建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析王超

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析王超

王超

中国联合工程有限公司浙江省杭州市310000

摘要：建筑行业在现代社会快速发展的背景下，也取得了稳定发展。同时，由于现代人的日常生活质量和水平不断提升，对建筑物的整体要求越来越高，不仅要求建筑物本身的质量能够达到规定标准和要求，而且还能够满足现代人在日常居住时的个性化需求。因此，建筑结构设计在建筑施工过程中的重要性越来越明显，剪力墙结构是建筑施工过程中比较常见的一种结构形式。这种结构在设计过程中，如果设计效果比较良好，那么不仅能够缩短施工时间，而且还能够保证建筑物在使用过程中的寿命得到有效的延长。由此可以看出，在现代建筑结构设计过程中，要采取有针对性的措施保证剪力墙结构设计的完整性和有效性。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用

引言

建筑是现代化城市规划的一部分，也是我国经济建设的核心内容，城市发展离不开建筑，城市发展与建筑之间存在着相互依存的关系。为了促进人们生活水平的进一步提升，需要加强对建筑结构设计工作的详细分析，充分了解建筑结构设计过程中剪力墙结构设计的具体应用。设计人员必须要全方面掌握设计知识，熟练掌握现代化建筑结构设计理念，能够灵活运用先进技术，保证剪力墙结构厚度和填充物的厚度一致，合理利用建筑空间。

1剪力墙结构概述

建筑剪力墙结构具体是指建筑房屋及其附属物中用于抵抗地震、风负荷等水平荷载影响的墙体。其设计初衷是防止建筑在使用年限内遭到外力破坏，增加结构稳定性和荷载能力。目前应用较多的建筑结构包括框架结构、框筒结构、混合结构和剪力墙结构等，其中，剪力墙结构相比于其他建筑结构形式，抗侧刚度高，抗震性能优越，用钢量较小。随着剪力墙结构施工工艺的日益成熟，目前已经在建筑工程中得到了广泛应用。采用剪力墙结构进行设计施工，主要建筑材料为钢筋混凝土，利用该结构墙板承受横向和竖向荷载力。在实际施工中，主用利用剪力墙代替柱承受竖向荷载力。建筑剪力墙结构如图1所示。

图1建筑剪力墙结构示意图

2建筑中剪力墙设计应注意的问题

剪力墙主要是利用钢筋混凝土墙板来替代建筑框架结构中的梁柱，并能够很好的承受由不同荷载引起的内力，能够有效承担建筑水平荷载及竖向荷载作用力，保证建筑的稳定，并在建筑中得到了广泛的应用，但在建筑中对剪力墙进行具体设计时应注意以下问题：一是需要注意控制好剪力墙结构的坑侧刚度，如果剪力墙结构坑侧刚度过大，那么建筑受到地震影响也会很大，并导致剪力墙结构周期比变小；二是对于同一个建筑来说，需要控制好剪力结构墙体数量，若剪力墙结构数量过多，一方面会导致建筑自重增加，抗震能力变弱，另一方面也会造成建筑建造成本的增加；三是需要注意控制好剪力墙结构配筋数量，从而能够使结构延性获得充足的保证。

3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

3.1剪力墙结构计算

剪力墙结构的刚度不要过大，在满足楼层层间位移与层高之比的基础上，以最小剪力系数为目标。剪力墙连梁是否超限、底部的轴压比是否符合规范要求都是要考虑的。计算参数的选取是很重要的：①周期折减系数：填充墙较多时的剪力墙结构，取0.9~1.0；填充墙较少时的剪力墙结构，取1.0。填充墙对主体结构周期的折减，是指填充墙的刚度影响建筑主体结构刚度的程度，主体结构的刚度大则填充墙对主体结构的影响小，刚度小则影响大；填充墙的刚度大对主体结构的影响也大，刚度小影响就小。②振型个数：以保证振型参与质量大于或等于总质量的90%为前提。建筑地震作用振型数非耦联时n≥9个，耦联时n≥15个；对多塔结构振型数n≥塔楼数量X9。③连梁刚度折减系数：在内力和位移的计算中，连梁刚度折减系数可取0.5；当结构位移由风荷载控制时，连梁刚度折减系数最好不小于0.8。

3.2平面布置

建筑剪力墙结构的平面布置原则是尽量做到均匀和对称，虽然在实际施工中，同一平面内剪力墙结构的重量中心难以与刚度中心完全重合，但要尽量让两者接近，提高建筑稳定性，减少扭曲。在设计中如果剪力墙结构的连续长度过长，应设计开洞，将其均匀划分成几段长度相等的墙面，避免墙体结构受到剪切力破坏。根据相关标准规定，独立剪力墙结构的墙面总高度与截面高度的比例大于2，开洞口要保持上下对齐，呈列状分布。如果剪力墙的开洞存在交错或叠合，会减小剪力墙结构的刚度，容易出现变形现象。在抗震性设计方面，应采取双向或多项的平面布置方式，确保正常发挥剪力墙功能。如果剪力墙结构的洞口与墙边（或洞口与洞口）形成的墙肢截面高度与其厚度的比例小于4，即小墙肢类型的情况下，需要采取框架柱箍筋，对剪力墙结构加密。过长的墙肢分段施工，超过8m以上的墙肢设计施工洞，将其划分为较短的小墙肢。此外，在设计过程中还要控制好抗侧力刚度，采用公式T=n（0.05~0.06）进行计算，其中T为抗侧力刚度，n为建筑楼层数。

3.3剪力墙截面厚度

剪力墙结构设计中，对于剪力墙横截面厚度的设计也是有着相关标准规定，其厚度是根据具体的剪力墙的结构类型而定的，对于短肢剪力墙结构来说，其底部的厚度设计一般是不能低于0.2m的，除了底部以外的部分，其厚度不能低于0.18m，这样才能保证剪力墙结构性能的稳定性。

3.4剪力墙边缘构件的设计

剪力墙边缘构件的设计在整个过程中起到了非常重要的作用，边缘构件的设计可以有效提高构件的稳定性和延伸性，边缘构件设计还包括：端柱和暗柱，因此要根据实际情况进行设计合理的配置边缘构件，只有这样才能提升剪力墙的稳定性。在边缘构件设计环节，要提高对设计流程的高度关注，认真听取管理人员的指导意见，充分体现剪力墙结构设计的科学性与实用性。

3.5剪力墙结构连梁设计

在剪力墙结构中，连梁是一项关键的耗能构件，连梁常被称为结构抗震设计中的“保险丝”，它可以起到耗散地震能量的作用。所以一定要优化剪力墙结构连梁的设计，连梁的强剪弱弯应该反复多次验算，确保建筑在修建完毕后连梁的弯曲破坏比剪切破坏晚。除此之外，在实际施工过程中也不能随意加大连梁纵筋和箍筋，前者会导致无法满足“强剪弱弯”的要求，后者会导致剪切破坏提前发生。例如：当连梁的跨高比大于5时，刚度不能减少，需要按照框架梁的要求设计施工，此时可将跨高比为增加至6，解决刚度不减少导致剪力过大的情形，还可以减少钢筋混凝土的使用量，从而减少投资成本。

3.6剪力墙结构配筋

剪力墙配筋控制对建筑物主体造价起着关键性的作用。通过以往建筑物的结构设计对比，一般的剪力墙配筋几乎都是按规范规定的最小配筋率构造配筋，所以控制剪力墙厚度，可以有效地控制剪力墙墙身钢筋用量。选择优质的材料是进场前第一步要做好的工作，钢筋材料的选择是至关重要的，各种合格证明一定要检查清楚。合格的钢筋才能进入施工场地。剪力墙结构的配筋选择要满足工程测算和建议标准的材料，将水平钢筋安置在外侧，垂直钢筋安置在内侧，根据现实情况优化设计，减少建筑成本。

结语

在剪力墙结构设计的相关工作中，必须要严格按照规章制度进行操作，充分考虑剪力墙以及建筑结构自身的特点，从实际出发，自觉按照标准流程进行操作，更好的满足现代人们对建筑结构设计的基本要求。

参考文献

[1]周文华.剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究[J].江西建材，2017（07）：26~27.

[2]孙家昱.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].四川建材，2017，43（04）：35~36.

[3]陆江洲.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用解析[J].江西建材，2016（05）：30+33.