剪力墙结构设计在建筑设计中的应用厉锋

剪力墙结构设计在建筑设计中的应用厉锋

厉锋

天津300000

摘要：现阶段，随着中国的建设项目发展越来越快，剪力墙结构的优化设计也在不断增加。在剪力墙结构设计、主要受负载和建筑本身的振动方面，一般由墙腿、连接梁等构件组成。它具有承载力大、刚度大、侧向位移相对较小、水平侧向位移阻力大的特点。在现代建筑工程中得到了广泛的应用。目前，有许多基本类型的剪力墙结构设计在国内外，但各种各样的剪力墙有一些缺点。本文从剪力墙设计原理入手，分析了剪力墙结构设计中存在的问题，最后总结了剪力墙结构的优化设计方案，这对研究具有重要意义。

关键词：剪力墙结构；设计；建筑设计；应用

引言

剪力墙应用于建筑的结构设计能够提高建筑整体结构刚度以及抗震性能。借助剪力墙的结构分析帮助设计科学安全的剪力墙类型，使剪力墙的结构作用充分发挥。具体设计时相关力学分析以及承压计算工作必须做好，保证剪力墙的高跨比以及墙厚参数合理安全，使得剪力墙既符合实际工程需要，又给建筑的稳定性提高保障。

1简述剪力墙

1.1剪力墙的布置要求

整体建筑的结构设计中剪力墙往往承担传导荷载，风荷载与地震轴力以及剪力作用的组合作用，此外还起到建筑隔离墙作用，通常情况剪力墙的结构布置顺序是沿着主轴线布置的。由于剪力墙的延性变形，弯曲延性以及抗脆性较强，在剪力墙进行结构设计时需要注意使剪力墙高宽相对布置大一点，墙厚要相对布置小一些，如图1所示。

1.2剪力墙的结构特点以及类别

剪力墙根据是否开洞来对剪力墙进行类型划分，共分为四种，即实体墙与小开口的剪力墙和框架壁墙以及双肢多肢的剪力墙。剪力墙具有稳定的结构特性，可以有效提升建筑结构的质量安全，但是在施工中由于涉及诸多复杂环节，因此相较于其他结构其施工成本偏高。下面简单叙述不同剪力墙所具备的特征：首先整体剪力墙。这一类剪力墙指洞口没有或者洞口数量较少且一定的剪力墙；其次框架剪力墙。这一类剪力墙通常开洞尺寸较大，同时墙肢，连梁部位十分明显，墙肢偏宽以及连梁的高度较高。由于墙肢及连梁的相交部位形成节点，同时节点尺寸较大，会形成弯曲刚度很大的一处刚性区域；此外水平荷载作用下不计剪切变形以及梁柱的节点刚域，选择D值法进行内力分析；第三联肢剪力墙。这一类剪力墙通常洞口布置成列，剪力墙存在明确的墙肢以及连梁，墙壁所有洞口分布均呈直线；最后小开口剪力墙。这一类剪力墙的洞口沿竖向布置成列，同时整体墙体的洞口总面积占墙面积的15%以上，然而洞口占比依旧很小。由于水平荷载作用使得剪力墙出现整体的弯曲变形，与此同时墙肢出现局部变形，值得注意的是局部变形这一过程中墙肢变形绕着截面的中心轴出现，此外对应处局部弯曲的应力以及墙肢造成的整体墙体弯曲应力也会相应出现，如图2所示。安全问题是建筑进行剪力墙的结构设计时最重要的问题。然而建筑进行剪力墙的结构设计时被资金与设计技术水平等因素影响，使得结构设计的质量难以完全满足建筑要求。优秀的结构设计是建筑提高安全性的前提，借助先进技术对设计流程进行优化，最大限度上增强建筑安全，满足建筑质量要求。此外可以抵消大部分水平剪力以及作用力的组合应力，因此使得剪力墙相较其他建筑结构具有良好的抗震性；此外能够符合建筑结构的美观设计要求。

2剪力墙结构设计在建筑设计中的应用

2.1剪力墙结构设计

2.1.1操舵装置剪力墙轴承系统主要由水平和垂直方向的支承板交错安排，进行优化设计时，需要从主轴方向进行双向布局、空间结构的形成，剪力墙结构，可以从两个不同的方向做轴承的重量建设工程，两个方向的强度在很大程度上提高了剪力墙结构在空间布局上的优势。2.1.2洞里的安排在设计结构开孔位置时，要提高施工项目的抗震性能，尽可能降低开孔设计的复杂性，保持截面简单规范，形成清晰的墙肢和连接梁结构。严禁出现混沌现象，从而不影响工程结构的稳定性。此外，应加强对短剪力墙设计的控制。虽然这种方法可以提高结构设计的灵活性，减轻结构的重量，但其抗震性能非常有限，过度使用这种结构会降低工程施工的安全性。

2.2剪力墙结构优化

由于近年来中国地震频发，人们对稳定性和建筑结构的抗震设防更高的要求，因此，在设计剪力墙结构的过程中，可以提高结构稳定性提高建筑物的稳定性和抵抗冲击。例如，剪力墙在细节上的设计也不能停止，并注重空间的影响和建筑物侧面的影响，并选择合适的建筑材料提高建筑的质量，以应对冲击地震。剪力墙软件的优化，随着计算机技术的发展，设计结构应更新和不断引进先进的软件设计剪力墙，并使用软件来完成对剪力墙进行相关数据的分析与改进设计，提高设计的整体质量。

2.3对墙体的受力进行分析

在设计剪力墙整体结构时，有必要对混凝土墙进行详细的应力分析。由于剪力墙是平面构件，墙壁中的压力主要包括了水平的弯矩和剪力以及垂直压力。因此，在墙体结构设计中，必须考虑和仔细分析受拉剪力墙本身。只有这样才能让剪力墙的使用效果和质量得到保证。

2.4连续梁优化设计

连接梁的设计包括抗震和非抗震两种方式。如果连接梁的设计方案不同，分配的剪力也会不同，对截面配筋数量的要求也不同。因此，在设计中应认真遵守剪力墙设计的相关要求，再次优化连接梁的设计方案，并注意以下设计要点：内力计算完成后，应准确计算连接梁的剪力，以保证计算结果的准确性。不同的方法可以用于计算，选择的方法可以根据实际情况决定，然后剪切力和弯矩设计值可以计算，并与调整数据，需要更小的计算数据，尽可能地提高计算的准确性。

2.5科学设计框剪结构的抗震等级

在框架剪力墙结构设计中，房屋建筑的抗震等级设计要依据《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑防震登记要与本地抗震设防烈度要求标准相适应，在设计中要考虑设计基本地震加速度，根据不同的抗震设防烈度设计相应的基本地震加速度值。同时，要考虑地震力振型组合数设计，严格按建筑抗震设计规范中标明的“振型数可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数”。另外设计中框架结构一般采用了填充墙，结构实际刚度超过计算刚度，计算周期大于实际周期，测算的地震作用效应偏小，必须对结构的计算周期进行折减，才能确保结构的安全。

2.7加强对剪力墙大墙肢的优化

要提高建筑工程中剪力墙结构设计的合理性，设计人员要加强对剪力墙大墙肢的优化，保证剪力墙具有良好的延展性。一般情况下，剪力墙的宽高比要小于2。另外，要降低剪力墙的剪切破坏程度，需要保证墙体具有足够的高度，在施工过程中，可以对墙体进行分段施工，通过开洞技术将墙体分成多个独立的小墙段，从而更好地减少墙体在弯曲过程中所出现的裂缝。但是当剪力墙的高度超过8m且发生地震时，墙体就容易受到巨大的剪力作用，容易造成大墙体的损伤，对此，可以采用施工洞的方式进行处理，工程完工后，在用混凝土填补施工洞。

2.8合理处理剪力墙的延伸性

由于剪力墙具有一定的延伸性，进行建筑工程剪力墙结构设计时，要对延伸性进行合理的处理，一般情况下，设计人员首先要保证剪力墙具有较好的延伸性，以保证墙体的整体性能。其次，为了避免墙体结构受到破坏，要保证墙体的承载力满足相关规定，而且可以通过选用对称或前后连贯的方式提高墙体的承载力，以更好地保证墙体设计的合理性。

结束语

总之，剪力墙在保持建筑整体安全和质量方面起着非常重要的作用。它承受着建筑物的横向和纵向荷载。所以，为了能够让建筑的抗震性和整体质量得到提高，建筑工程在设计期间，就必须要加强剪力墙的结构设计，只有这样才能够让我国的建筑业实现可持续的发展。

参考文献

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