探究住宅结构设计中的剪力墙结构设计

探究住宅结构设计中的剪力墙结构设计

邓宇

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摘要：通过科学、合理地利用剪力墙结构，可有效增强建筑结构的各项性能。但是当前建筑行业中针对剪力墙结构设计内容的标准及规范尚未统一，主要还是设计人员凭借自身经验进行设计，该情况导致各种建筑结构的剪力墙设计方面具有一些区别，可能会存在一定的安全隐患。设计人员需要对剪力墙结构设计的相关内容予以完全掌握，确保其符合当前建筑结构的相关条件。

关键词：剪力墙；工程施工；结构设计

建筑工程中的剪力墙主要分为壁式框架、短肢、双肢或多肢、小开口等类型，每种类型在建筑工程中具有一定的优势，但是也可能会存在缺点。因此，在建筑结构设计阶段，需要科学合理进行剪力墙结构设计，明确具体的设计原则，合理控制连梁超限问题，沿着主轴向周围进行设计，保证剪力墙和平面外梁的良好衔接。同时，还需完善整体结构的设计方案，科学合理进行大墙肢和平面布置设计，提升各类设计方案的优化性，确保剪力墙结构的设计效果。

1剪力墙的分类

按抗震墙的特性，可分为抗震墙、挡风墙和结构墙三种类型，它的基本含义是：在房屋建筑中，为了保证建筑物的水平力平衡，其内力主要由钢筋混凝土承担，而在承载建筑物竖向力和水平力作用下，由钢筋混凝土板构成的结构剪力墙。在现代住宅建筑中，采用剪力墙结构作为墙体的结构形式，在建筑工程中得到了广泛的应用。在住宅建筑中，剪力墙结构可以承受各种水平和竖向荷载。同时，剪力墙结构与墙体、楼板等是房屋建筑的主要受力构件，并起到了支撑作用。在房屋建筑物尚未拆除前，不能破坏或拆除建筑物。通过多次的实践证明，证实了剪力墙结构对提高建筑物的综合性能起到了很好的作用，能够很好地进行不同的承载能力试验。同时，采用剪力墙结构，可以大大降低建筑材料的用量，降低建筑材料的成本，增加企业的经济效益。

根据不同的地质条件，不同的需求，剪力墙结构按照其不同的结构与形式，可以被分成几种。（1）在支撑方面，如果建筑物要求一般级别时，则可将剪力墙设计为一整面的墙体，这样就能起到抗剪作用。当整面的墙体采用剪力墙结构时，在整个墙体的85% 以上，应按剪力墙结构进行设计，再利用抛物线的方法进行外包线的设计，以保证墙体承受竖向荷载，防止墙体的弯曲和变形。

（2）在剪力墙上设置洞口时，当洞口小于 50% 时，应将洞口设计成带状的，同时洞口应在墙体上均匀分布。为了改善剪力墙结构的耐久性和稳定性，应对墙体的两肋进行加固处理，以达到抗扭、抗弯的施工要求。

（3）当某些构件采用四边框架形式进行抗剪时，墙体本身会产生变形和失稳，因此，为了改善结构的稳定性，在设计、施工中必须在结构上均匀地增加连梁，以提高墙体的稳定性。

2剪力墙结构设计原则

2.1 位置选定原则

剪力墙结构设计应该遵循位置选定原则：①将剪力墙结构置于建筑两侧，并且对剪力墙分布的均匀性进行分析。针对建筑造型中曲折的地方，设计人员应该减少剪力墙结构的布置。②横向分布的剪力墙结构应该遵循对称的基本原则，如果实际结构不对称，设计人员应该根据建筑结构的特点，合理布局剪力墙结构。例如，剪力墙结构上的孔洞应该置于正中的地方，一般要远离底部，这对提高建筑结构的安全性有很大的帮助。

2.2 间距和厚度设置原则

根据建筑自身结构以及剪力墙结构设计的基本原则，对剪力墙之间的间距进行调整，剪力墙结构的间距与屋面侧向刚度有很大的联系，合理控制剪力墙间距可以提高屋面侧向刚度。还能够降低楼板横向荷载过大的情况下剪力墙结构出现变形或者曲折问题出现的可能性。控制剪力墙结构的厚度，按照剪力墙设计的基本原则，对其厚度进行调整。

2.3 墙肢长度确定原则

结合建筑整体结构对墙肢长度进行确定，一般情况下，墙肢长度在8m以内，当墙肢的长度过长时剪力墙结构容易出现断裂的现象。剪力墙墙肢长度的确定要根据其厚度大小，一般为厚度的8倍。剪力墙设计完成后，设计人员应该对剪力墙上孔洞的孔径进行严格计算，避免墙体受到损害。

2.4 数量确定原则

剪力墙设计的过程中设计人员需要对其数量进行计算，将其数量控制在合理的范围内，确保剪力墙起到支撑的作用。剪力墙并不是越多越好，需要结合建筑结构的特点，对其数量进行合理调整，避免建筑整体结构的稳定性受到影响。控制剪力墙的数量，避免浪费施工材料，减轻剪力墙的重量，全面设计剪力墙结构。

2.5 梁板分布原则

通常情况下房屋建筑的高度越高，建筑的整体重量会越大，但是建筑所需承受的压力会变小，这种情况下设计人员需要加大对梁板设计的重视力度，合理控制梁板的厚度，一般情况下，梁板为钢材材质。保证剪力墙结构厚度满足使用需求的前提下，设计人员需要对钢材用量进行控制，降低剪力墙结构的设计成本。合理布局梁板结构，简化剪力墙结构，避免出现传力途径繁冗的问题。

3案例分析

文章涉及的建筑工程高度为21层的建筑，该建筑地下为地下车库，除第一层外，建筑的层高为3.3m。该工程项目设计时要求其安全等级为2级，建筑整体的抗震等级为7级。建筑设计使用寿命为70年，结构安全等级设定为二级，要求具有较佳的抗震、防风能力。建筑总高度为63.4m，地面第一层层高为3.2m，第二层高度为2.9m，其余地面各层高度均为3.3m，地下一层高度为3.6m，地下二层高度为2.4m。

4剪力墙结构设计策略

4.1 转换层结构布置

建筑结构与转化层结构布置不同，该工程项目施工设计时设计人员使用的大型梁式转换层结构，转换梁的施工方式使用流程比较简单，并且施工便捷，因此，这种方式被广泛应用于剪力墙结构施工中。设计人员结合建筑结构的特点，对剪力墙的承载能力和延展性能进行分析，并以CRC结构作为框架支撑部分，以此提高建筑整体结构的稳定性和使用的安全性。

4.2 标准层结构布置

建筑剪力墙结构设计时设计人员还需要加大标准层结构设计的重视力度，调整标准层结构刚度中心与建筑重心，降低扭转对建筑结构的影响。根据建筑自身平面起伏大的特点，设计人员需要调整剪力墙的数量，确保建筑整体结构得到改善，提高建筑结构的稳定性。剪力墙布置时，设计人员可以将纵横剪力墙设计为L型或者是T型，并且对其刚度进行控制。该工程项目设计时剪力墙结构大部分使用的是C30混凝土，设计人员还需要对剪力墙的厚度进行调整，一般为200mm。建筑角窗位置设计时其梁的高度为1200mm，确保建筑工程的抗震能力达到相应的要求。

4.3 结构构件设计

该工程项目剪力墙结构构件设计的过程中，设计人员需要注意以下几点：（1）框支柱方面。要想保证人们居住更加安全可靠，需要将支柱的抗震等级设置为一级，并且控制轴压比。建筑工程中部分短柱，设计人员在设计时将轴压比设置为小于0.5，并且调整配筋率。框支柱设计时设计人员还需要对箍筋全长进行加密处理，避免出现剪切破坏的现象，不断提高剪力墙结构的抗震性能。（2）框支梁方面。框支梁设计时设计人员应该控制其宽度，一般框支梁的宽度为600～9000mm之间，框支梁具有传递枢纽的作用，改善建筑结构的抗震性能。调整框支梁的配筋数量，选择使用腰筋，以此提高结构的稳定性和使用的安全性。

5结束语

总而言之，随着建筑工程数量的增多，剪力墙结构的应用越来越多，设计人员需要加大对建筑各部分结构的分析力度，结合建筑结构特点，优化剪力墙的布局。同时，控制剪力墙的设置数量，确保起到提高建筑结构稳定性的作用。此外，设计人员需要制定合理剪力墙应用方案，全面处理平面的细节部分，最大限度提高剪力墙结构使用的安全性。

参考文献

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[3]潘燕舞.部分框支剪力墙结构设计要点简述[J]．建筑工程技术与设计，2018(10):106-109.