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

钟磊 ,郑重

420123198108272011

33038219920804591X

摘要：近年来我国城镇化建设的发展速度十分迅速，促进建筑业的不快时发展。建筑结构设计的合理性以及建筑施工的稳定性，影响着建筑物的质量。剪力墙在建筑施工中起着重要的作用，其能够满足现在建筑工程的稳定性要求，随着建筑模式的创新发展，越来越多的小高层住宅楼选择应用剪力墙结构，这主要是剪力墙结构拥有较强的抗震性能，在连梁、墙肢等多个构件的共同作用下，剪力墙结构的抵抗水平侧移能力得到了强化，使得侧移变形的情况得到有效控制，承载力与结构刚度都得到了提升。本文就剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用展开探讨。

关键词：剪力墙结构；建筑工程；结构设计

引言

随着建筑层高不断增加，建筑结构应具有更强的稳定性和可靠性。剪力墙作为提升建筑结构稳定性及安全性的有效技术措施受到广泛关注，业界对于剪力墙结构设计的应用探讨也在不断深入。但在实际的建筑工程结构设计过程中，由于工程情况不同，剪力墙结构细节和主要功能设计也不同，可能会出现设计不合理的情况。因此，有必要加强对于剪力墙结构设计的运用研究和分析。

1剪力墙结构分型

1.1整体剪力墙结构

此种剪力墙结构就是指一个整体的剪力墙结构，并没有门窗洞口，或者只是存在极小的洞口，且带来的影响可忽略不计。在实际应用整体剪力墙结构时，如果需要对剪力墙进行开洞作业，则需要把握好墙体边缘到洞口之间的距离。在使用整体剪力墙结构时，剪力墙需要承受来自水平方向较大的力，因此设计整体剪力墙结构时，需要合理计算其承载性能。

1.2壁式框架剪力墙

壁式框架剪力墙在受力表现上与框架结构相似，但剪力墙的洞口较大，墙肢刚度较弱，连梁强度较强。由于壁式框架剪力墙的梁柱厚度较小，所以其安装更加灵活，既支持单独设置，也支持与其他墙体结合设置。目前，该类剪力墙是我国剪力墙结构设计中应用最为广泛的类型之一。

1.3联肢剪力墙结构

联肢剪力墙结构中含有较多洞口，且各个洞口排列规律。在排布过程中，一般会选择直线的方式将各个洞口进行连接。在使用一般剪力墙结构时，容易受到外界因素的影响，导致剪力墙结构出现弯曲问题，弯曲现象会导致建筑结构的稳定性受到不良影响。联肢剪力墙结构却能够在外界因素的作用下，仍然保持良好的负荷能力，且不会受到其他因素的干扰，因此联肢剪力墙结构的设计对于保障建筑结构的稳定性而言具有重要意义。

2剪力墙在建筑工程结构设计中的应用要点

2.1基础承重构件设计

剪力墙结构的主要功能是保障建筑物在不同方向受力稳定，而发挥此功能的主要部位为剪力墙结构的基础和承重构件，确保剪力墙在承重以及抗震方面具有良好的性能。因此，在实际设计中应注重加强配筋率的计算和分析。通过对现场环境情况以及地质条件的分析，并对建筑结构在水平及竖直方向上的受力情况进行研究，以此明确配筋率等相关指标的测算。在计算剪力墙配筋率的过程中，需要明确以下要求：第一，剪力墙各方向的配筋率应在0.25%以上。第二，部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率应保持在0.3%以上。

2.2连梁设计

连梁在剪力墙结构中的主要作用是将墙肢连接在一起。因此，如果墙肢发生弯折，那么连梁的平直度也会受到影响。在这种情况下，剪力墙结构的整体稳定性就会大幅降低。如果连梁的受力情况得到改善，那么墙肢弯曲变形的情况也会得到改善。在这种情况下，剪力墙结构的整体稳定性就会大幅提高。因此，优化连梁的受力状况非常重要。为了保证连梁设计的合理性，增强剪力墙结构的稳定性，在开展连梁设计工作时，设计人员应充分考虑连梁的刚度，并根据抗震设防烈度的大小，合理设置连梁刚度的折减系数。如果抗震设防烈度较大，那么设计人员就需要增加折减系数，反之，则降低折减系数。另外，设计人员还可以通过增加洞口的宽度或者剪力墙的厚度来有效降低连梁的刚度，从而增强剪力墙结构的抗震性能和稳定性。

2.3边缘构件的确定

边缘构件是剪力墙结构中特有的构件，其设置在剪力墙的边缘部位，用于改善剪力墙的受力性能，提高剪力墙的稳固性。边缘构件主要包括有约束与无约束两种，无约束边缘构件应用到剪力墙结构可以使建筑的承载力更具优势，但剪力墙结构的稳固性与抗震性能却有所不足。根据实验分析，无约束边缘构件会导致剪力墙的楼梯间位移角度出现偏差，使得其抗震性能仅为有约束边缘构件的80%，极限承载力仅为有约束边缘构件的60%。因此，在设计剪力墙结构时，应综合考虑剪力墙的轴压比大小与等级，根据建筑结构设计的要求确定适宜的边缘构件，有效兼顾建筑结构的抗震性能与承载力。

2.4剪力墙延性的设计

设计人员在开展剪力墙结构设计工作时，常常会因连梁高度过高或者刚度过大，导致抗剪钢筋与受弯纵向钢筋的配置在连梁中的应用较多，且延性能较差。针对这种连梁，要想提高连梁的抗剪性能与延性，可通过配置斜向交叉配筋达到目的。但受到工程造价成本等因素的影响，其在工程建设中的应用较少。在剪力墙结构设计工作中，需要控制好墙肢长度，可将长墙分割为开洞联肢墙，并在洞口位置设置跨高度比在5以内的弱连梁，采取弱化处理措施，使得建立强的抗震性能得到提升，获取更高的延性，而且钢筋量能够得到控制，达到工程造价的目的。

2.5抗震防御性能设计

剪力墙结构抗震防御性能设计要点如下。（1）明确建筑基本信息。事先进行场地地基分析，并结合当地的地震特点合理确定抗震设计等级。通过对地震加速度、周期以及土层情况等方面的分析，最终确定案例工程的抗震等级为二级。加强对于当地风荷载、地质情况等的分析，确定建筑层高设计及地基承载力范围，合理选择相应的地基基础。（2）剪力墙平面布置。由于剪力墙结构的竖向荷载和水平荷载都由剪力墙墙体承受，因此剪力墙结构设计应沿主轴方向进行，尽可能确保结构简单、对称，避免后续出现建筑重心和刚度偏移过大的情况。剪力墙的墙肢长度应控制在8m以内，同时避免侧向刚度比过大。（3）抗震防线的设计。在建筑外边缘、角点处墙肢以及底部外圍墙肢和连梁等薄弱部位，应加强抗震设计，如连梁长度应控制在6m以内，墙肢长度超过8m应适当设置洞口等。

2.6墙肢设计

做好墙肢设计工作，能够增强剪力墙结构的延展性，这是保证剪力墙结构稳定性的措施之一。对于长度较大的大墙肢结构，设计人员可采用分层间隔的方式，将大墙肢转变为多段独立的短墙肢。为此，施工人员需要及时在墙面上开孔，并在施工结束后封堵孔洞。至于短墙肢，设计人员需要通过调整配筋率来提高短墙肢的受力性能。

结语

剪力墙结构是现代建筑结构设计中的关键结构类型，其利用钢筋混凝土取代传统建筑结构中的梁柱，依托钢筋混凝土板与混凝土墙面实现用力传递。只有科学合理地制订剪力墙结构设计方案，才能真正提高建筑尤其是高层建筑的抗震、抗腐蚀等性能。所以，提高对剪力墙结构设计方案的重视程度有利于促进建筑行业的稳定发展。

参考文献

[1]刘依宁.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].中国建筑装饰装修，2022（2）：102-103.

[2]苏勒德.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].科学技术创新，2021（25）：107-108.

[3]李长武.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].砖瓦，2021（6）：110-111.

[4]吴树明.建筑结构设计中剪力墙结构的设计理念[J].工程建设与设计，2021（10）：33-35.

[5] 孙惠民，黄华波 . 剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用 [J]. 住宅与房地产，2021（7）：103-104.