浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计

浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计

王照伟，王存鑫

青海省交通规划设计研究院

国网青海省电力公司检修公司

摘要：随着建筑技术的发展，建筑结构设计水平也在不断进步，剪力墙结构设计广泛应用于建筑结构设计当中。剪力墙结构具有抗震性能好、抗侧刚度大等优势，能有效地提高建筑结构设计的质量。剪力墙结构设计具有整体性能优秀、结构刚度大、施工方便的特点，能够有效加快施工进度，提高建筑施工的整体质量，保证建筑的安全使用。

关键词：建筑结构；剪力墙；结构设计；设计应用

前言：

在建筑结构设计中，剪力墙结构设计的应用效果更为明显、更突出。剪力墙是一种主要承受风荷载以及地震作用引起的水平荷载的墙体，具有结构刚度大，整体性能好以及用钢量省等优点，因此，在建筑结构设计中剪力墙结构设计时要充分考虑剪力墙应用的优缺点，根据建筑结构设计的实际情况，做好剪力墙结构设计工作，提高剪力墙结构的应用率，促进建筑业的长期稳定发展。

一、剪力墙结构分析

剪力墙结构是建筑物的重要的组成部分，可以更好的保障建筑的整体质量。建筑结构指的是在进行建筑物建设时相互连接的结构并具有一定的载荷力与承受力的体系。在进行建筑建设的过程中由于所建设的项目不同所以施工方法也有所区别，因此，在进行建设的过程中应根据实际情况选择不同的结构形式，通常以混合结构、剪力墙结构为主。但是现阶段建设项目中多以剪力墙结构为主，此种建筑结构具有较好的荷载力并具有较好的抗震效果，可以从根本上保证建筑物的稳定性并保证建筑物中人员的安全，还可以延长建筑物的使用寿命。剪力墙结构是利用钢筋混凝土墙板可以在很大程度上确保垂直度与水平方向结构的支撑力。在进行剪力墙结构设计时应与实际的工程相结合，采用的措施更具针对性，在此基础上提升剪力墙的实际作用与价值，并提升建筑结构的质量与建筑水平。

二、剪力墙结构设计原则

1、系数调理原则

在开展建筑设计工作的时候，为了保证建筑结构具有良好的抗震性，应确保建筑结构楼层水平的地震抗剪力大于楼层最小地震抗剪力。在进行剪力墙结构设计时应对建筑结构自身重力进行明确，而且可以利用自身建筑质量来对建筑的抗震力进行调整。

2、楼层间位移调整原则

在设计建筑结构的时候明确设计重点是增强对于楼层间扭转变形及剪切变形。对设计人员来说需要及时地调整构件的数量，并且需要控制好建筑物的剪切变形。在开展设计工作的时候需要控制好竖向构件的数量，要是数量较多就会使剪力墙的剪力比重出现失调的情况，进而影响到建筑质量，且会使得楼层之间产生比较严重的扭转变形。为确保剪力墙建筑结构有着一定的抗震效果，所以在进行设计工作的时候需要充分明确楼层的变形情况，并且需要调整好楼层之间的位移以及高度比，这样可以充分发挥建筑的抗震效果。

3、连梁调整的原则

在开展建筑设计工作的时候，要是连梁的跨高比小于5，总弯矩里面所存在的竖向荷载产生的弯矩所占据的比例较小，并且水平荷载所产生的反弯会造成剪切变形，进而在墙体里面产生剪切裂缝。要是连梁的跨高比不小于5，总弯矩所存在的竖向荷载所造成的弯矩就较大，这个时候受力情况与普通框架梁的受力情况是相同的。在开展设计工作的时候需要增强对于连梁跨高比的控制，这样能够防止剪力及弯矩受到了抗震作用的组合进而产生不规范的问题。

三、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

1、剪力墙结构的合理布置

在平面上的布置剪力墙要具有规则、简单的特征，而且要沿着主轴方向或者别的方向实施双向布置，并且2个方向上剪力墙的侧向高度距离不能太大。在实施剪力墙抗震设计时，不要单单在单向布置剪力墙。由于剪力墙的布置会对其自身构造的抗侧刚度形成相对大的影响。在实施剪力墙布置时，要尽可能的使四周均匀布置的原则得到满足，而且应用有关的设计软件，对剪力墙的构造、受力特征实施有效地分析与计算。比如设计填充墙时，要尽可能满足相关构造设计的要求，合理增加圈梁和构造柱，保证地震产生时居民可以安全的逃脱。还要尽可能使用电梯井、山墙和楼梯井作为剪力墙。在剪力墙的竖向布置中，要使用措施防止改变材料轻度与变截面对楼层建设的影响，防止墙体刚度出现突变。

2、科学地对大墙肢进行设计

为了更好地提高整个剪力墙结构的延展性，对于整个结构设计的过程中要对于大墙肢进行优化设计。相对于其他结构，剪力墙结构具有一定的特殊性，整个柱体高度较高，并且柱体较细。为了更好地降低剪力墙剪切破坏的程度，可以对剪力墙进行适当的弯曲设计。针对于超过8米的剪力墙结构，为了避免大墙肢在地震中受到过高的剪力所造成损伤，在保证剪力墙高度的情况下，采取分段设计的方式，通过运用开洞口的技术，对墙体进行分段，从而减少弯曲中裂缝问题的发生，更好地提高剪力墙的整体支撑能力。

3、优化剪力墙边缘构件

一般来说，约束边缘构造和约束构造边缘构件是现阶段较为常见的剪力墙便于构件的设计方式，这两种方式具有一定的区别，但是都以提高剪力墙边缘构件合理性为目标。在实际施工的过程中，要严格遵守相关的技术规范，对剪力墙墙肢长度和箍筋配箍的特征值进行明确，但要注意纵向钢筋范围必须大于规定要求的阴影而积。约束边缘构件主要是针对暗柱、端柱、翼墙等，通常由于剪力墙刚度较小易导致层间位移，故为避免这一现象，则需要通过搭建相关结构进行约束。同时，根据施工特点，还可适当增加暗柱和端柱的截而尺寸和配筋，进而达到优化剪力墙边缘构件的目标。

4、剪力墙建筑结构的截面厚度设计

在建筑结构设计中之所以会规定剪力墙的最小厚度，是为了保障剪力墙平面之外的刚度以及稳定性能。当墙肢平面外出现与之相交的剪力墙的时候有利于保证剪力墙平面外的刚度和稳定性。设计中在确定墙肢的最小厚度的时候，应按层高以及无肢长度两者的较小值来计算。设计时需要注意（1）设计的剪力墙建筑结构是钢筋混凝土材质的话，需要在设计剪力墙建筑结构的横截面时对剪力墙建筑结构进行横截面上所受的建筑体各部分构件的压力和所产生的偏离中心的压力进行调查、分析和计算，设计人员要保证剪力墙建筑结构横截面设计时所需要的资料和数据是准确无误的。（2）设计人员在进行剪力墙的横截面设计时要满足“强剪弱弯”的基本准则：剪力墙横截面压力越强，剪力设计值就越大，剪力墙横截面的压力越弱，弯矩增大系数就越小。

5、配筋设计

应该根据剪力墙的厚度来进行配筋设计，墙厚小于14cm时，应该采用双排配筋；当墙厚为40cm～70cm时，应该采取三排布置配筋；而当墙厚大于70cm时，则应该采用四排配筋，而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该不大于20cm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25%以上，而且钢筋的布置间距不应大于20cm。

结语：

剪力墙结构因侧向刚度大，侧向变形小等优点，因而被广泛应用于高层建筑中。所以掌握好剪力墙结构受力特点，把握好剪力墙结构设计的基本原则，剪力墙结构设计就会更加经济合理。因此建筑结构设计人员应对剪力墙结构设计原理有着清晰的理解，从而能够在此基础上通过不断设计实践的进行来促进我国建筑工程整体设计水平的有效提高。

参考文献：

[1]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计田[J].黑龙江科技信息，2011，（17）.

[2]吕瑞孝.姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点田.科技信息，2012（19）.