建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析刘海峰

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析刘海峰

刘海峰

茂名市世源建筑设计有限公司广东茂名525000

摘要：随着经济的发展和社会的进步，我国的建筑事业取得了较大的发展，人们对建筑的要求也在逐渐的提高，建筑结构优化已成为必然发展方向，剪力墙结构就是其一。由于剪力墙结构优点较多且对建筑结构优化非常有利，对此，在我国建筑结构设计中剪力墙结构设计得到了广泛的应用并占据了重要的地位。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用

引言：在建筑整体结构中，对剪力墙结构合理的设计是非常重要的，关系到建筑物整体结构的安全。因此，相关的设计人员必须遵循原则要求，并结合建筑结构的主要特点和设计要求来进行设计。合理的分析和计算剪力墙结构设计，使其应有的效果和作用得到充分的发挥，进而确保整个建筑物的安全和可靠。

1.剪力墙结构设计中容易出现的问题分析

在建筑结构设计中，剪力墙结构设计是重要的环节之一，其对建筑物的安全、适用、经济和合理性有着很大的影响。所以，剪力墙结构在实际设计过程中，侧向刚度不能过大，如果全部采用剪力墙结构，即除了门窗洞之外的部分都是运用的剪力墙，任何后砌填充墙都没有运用，那么建筑的侧向刚度就会过大，同时地震的作用也就会变得更大，此种方法既不经济，也是不合理的。然而在底层剪力墙设计的厚度要求是较为严格的，在依据抗震性进行设计时，筒体与一般的剪力墙承所受的第一振型底部的地震倾覆力矩要大于总底部倾覆力矩的50%。还有很多设计人员针对那些短肢剪力墙比较多的结构的设计时，会有将较短的墙段画成约束边缘构件或者是构造边缘构件，以及把计算所需的纵向钢筋给配置到整个的墙段内的情况，这样的情况是不允许发生的，会使配置于墙肢中以及轴附近的钢筋应有的作用发挥不出来，因此对于纵向的钢筋必须集中到墙肢端部来，同时剪力墙边缘构件配筋的计算结果可以打印出来加并以复核。此外，当抗震墙的墙肢长度不超过墙厚的3倍时，要按照设计柱的形式进行设计，箍筋加密和SATWE等程序在计算时，都要依照相关规定进行。

2.在建筑结构设计中剪力墙结构的的应用分析

2.1墙肢种类和结构方面的设置

2.1.1墙肢的类型

墙肢的类型一般有两种：剪力墙与短肢剪力墙。剪力墙的墙肢高度与厚度间的比例超过八，然而短肢剪力墙的墙肢高度与厚度间的比例在五和八之间。剪力墙依据墙面开洞大小分类也有所不同。在剪力墙的墙肢高度与厚度之间的比例低于五的情况下则为小墙肢，然而在比例小于三的情况下，则就需要参照框架柱来对截面进行规划设计。

2.1.2剪力墙具体结构的设置

对于高层建筑的空间作业能力要强，而且剪力墙的设计也必须是双向的，进而促成立体的布置，特别是在防震区对剪力墙要避免单向布置，对不同方向的刚度大小要确保比较接近，并尽可能地作到均匀对称的分布，以确保剪力墙刚度中心与建筑物中心尽量保持一致，进而缩小扭转效果。如遇特殊情况可以通过改变肢的长度以及梁的高度来对刚心位置进行调整。这种墙面抗侧刚度大，自振周期短，遭受的横向地震破坏大，这种情况对结构的负面影响很大，对剪力墙的抗侧刚度以及承载力均大的特点需要科学合理地利用，使竖向墙体厚度尽量减少，如要增大墙体间距也可使用特有的结构来进行，以减少墙体个数来降低结构的抗移动刚度，使得规划的物理质量减少，进而就能减轻墙体横向的地震力。当墙高超过两倍墙厚的时候，墙端弯矩会对平面外的安全造成影响，所以要尽量采用适当的方法，使建筑安全得到保障，如果楼面的截面不大，要把其设计成铰接或者是半刚接式形式，从而使墙肢面外变矩合理地缩小。

2.2剪力墙结构厚度和配筋问题

剪力墙的受力形态与柱相似，自身的尺寸比较大但厚度却很小，与柱相比主要在于其长与厚度比的差异，在比小于四的时候可以按柱的形式来进行设计，当墙的长与宽之比与四接近时可当做异形柱，按照双向受压构件来进行设计。

2.2.1剪力墙结构的厚度

对剪力墙底下的部位设计要根据抗震规范进行，墙厚微型防震级别不可以低于200mm，而且还有大于或等于层高的1/16，其它的部位大于或者等于160mm，如果墙端头无翼墙时应该大于层高的1/12，对于八度震区的剪力墙设计这样的规定的效用不是很大。因此在这种特殊情况下的高层建筑的探究要采用定义设计的相似来进行。按规定的墙肢轴压比，对墙面条件、强度以及平稳性来进行检验计算，同时在结构上合理地强化暗柱，来缩小墙的厚度以求保证宏观的连结。

2.2.2墙体的配筋率

对于低等级防震剪力墙，相关条文要求横向与纵向筋的分布最低配筋率都不可以低于0.2%。对于框支剪力墙底加强部位的配筋率不能小于0.3%，这在高层或者较长的剪力墙设计当中是有效果的，然而这样的设计不适合低矮短小的剪力墙，若建筑物足够长时，对其具体的设计就要适当地加大水平方向布筋的配筋数量，特别是要增加梁部位那些敏感的地方的配筋数量。

2.3连梁的设计

2.3.1连梁的作用

在剪力墙实际的规划当中，连梁是连接墙肢之间的部分。墙肢在横向力的作用下得以变得弯曲，进而使连梁端的部分形成转角，进而运用到连梁内力的作用。这样就会在一定程度上约束和限制墙肢，墙肢的受力状况就会得到调整，因此在剪力墙的设计形式中连梁是关键的部分。

2.3.2连梁设计中对于缺陷的解决方法

对剪力墙结构带连梁设计的，有很多因素制约着梁高和截面的大小，一旦有设计不合理的现象就会对连梁的承载力有所影响，也有可能造成截面与设计的实际需求不相符的状况，因此在设计时必须要注意以下几点：

（1）折减连梁的刚度。由于连梁没有很大的跨度，并且与之连接的墙肢刚度也很大，因此在横向力作用下的内力就会很大，连梁的梁端很容易出现裂痕，刚度缩小内力重新得以配置。因此，在对宏观计算进行设计的时候，首先就要折减连梁的刚度。也就是说，设防裂度不高的时候可以少折减一部分，设防裂度不低的时候能够多折减一些，不过折减系数不可以低于0.5，已使连梁承受纵向荷载力能够确保。

（2）对剪力墙的实际厚度进行增加，也就是对连梁面积的明细尺寸进行，然后再增加宏观设计的强度。也就是在地震所产生的内力增加的同时，另一方面连梁实际承载力与其尺寸是有着正比的关系，一旦剪力墙的厚度加大了，地震的时候所形成的内力不能够按照墙的厚度增加的比逐渐的分给剪力墙，是不会大于这个比例的，连梁的实际承载力就会超过限制的状况。所以就必须依照细致的情况和设计的需要来对实际需求进行相应的处理，以便作到更好的确保剪力墙作用的发挥，确保建筑的质量与施工的安全。

结语：在对剪力墙形式进行合理分析当中，需要重视它的基本理念的设计。结构合理设计是一种建立在计算机的自动操作基础之上的过程，能够在满足规范约束的前提下得出合理的设计形式，从而减少使用成本，提高系统性，缩短工期，是规划者所要达到的最终目的。在当前社会发展中，剪力墙应用在不断增加，其在设计中的缺陷和问题将成为制约其发展的主要因素。在设计和优化过程中，应从多个方向入手，提高设计质量，加强安全措施，确保建筑物安全。

参考文献：

【1】徐凌云.建筑剪力墙结构设计应用研究[J].住宅与房地产.2016(30)

【2】高忠伟.探析建筑结构设计中剪力墙结构设计应注意的问题[A].2015年第九届杂文学术研讨会论文集[C].2015

【3】何茂青.浅谈建筑结构设计[A].2016年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].2016