剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用郝丽丽

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用郝丽丽

郝丽丽

大连鼎力建筑设计有限公司辽宁大连116011

摘要：随着社会经济的发展，建筑工程项目日渐增多，剪力墙结构设计在建筑结构设计中开始被广泛应用。剪力墙结构具有承载力大、良好的结构刚度和优良的抗震抗风性能，在高层建筑中的应用十分广泛。高层建筑剪力墙结构设计不仅要对设计师有扎实的理论基础提出了要求，与此同时还要有相当丰富的工程经验去解决设计过程中的问题。本文浅析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；设计应用

引言

在建筑工程中，建筑结构设计中剪力墙结构设计是十分重要的内容，剪力墙结构在建筑结构中主要承担着各种作用力的作用，它对建筑结构的完全稳定有着直接的关系，同时也是保护建筑工程内人员和财产安全的必要的措施。因此，为了更好的实现建筑结构的性能，建筑企业必须要把握剪力墙设计的原则，进而合理有效的应用到建筑结构的设计中，来提高建筑工程的质量。

1剪力墙结构设计的原则

1.1控制剪力墙的高度和宽度

在建筑结构中，剪力墙结构不仅可以作为建筑物的主要支撑结构，而且能够有效的抵抗其他荷载对建筑物的影响，具有承载能力强，抗震性能高的优点。剪力墙的结构主要包括墙肢和连梁，其结构形状，和板状物较为类似，相对高度比较高，厚度却较薄。由于其承担了各种荷载的作用，所以在剪力墙结构设计过程中，应注意高度和厚度比的控制：（1）如果墙肢的截面高度和厚度之比控制在3以内，在进行剪力墙结构设计过程中，应按柱的有关要求设计；（2）如果高度和厚度之比在3到5之间，在进行剪力墙结构设计过程中，可以以双向受压结构为参考结构设计。（3）剪力墙结构墙肢高度和厚度之比按《高规》应大于4为妥。

1.2避免剪力墙与平面外梁相连

剪力墙的结构主要是承载平面内的承载力，而对于平面外的承载力一般都是比较小的，因此，在剪力墙的结构中，如果和平面外梁相连则很容易就会造成墙肢向外弯曲的情况，为了避免外墙向外弯曲，在对剪力墙结构设计的时候就要特别注意不要和平面外梁相连，而如果剪力墙不能避免和平面外梁相连的时候，在对剪力墙的结构设计中就还要涉及相应的保护措施，这样当两者相连发生问题的时候，也能够很好的进行处理和解决。

1.3全面分析剪力墙所承载的作用力

在设计过程中，为了确保剪力墙结构的性能符合建筑设计要求，应当对其所承受的荷载力进行分析。（1）准确的分析剪力墙所承受的水平方向和垂直方向的作用力，判断是否处于剪力墙的承受范围之内，验证结构设计的安全性；（2）对剪力墙的斜截面所承受的作用力进行分析和判断，判断剪力墙的稳定性是否符合建筑结构设计的要求；（3）分析计算剪力墙所承受的压力的极限值，确保结构设计的合理性和稳定性。

2剪力墙结构的分类分析

在针对剪力墙结构进行分类的时候，需要结合实际情况，通过墙体上是否存在开洞或者是通过开洞洞口的大小对其进行种类划分。基本上可以分为以下几个种类。①实体墙。实体墙这种类型的剪力墙并不存在墙体出现开洞的问题，或者是截面墙体出现开洞。但是值得注意的问题是开洞面积基本上会小于15%左右。这种剪力墙结构在实际应用过程中，如果一旦出现变形情况，那么其变形主要是朝着曲型的状态演变。除此之外，墙体本身的弯矩图处并不会出现反弯或者是其他一些突变的情况发生，由此可以看出，这种类型的剪力墙结构本身具有比较良好的稳固性和承载力。②整体上存在小开口的剪力墙。在针对这种类型剪力墙进行分析时可以看出，该剪力墙本身的墙体虽然存在一些开洞现象，但是整个开洞面积与整个剪力墙墙体面积相比，只能占据其15%左右，而且还是低于15%的状态。除此之外，这种类型的剪力墙与实体墙一样，如果一旦出现变形就会是弯曲型状态，但是墙体本身的弯矩图处并不会出现一些异常情况。但是需要意识到墙体本身发生突变的可能性比较大。

3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

3.1平面的布置

在对剪力墙进行平面布置过程中，应注意以下要点：（1）为了充分发挥剪力墙的抗扭作用，在布置剪力墙时，应当均匀的分布在建筑物的周边。需要注意的是，为避免剪力墙受到外界环境因素的影响，应避免将剪力墙完全沿周边布置。在楼梯间或者电梯间，平面形状变化比较大，或者恒载比较大的地方，为保障剪力在楼盖和剪力墙之间良好的传递，设置剪力墙时，可参考图1所示：（2）如果平面形状的平整度较低，凹凸较大时，为了加强建筑结构的稳定性，应将剪力墙设置在凸出部分的端部。此外，还可以通过L形，T形等设计，提升剪力墙的承载能力。（3）为了保持建筑整体结构在地震作用下的正常运行，相邻剪力墙之间的距离不宜过大，避免造成框架结构与剪力墙之间无法协同作用，承担较多的荷载，导致地震发生时，建筑的稳定性和安全性较差。

图1剪力墙平面布置实例

3.2剪力墙截面的厚度

剪力墙结构设计中，对于剪力墙横截面厚度的设计也是有着相关标准规定，其厚度是根据具体的剪力墙的结构类型而定的，对于短肢剪力墙结构来说，其底部的厚度设计一般是不能低于0.2m的，除了底部以外的部分，其厚度不能低于0.18m，这样才能保证剪力墙结构性能的稳定性。

3.3连梁钢筋配置

连梁是建筑设计中的主要承重构件之一，按四级地震抗震指标的要求，剪力墙配筋率在0.2%以上，对于三级及以上地震抗震指标要求而言，剪力墙配筋率要在0.25%以上。在设计过程中，必须严格按照相关标准要求设置连梁配筋率，进行承压计算，确保承压能力符合要求。可以适当提高配筋率，防止剪力墙出现扭曲变形，但配筋率过高会增加剪力墙自重，因此要在承压计算的基础上，对其进行合理设计。

3.4连梁设计

当建筑物中剪力墙比较长，或者开间不大时，开洞会造成连梁结构。如果出现连梁自身跨度与其梁截面高度之比值（跨高比）较小的情况，很容易出现连梁抗剪超限的问题，为了解决以上问题，一般采取以下解决措施：（1）扩大连梁的高和宽，达到提升连梁横截面积的目的，最终达到提升抵抗剪力的目的。（2）可设水平缝形成双连梁、多连梁或其他加强受剪承载力的构造。（3）针对出现洞口竖向中心线错位的情况，应当加强改进措施，设计时应当精准计算，尽量确保能够保持在同一直线上。（4）可在墙肢过长的剪力墙中间设置结构洞，形成多肢墙，来达到避免超筋的目的。（5）精准计算，确保剪力墙的数量、分布符合要求。（5）调整上下层及中间层连梁的弯矩的设计值，通过20%的幅度变化，达到降低连梁超筋可能性的目的。

结语

建筑结构设计中剪力墙结构设计是重要的一个部分，它对建筑结构的安全性稳定性有着至关重要的作用，因此，在剪力墙结构的设计中，就要严格按照相关规定来进行，全面地对剪力墙的情况进行分析，充分发挥其作用和性能，进而提高建筑工程的整体质量。

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