建筑结构设计中剪力墙结构设计应用研究崔文清

建筑结构设计中剪力墙结构设计应用研究崔文清

崔文清

建筑行业已经进入黄金发展时期，越来越多的建筑投入到建设施工过程中。为了对建筑施工质量及施工方经济效益进行提升，剪力墙结构设计的应用逐渐增多，对建筑结构设计及建筑环境方面具有一定优化作用。本文对建筑结构设计中剪力墙结构设计应用方面的工作进行分析，对剪力墙结构布置、结束边缘构件处理等内容进行阐述，希望对建筑行业发展具有一定积极影响。

一、剪力墙结构设计

剪力墙结构设计的应用可以减少建筑物负荷，建筑结构设计人员需要发挥其积极一面的影响对建筑结构稳定性及安全性进行提升。当然也有部分建筑并不适宜应用剪力墙结构，设计人员需要对实际情况进行分析并对是否应用剪力墙结构设计进行判断，真正对其进行应用时需要对应用的合理性进行分析，使其对建筑抗震性、稳定性等方面的提升提供帮助。设计人员将剪力墙结构设计分成几种，一般根据墙体开洞情况对剪力墙结构进行分类，下面对几类不同形式剪力墙结构设计进行研究：

（一）壁式框架剪力墙结构设计

此类剪力墙结构设计的剪力墙墙体开洞较大，墙肢线刚度及墙体连梁线刚度较为相似。此类剪力墙结构设计中楼层位置可能出现弯矩图点突变，对建筑产生较多的影响，异常现象出现的频率升高，建筑楼层中可能存在反弯点。

（二）实体墙

实体墙可谓是剪力墙结构设计中出现频率较高的表现方式之一，在未进行开洞的情况下对实体墙进行设计，或是对开洞规模进行严格控制，避免其超过墙体面积50%。此类剪力墙结构能够承载的负荷较大，弯曲变形一类的问题很少在墙体上出现，因此在建筑外墙结构设计工作中的应用较多。

（三）整体小开口

设计人员对剪力墙结构进行设计时，将墙体开洞面积控制在墙体面积总数的15%之下即整体小开口。建筑结构设计对该种设计形式的应用频率较高，其能够对墙体弯矩图位置的安全性及稳定性进行提升，减少异常问题出现的几率。

（四）双肢及多肢型剪力墙结构设计

若在剪力墙墙体开设列状排列的洞，或剪力墙开洞面积极大便将其称为双肢或多肢型剪力墙结构设计。

二、剪力墙结构设计应用分析

（一）剪力墙结构设计应用原则分析

建筑结构设计人员需要避免剪力墙的结构设计工作存在过多随意性，需要遵循剪力墙结构应用规范及实际情况方面的内容开展设计工作，确保后期施工过程中剪力墙的应用效果达到更好的水平。设计人员应对施工技术限制方面的问题进行综合分析，对各方面制约条件进行考虑，下面对剪力墙结构设计的应用原则进行分析：

其一，连梁超限的调整。剪力墙跨高超过规定范围的情况时有发生，设计人员需要对剪力墙结构设计中的连梁跨高进行适宜的调整，将其控制在规定区间内的同时通过框架梁形式对剪力墙结构进行应用。若跨高比处于5至6之间，需要避免剪力墙连梁刚度出现浮动，同时将剪力墙弯矩及承载力维持在相应的区间内，进而使设计应用符合剪力墙结构设计规范。

其二，楼层间最小剪力系数的调整。若想实现对建筑结构自身重量的控制，对建筑抗震性能进行提升，需要在施工环节对剪力墙应用的位置进行减少和控制，因此设计人员需要在第一震型区域设置短肢型剪力墙负担，并且对底部位置地震倾覆力矩及剪力墙结构承载的总底端地震倾覆力矩进行控制，使后者超过前者的60%，再通过大开间处置方式对剪力墙墙体进行处理，进而对剪力墙结构倾向刚度进行改善。

第三，楼层间最大位移及楼层高比值的调整。楼层之间弯曲部分是设计人员需要重点关注的对象，一旦未能对弯曲部分进行科学设置，便会对建筑使用性能产生一定不利影响。设计弯曲部分时需要对结构配件数量方面进行参考进而实现合理的控制，在竖向构件数量较多的情况下剪力墙结构的剪重比增加，而剪力墙结构设计的不科学对建筑楼层之间产生一定影响，变形或扭曲的问题较为严重。此时剪力墙结构设计无法达到楼层发生位移的标准，设计人员需要在竖向构件刚度调整的基础上对变形及扭曲问题进行控制，即对楼层间最大位移及楼层高比值进行调整。

（二）剪力墙结构设计具体应用分析

第一，对剪力墙结构布置进行分析。水平方向的布置工作是建筑结构设计人员需要重点考虑的问题，对剪力墙水平方向进行布置时，需要使刚度中心及重量中心重叠，并且以轴对称形式对剪力墙平面设计工作进行调整，进而对剪力墙扭矩进行控制。此外设计人员需要对抗震性能方面进行考虑，减少侧向刚度之间的差异，并且通过双向及多向布置的方式沿主轴进行布置，若剪力墙方向不一致便需要将其进行连接，避免出现拉通及对直的问题，并且避免出现只有单方向有墙的情况，进而使剪力墙结构设计在建筑结构中发挥更多作用。竖直方向需要进行自下而上的不间断布置，进而防止出现刚度突变等问题，对高层建筑进行设计时，墙肢截面的设计工作应秉承规则和简单的原则，并且需要对此方向刚度进行控制，使其保持较为平均的状态，并且将连接梁及墙肢融入门窗及剪力墙洞口方面的设计。设计人员需要避免将剪力墙进行密集布置，需要对与结构相适应的侧向刚度进行考虑，若刚度较大便会使墙体重力增加，一旦发生地震便会使震力增加，进而使建筑倒塌可能性提升。剪力墙门窗及洞口的设计需要保持上下对齐，按照列的形式对其进行设计，对叠合错墙洞方面的问题进行控制，避免对剪力墙结构承重力产生负面作用，有效降低变形问题的出现几率。

第二，剪力墙结构设计参数的控制。设计人员应用剪力墙结构设计时需要对刚重比、位移比、层间位移角等设计参数进行控制，减少偏心问题出现的可能进而实现对扭转效应的控制，同时需要在刚性楼板基础上对位移比限制方面的问题进行考虑，对偶然偏心的问题进行研究分析，在位移比大于一点二的情况下应对双向地震作用方面的问题进行考虑。

第三，钢筋配比的验算工作。设计人员需要对配筋率计算工作进行认真对待，对连梁与墙体本身方面的情况进行考虑，对竖向及水平方向钢筋的抗弯承载力进行验算，并且对斜截面抗剪承载力进行分析，进而使钢筋的应用数量更加合理，对建筑结构抗震能力进行提升。三级抗震设计竖向及水平方向的配筋率需要超过百分之零点二五，两方向的钢筋间距以300毫米为宜，半径小于4毫米；此外折减连梁刚度时需要对折减值进行控制，使其处在0.5-1的区间范围内。

结束语：

总结全文，剪力墙结构设计的应用可以对建筑结构设计水平进行提升，施工企业需要对剪力墙结构设计硬度、抗震性能等方面的优势作用进行充分发挥，进而为后期建筑的施工工作提供更多保障。上文已经对剪力墙结构设计应用方面进行分析，希望我国建筑结构设计人员能够坚持剪力墙结构设计的应用原则，对设计工作规范性进行提高并对其经济性、可行性方面进行更多考虑，希望在保证建筑质量的同时降低后期施工成本。

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