建筑结构设计中剪力墙结构的应用熊军辉陈硕

建筑结构设计中剪力墙结构的应用熊军辉陈硕

熊军辉陈硕

江苏时代建筑设计有限公司江苏扬州225000

摘要：随着我国经济的发展，我国建筑工程的数量也越来越多，建筑高度也越来越大，剪力墙在建筑过程中的应用也越来越广泛，为了更好地保证剪力墙的质量和结构的合理性，设计人员要加强对当前剪力墙结构设计的优化。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；应用

1导言

随着城市可用土地面积的缩小，城市建筑大都采用高层建筑，高层建筑对建筑结构的稳定性及抗震性能有较高的要求，使得剪力墙结构在高层建筑结构中的应用较为广泛。剪力墙结构的平面与壁厚相同，且室内存在突出的框架柱，不仅可以提升建筑结构的稳定性，还可以提升建筑的空间利用率，具备显著的经济效益及生产效益。因此，对于剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究是很有必要的。

2剪力墙结构的分类和设计原则

2.1剪力墙结构的分类

在进行剪力墙结构设计时，可以结合墙体是否需要开洞以及需要开洞的尺寸将剪力墙分成4个类型，分别是整体墙、小开口整体墙、连肢墙以及壁式框架。（1）整体墙是指进行剪力墙结构设计时不需要进行开洞的墙体，或墙体开洞面积小于整个墙体面积的15%的墙体。（2）小开口整体墙是指墙体开洞面积大于整体墙总面积的15%，但是洞口依然是比较小的墙体。（3）连肢墙是剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢承受，故称连肢墙。连肢墙的墙体开洞数量较多而且面积较大，因为墙体的洞口多且面积多，直接破坏了整个墙体的承载力，因此，为了避免墙体出现变形进而造成质量以及安全问题，需要通过一系列的连梁约束墙巩固连肢墙的质量。（4）壁式框架剪力墙的洞口尺寸比较大，而洞口上的连梁线刚度已经接近或大于洞口侧边墙体的线刚度时，剪力墙的受力性能就发生改变，非常接近框架的受力性能，在进行壁式框架设计过程中，能够在弯矩图上看到明显的反弯点和突变。

2.2剪力墙结构设计原则

进行建筑剪力墙结构设计时，应遵循4个基本原则：（1）设计计算过程中，要整体考虑剪力墙竖直和水平方向的结果，考虑不同方向上剪力墙的受力情况，在得知内力的情况下，要结合剪力墙的偏拉情况以及偏拉对剪力墙和界面和主界面造成的施力情况进行分析验算。（2）剪力墙和平面外的梁进行衔接时，容易导致墙体向平面产生外弯矩，因此，进行剪力墙结构设计时，要避免和墙外的平面梁相互连接。（3）剪力墙结构是一个平面结构，需要承受竖直方向的压力，因此，进行剪力墙结构设计时，要保证墙体结构对外力的承受能力以及墙体的刚度。（4）由于剪力墙的尺寸比较大，而且厚度比较薄时，为了保证剪力墙的受力合理，当剪力墙的高厚比小于时，需将墙体设计成框架柱。

3简述剪力墙的设计重点

3.1平面布置

剪力墙开始布置时必须注意平面布置的墙体情况，剪力墙虽然有着竖向荷载较强承受力，然而横向荷载仅有较弱承受力，剪力墙结构体系中横向荷载多数依靠楼板负担，因而布置墙体时保证刚度的中心及墙体质量的中心处于同一中心点，使得剪力墙的设计体系保证结构对称布置平面，降低不对称产生的结构扭矩，此外设计尽量沿不同方向双向开展结构布置，这样可以有效避免单项墙体由于布置的侧向刚度差异过大。

3.2定位剪力墙

在建筑结构设计中应用剪力墙结构，应准确的进行剪力墙定位，将其刚度中心与质量中心重合，这样才能保障平面布置上，结构整体处于均匀、对称的状态，从而发挥出保障结构整体稳定性的作用。所以设计中最好沿着建筑的主轴作为设计方向，同时展开对称式的设计，并尽量在设计上避免出现单向有墙的设计。在剪力墙平面设计的定位上要遵循对称性原则，尽量保障建筑结构的两侧对称，并使质量中心与刚度中心重合在一起，控制墙体的扭矩程度，避免出现变形。而在对内外部剪力墙结构进行设计时，要遵循拉通与对直的设计原则，并保障剪力墙肢体截面处于规则的状态。

3.3数量适中

工程剪力墙的使用能够吸收水平荷载以及风荷载的组合作用，有效提升建筑抗震的力学性能。然而建筑设计不需要过多或过少的剪力墙，即其数目不仅仅是只看重数量，而是必须根据抗震要求进行科学计算以保证剪力墙的设计数量控制。

3.4设计优化

剪力墙进行设计时对于影响剪力墙的结构因素需要多方考虑，务必确保顺利施工以及保证剪力墙的结构安全。因此设计人员设计剪力墙时需要控制好墙的数目，结构计算时，设计师通过控制计算结果指标（如：位移比、刚度比等）满足最低规范要求，来控制剪力墙数量，确保成本控制。

4剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

4.1选择合适的地理位置

在建筑项目的实施中，需要选择合适的地理位置。建筑施工需要根据施工场地工程地质条件的差异分析在地震条件下建筑物遭受的破坏程度，因此，在建筑施工之前要对工程地质条件进行勘察，选择具有抗震的有利场地，对于施工不利的地段，要着重的分析由于场地条件产生的结构破坏等因素，对不能避免的场地要采取科学的措施进行解决。避开抗震不利场地，尤其是对具有严重危险性场地以及不利场地要进行排除，不能作为建筑用地使用。

4.2定位剪力墙结构

为了能够有效的提高剪力墙的安全性与合理性，在实际的施工中需要对剪力墙的结构进行合理的布置。在进行剪力墙设计时，要对建筑物的荷载情况，承受的压力等进行充分的分析，保证剪力墙的刚度以及性能。在进行剪力墙结构施工中，对剪力墙结构进行合理的布置，能够提升剪力墙的安全性。一般来讲，要想提升剪力墙的设计效果需要从平面结构布置以及竖向结构布置方面进行控制。在进行平面结构布置的过程中，要对剪力墙质量中心，刚度中心的结构与实际性能进行了解，实施剪力墙开展拉直的工作，防止产生扭矩等不良的情况。通常，剪力墙的结构设计尽可能的简单化，保证剪力墙在发挥自身价值的同时能够体现便捷性。

4.3剪力墙中大墙肢的处理

剪力墙结构自身来讲，具有很强的延展性，在具体的施工过程中，要尽可能的避免把高桩结构作为设计目标，这样的墙体会影响建筑物的稳定性，降低剪力墙结构的刚度。但是，如果剪力墙的长度比较小，又会使墙体产生裂缝，使墙体配筋的支撑效用受到影响，进而影响建筑物的稳定性，降低建筑物的质量，对用户的生命安全受到威胁。要想对上述现象进行规避，在进行剪力墙结构设计的过程中，根据建筑物的实际需求进行设计，要对剪力墙进行留洞，对剪力墙的支撑效果进行检测，并运用一定的计算方法对大墙肢的实际承受能力进行分析。在施工完成以后，对预留的洞口进行填筑，这样能够把长墙变为短墙。

5结语

综上所述，剪力墙结构具备显著优势，设计人员需要保障其结构的合理性。通过本文的分析可知，设计人员需要明确剪力墙结构的墙肢长度、墙体受力状况及墙体厚度，合理配置墙身配筋、合理设计边缘构件，做好连梁设计，并应用先进的软件对剪力墙结构相关数据进行分析，保障剪力墙结构数据分析的准确性，为剪力墙结构设计提供准确参考依据。

参考文献

[1]梁祖辉.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].居舍,2017(36):77.

[2]李天宇.试析建筑结构设计中剪力墙结构设计[J].建材与装饰,2017(52):72-73.

[3]薛文君.在建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J].四川水泥,2017(12):72.