建筑结构设计中剪力墙结构的应用和优化设计探讨

建筑结构设计中剪力墙结构的应用和优化设计探讨

黄伟中

广东河源517000

摘要：进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的背景下，我国建筑企业得到了快速的发展。从建筑工程建设角度来看，建筑剪力墙结构设计是新型建筑设计尤为重要的一个环节。为了提高建筑设计的质量，有必要明确建筑剪力墙结构设计思路，并做好实践工作。木文在分析建筑剪力墙结构设计优化的初步思路的基础上，进一步对建筑剪力墙结构设计具体优化策略进行探究，希望以此为建筑剪力墙结构设计的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。

关键词：建筑结构；剪力墙结构

剪力墙体侧移小、抗侧刚度大、抗震性能良好，越来越引起建筑界的关注，尤其对于高层住宅、公寓及旅馆的设计，常常运用剪力墙结构有效地将承重墙及分隔墙融为一体，节省了空间成本及经济成本。但是，在实际的应用中，剪力墙结构还不够完善，仍需要加以改进。

1剪力墙结构概述

1.1概念

在建筑结构中，主要山钢筋混凝土墙体构成承重体系的结构形式称为剪力墙结构。剪力墙不仅承担竖向荷载，同时还承担风力或地震作用传递来的水平力。剪力墙结构的优点在于减少结构的侧移、提高结构的抗震性能以及保证墙面及空间平整等。它具有较强的抗侧刚度和抗震能力。

1.2种类

(1)整体墙剪力墙。剪力墙上没有门窗洞口及相关结构洞口或者很少量甚至可以忽略洞口的墙体，称之为整体剪力墙。因此认为剪力墙结构中，整体墙的结构比较稳定，很少出现突变现象，也很少出现反弯点；(2)小开口剪力墙。开口较小的剪力墙与实体墙一样，其开洞面积低于百分之十五，结构计算过程中极少出现反弯点，但是部分墙肢已经出现弯矩现象；(3)壁式框架结构的剪力墙。壁式框架结构剪力墙的开洞面积大且墙体容易产生突变，受力形式接近于框架结构。结构计算过程中，易出现反弯点。但其结构形式空间布置较其他剪力墙结构灵活多变。

1建筑剪力墙结构设计优化的初步思路分析

1.1充分考虑墙的宽高以及受力情况

1)基于剪力墙设计过程中，需对墙的宽度与高度加以明确。根据以往工程实际设计经验来看，非常容易出现墙面偏大但墙体厚度偏小的情况，此类建筑结构在结构受力方面存在一定的弊端。与此同时，在剪力墙结构设计过程中，需将建筑结构中剪力墙和柱区分开来，确保构件厚度和肢长符合相应的设计标准；如构件肢长与厚度比值<3，那么构件设计需要对按柱设计要求进行设计；如比值>3，那么需对剪力墙进行设计。明确上述思路，才能够确保建筑剪力墙结构设计的优化。

(2)在剪力墙结构设计过程中，需对构件承受的竖向力与水平力进行整体考虑。基于剪力与弯矩的影响下，剪力墙需承担很大的作用力，所以剪力墙需要具备一定延续性，并且可以确保在水平力影响下的有关要求得到满足。采用剪力墙期间，在1个平面当中，剪力墙所承受的刚度与承载力更大。所以，与平面外的承载力与刚度比较便呈现偏小的特点。此外，需重视剪力墙与平面外的梁之间的连接，主要是因为基于平面外墙肢会有弯矩状况发生。针对此类情况，需给予有效处理措施，从面使剪力墙平面的安全得到有效保证。

1.2优化剪力墙设计的计算

在剪力墙设计过程中，需从整体角度分析水平力以及竖向力，进面优化计算剪力墙设计，以此使设计出来的剪力墙的承受荷载以及压力符合设计的面要求。需明确的是，在剪力墙计算过程中，需明确剪力墙和宽度之间维持的距离，同时在楼层间还有必要对最小剪力系数加以考虑。从我国建筑房屋设计有关规定来看，明确基于施工过程中房屋需使自重降低，同时还需要确保房屋的抗震效果四。然面，对于一般的剪力墙结构来说，由于短肢剪力墙结构抗侧刚度比较小，所以在设计的情况下有必要对一定量的长墙进行布置，或采用电梯在楼梯间形成大刚度的内筒。如此一来，结构在设防烈度产生较大的变形情况便能够得到有效避免，同时还能够使两道的抗震防设效果增强。总面言之，需对剪力墙设计进行优化计算，进面确保剪力墙设计符合标准要求。

2建筑剪力墙结构设计的具体优化策略分析

2.1合理掌握剪力墙的尺寸及其外形

要想使建筑监理墙结构设计得到有效优化，便有必要合理掌握剪力墙的尺寸及其外形。对于不同的墙体结构来说，其设计也存在差异；所以剪力墙结构设计在竖直或水平方向的刚度及其荷载分布均有所差异。为了使剪力墙荷载传递要求得到有效满足，需保证其墙肢截面高度是墙厚的八倍。同时，对于剪力墙结构来说，要想使自身的稳定性得到有效保证，便需要优化设计外形，通常选取T形或者L型最好，这两种外形方案的选择均能够减轻墙体的重量，进面使剪力墙结构的外形体积得到有效减小，并使剪力墙侧向刚度的提高得到有效促进，此外还能够在一定程度上使建筑工程项目的成本得到控制。此外，在剪力墙结构使用过程当中，需保证剪力墙2个方向中至少有一个与标准相符，且另一个不宜偏短，误差值控制在1m内，这样才能够使配筋问题得到有效避免。

2.2优化设计剪力墙边缘构件

除上述有关建筑剪力墙结构设计优化方法之外，还有必要优化设计剪力墙边缘构件，具体方法包括；(1)对构造边缘构件加以约束。以施工规范要求为依据，对剪力墙墙肢长度加以明确，并明确箍筋配箍的特征值；对于纵向钢筋来说，其范围需比规定范围的阴影面积大。(2)对边缘构件加以约束。在边缘构件约束过程中，主要的对象是端柱、暗柱以及翼墙等。在剪力墙刚度偏小的情况下，便会出现层间位移情况，因此便有必要需要搭建的有关结构加以约束。除外，以建筑工程项目的施工情况为依据，需对暗柱和端柱的截面尺寸以及配筋进行合理增加，进一步使剪力墙边缘构件实现优化设计。

2.3优化设计剪力墙连梁及剪力墙大墙肢

(1)对于剪力墙连梁来说，也就是墙肢和墙肢之间互相连接的梁，当墙肢受到压力的情况下，便容易产生超筋或形变，进面使建筑的质量及寿命遭到很大的威胁。因此，便有必要优化设计剪力墙连梁。具体优化措施为；一方面，合理降低剪力墙连梁的高度，以建筑工程实际情况为依据，使剪力墙连梁的高度控制在合理范围内，从面使因尺寸问题引发的连梁剪切形变状况得到有效避免。另一方面，规范控制剪力墙结构的塑性，并对剪力墙连梁弯矩的抗震设计进行合理调整。并且，需对连梁的受力合理控制。除此之外，如果有剪力墙结构超筋或者位移等状况出现，对于施工部门来说，需采取相应的借鉴方法，名曲施工规范，从面使连梁问题得到有效解决。

(2)在剪力墙设计过程中，需确保剪力墙具备很好的延展性，这样才能够使剪力墙设计实现优化。剪力墙结构较为特殊，宽和高比较弱<2，那么其柱体一般呈细高状。因此，要使剪力墙剪切破坏程度得到有效控制，需保证剪力墙呈现弯曲状。面要想使剪力墙的高度得到有效保障，首要工作是进行均匀分段，然后采取开洞技术把剪力墙分成小墙段，以此使剪力墙在弯曲过程当中可以控制裂缝的扩大。如果剪力墙结构>8米，可能导致在地震的情况下需承受很大的剪力作用，进面使大墙肢受到损害。因此，有必要采取施工洞技术或计算洞技术，对低于八米的大墙肢设计加以处理。此外，在工程竣工之后，在坑洞当中，需要采取混凝土结构砌体进行填补。

3结语

通过本文的探究，认识到建筑剪力墙结构设计是非常重要的一项工作。为了确保建筑剪力墙结构设计的优化需明确设计思路，即；明确墙的宽度与高度、对受力情况充分考虑以及优化剪力墙设计的计算等。在具备明确的设计思路的基础上，需在实践应用中明确优化设计的目标，包括；合理掌握剪力墙的尺寸及其外形、优化设计剪力墙连梁、优化设计剪力墙大墙肢以及优化设计剪力墙边缘构件等。相信从以上方面加以完善，建筑剪力墙结构设计将能够得到有效优化，进一步为建筑工程整体设计的优化及完善奠定坚实的基础。

参考文献

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