优化，以期望能够提升设计水平，从而保障剪力墙的质量，并促进建筑行业更好的发展。

参考文献

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