建筑结构设计中的剪力墙结构设计

建筑结构设计中的剪力墙结构设计

郑暄译,毛振办

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摘要：随着城镇化的进一步推进,建筑行业也得到了较好的发展机会,而在土地资源相对稀缺的城市,住宅建筑有效使用空间面积最大,使用效率最高,其是现代房地产建筑的主流产品。但是,住宅建筑尤其是高层住宅建筑,其对安全性、稳定性等的要求更高。在这种情况下,剪力墙结构因具备灵活度高、刚度大、稳定性和抗震性好、实用性强、美观度高等特点,逐渐成为当代建筑结构的首选。另外,剪力墙结构设计也成为建筑结构设计中不可或缺的重要内容之一。做好剪力墙结构设计,进一步优化设计方案,是提高建筑结构的安全性。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；应用

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。在建筑遭受地震纵横波或强劲风力侵袭时，剪力墙可有效负荷各种负载造成的内力，提高建筑的整体安全性。因此，现代建筑结构设计中，应精准掌握剪力墙结构的分类与适用条件，科学沿用剪力墙结构设计的基本原则，并合理、有效地将剪力墙结构应用在建筑结构设计中，切实降低建筑结构施工成本，提高建筑结构的稳定性与安全性。

一、剪力墙结构设计

剪力墙的结构设计需要专业的人员来完成，其是一个系统性的工程，在这项工程中有许多的步骤以及需要详细注意的多个细节之处。为此，在设计剪力墙的结构之前，要事先将这些步骤了解清楚，并且理解各个细节，这样才能将整个设计合理化、完善化。

1、根据所需确定剪力墙的墙体厚度并选择合适的墙肢长度。根据剪力墙的肢长与厚度之比在不同的范围时主要是依赖于建筑项目的要求，但是剪力墙的长度还是不宜过大，否则墙体的载荷能力就会过于分散而导致所能承受的压力太小，当压力过大之时，墙体会被压坏甚至崩塌。在长度确定的情况下，需要根据跨高比大于 6 的原则来确定墙体高度的具体值为多少。至于墙体厚度的选取，主要是需要考虑建筑项目所需要的刚度和稳定性的要求。一般情况下建筑项目的普通墙厚度为200 mm 时，要将剪力墙的厚度设置为 200 mm。针对没有地下室的高层建筑来说，这种选择方式就不够科学化和合理化，这样制定的剪力墙的厚度与填充墙的厚度一致时，墙体的刚度与稳定性能可能就达不到要求。因此，需要考虑更为合适的设计方案，不仅要结合建筑项目的实际情况，还需要参考高层建筑设计方案来进行合理设计。

2、连梁的设计在剪力墙中也是不容小视的。众所周知，连梁的作用是用于墙肢与墙肢之间的连接。如果连梁设计不符合规定，不但起不到墙体与墙体间的 1+1=2 的作用，甚至会导致 1+1<2 的作用，进而原先设计方案中能够承受的压力，在连梁设计的失误下导致无法承受进而引发坍塌事故，给建筑公司带来极大的损失。因此，一定要重视连梁的设计并且要对设计细节更加注重。在连梁的设计中，有两个指标需要重点关注，即跨高比与截面尺寸。这两个指标和连梁的刚度是密切相关的，一旦指标满足了设计要求，连梁的刚度就能够满足设计的需求，否则将会设计出残次的剪力墙体。

3、边缘构件的设置与各种参数的计算，在设计中也是极为重要的。从过去的例子，可以总结出当剪力墙的设计中融入边缘构件的约束，墙体的极限载荷能力被极大提升了。常用的边缘构件共分为两类，一类是约束边缘构件，另一类为构造边缘构件，它们分别都具有各自类别的优势，在实际中具体使用哪一类需要根据建筑项目的需求而进行选择。在墙体结构设计之时，各类的参数对于墙体的刚性与稳定性起着至关重要的作用，当主体结构设置的较为简单之时，就采用空间协作平面框架进行相关参数的计算；而主体结构设置非常复杂的话，就采用空间分析程序的方式进行参数计算。具体需要计算的参数为：内力、位移等。在设计的过程中，应该遵循着简化计算的原则，带着能简化即简化的思路去设计计算框架。

二、建筑结构设计中剪力墙结构设计要点

1、确定剪力墙设计方案。剪力墙结构在建筑工程中起着调节平衡的作用，设计工作人员在设计剪力墙结构时，需要结合建筑工程项目的需求确定设计方案，应采取科学有效的控制措施，使得建立墙结构的效能得到充分发挥，使得建筑结构的稳定性能够得到保障，并适当降低建筑施工成本。因此，设计人员在对建立项结构进行设计时，需要按照具体的建筑要求，结合当地地形条件，选用现代化设计手段，对建筑结构设计方案进行不断优化，通过剪力墙设计方案的调整，展现出剪力墙结构的综合价值。除此之外，在施工过程中也要控制好工程建设成本，在原材料选择环节就应当加强质量管控，确保材料符合剪力墙建设的要求。而在施工环节，工作人员要在设计方案的基础上，对剪力墙的长度进行调整，并保障洞口设计的合理性，使得剪力墙与建筑结构之间相协调。对于不同墙段，可使用弱连梁对其进行连接，并控制好不同墙段的高度与比值，使得剪力墙能够得到充分维护，避免被破坏。

2、定位剪力墙结构位置。对于建筑工程项目而言，剪力墙结构的设计要充分发挥出结构优势，工作人员要确定好，建立强结构的实际布局，结合平面结构设计对剪力墙进行合理布置，并根据竖向结构布置，完善剪力墙结构布置设计工作。在设计剪力墙的平面结构时，设计人员需要将剪力墙的刚度中心与质量中心作为基础，而后对其进行拉直处理。而在对剪力墙结构进行设计时，不宜选择过于繁琐复杂的设计方案，需要结合具体设计原则，推动设计工作的有序进行，确保结构刚度以及设计的合理性，满足建筑施工的各项要求，从而保证建筑结构的性能，发挥出剪力墙结构的作用。

3、墙内大墙肢处理方案。剪力墙结构在工程项目建设中具有诸多优势，在对剪力墙结构进行综合设计时，设计人员需要将剪力墙结构的延伸性作为考虑的要素之一，意识到剪力墙延伸性与结构性能之间的关系。在对剪力墙结构施工方案进行规划设计时，设计人员一般会选择剪力墙作为竖向主要受力构件，而墙体结构质量也影响着墙体的稳定性能。因此，设计人员务必要从施工条件与施工需求出发，对剪力墙施工方案加以调整，处理好各个细节，比如墙内大墙肢的处理。如果墙段长度小，一旦经过受弯部位，则极易形成裂缝，影响墙体配筋的整体支撑力与剪力墙的质量。因此工作人员应当结合建筑施工特点，对墙体进行填充，使得长墙形态得到改变。而设计人员也要根据建筑结构特点，在设计阶段预留适宜的洞口。

4、墙内墙体配筋控制法。在建筑工程施工中，设计人员除了要优化剪力墙结构设计方案以外，也要从建筑结构的经济性、稳定性出发，完善建立项结构设计方案，包括墙体内部钢筋数量与铺设的控制。设计人员可选择在剪力墙内放置竖向钢筋，增强结构的稳定性，同时也要结合剪力墙结构，精准科学地测量各项参数，经过科学计算得出最佳钢筋配筋率，确保墙体配筋与建筑施工需求相符。此外，为了保证墙体配筋的精准度，可以引进相应的设计软件，完成对剪力墙结构数据信息的分析，通常设计的精准化，提高设计质量，为钢筋配置提供可靠支持。

总而言之，在当前建筑结构设计方面，剪力墙结构的优势非常明显，在实际应用过程中获得了广泛的欢迎。在设计方面需要重视与实际情况相结合，严格依照规范要求，加强各参数的合理设计，重点对剪力墙的高度、布局、高度、宽度等进行优化，参照各建筑标准进行有效的处理，尤其需要注意分析结构的关键部位，选择合理的设计方案加强平面设计等细节的控制，这样才能使建筑结构整体优势充分发挥出来，保证安全性、稳定性，控制建筑成本，将建立墙结构的优势充分发挥出来。

参考文献

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