建筑结构设计中剪力墙结构设计应用

建筑结构设计中剪力墙结构设计应用

简志达,徐子涵

中国建筑第二工程局有限公司华东分公司  上海市  200000

摘要：本文对剪力墙结构设计内容进行逐一阐述，对剪力墙结构的设计方式有了更深的认知。建筑结构设计应当充分意识到剪力墙结构设计的重要价值，通过对项目实际情况的综合分析，确定剪力墙结构设计的具体方案，通过对各项设计参数的有效优化，提高建筑施工设计质量，使得剪力墙结构性能优势得到充分发挥。同时也要明确剪力墙结构设计与布置的各项原则，通过对设计要点的逐一分析，使得剪力墙结构质量符合标准，达到施工目的。

关键词：建筑结构设计;剪力墙结构;应用;

1 剪力墙结构分型

1.1 整体剪力墙结构

此种剪力墙结构就是指一个整体的剪力墙结构，并没有门窗洞口，或者只是存在极小的洞口，且带来的影响可忽略不计。在实际应用整体剪力墙结构时，如果需要对剪力墙进行开洞作业，则需要把握好墙体边缘到洞口之间的距离。在使用整体剪力墙结构时，剪力墙需要承受来自水平方向较大的力，因此设计整体剪力墙结构时，需要合理计算其承载性能。

1.2 壁式框架剪力墙

壁式框架剪力墙结构就是指洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，墙肢线刚度与连梁刚度大致接近，且剪力墙的受力情况也与框架结构接近的剪力墙，其应用的主要目的就是实现剪力墙与框架结构之间的合理过渡。壁式框架剪力墙容易受到水平荷载的影响，剪力墙结构会受到水平力的作用，节点区域内受力会与水平受力之间相互消磨，使其达到受力平衡。在设计阶段，需要计算壁式框架剪力墙结构的反弯高度与壁柱D值，并确保运算数据的精准度，以此保障建筑结构受力设计的准确性，保障施工工艺与工序的合理性，使得建筑结构的稳定性达到建设标准。而在结构连接点处，若其连接韧性无法得到保障，会使得建筑结构存在一定风险，因此要加强对壁式框架剪力墙的养护，使得建筑结构质量能够得到保障。

1.3 联肢剪力墙结构

联肢剪力墙结构中含有较多洞口，且各个洞口排列规律。在排布过程中，一般会选择直线的方式将各个洞口进行连接。在使用一般剪力墙结构时，容易受到外界因素的影响，导致剪力墙结构出现弯曲问题，弯曲现象会导致建筑结构的稳定性受到不良影响。联肢剪力墙结构却能够在外界因素的作用下，仍然保持良好的负荷能力，且不会受到其他因素的干扰，因此联肢剪力墙结构的设计对于保障建筑结构的稳定性而言具有重要意义。

2 剪力墙结构设计的基本原则

2.1 楼层间最小剪力系数与地震倾覆力矩

在设计中出于结构安全考虑，对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力的最小值提出了相应要求，规定了最小剪力系数，当不满足要求时，应及时调整或改变结构布置使其满足要求。对于短肢类剪力墙结构，在承受的第一振型底部地震倾覆力矩时，应小于剪力墙体结构所承受的底部地震倾覆力矩。此外要想提高剪力墙的刚性，可对剪力墙采取开间操作，使得楼层之间的抗压能力符合建筑结构的施工需求。在设计剪力墙结构时，要在主轴方向逐渐向双向或者多向进行剪力墙的布置，对于不同方向的剪力墙，应当尽量连接到一起，使得剪力墙的使用效果得到充分保障。

2.2 楼层间最大位移与楼体层高比例

在建筑结构中不同楼层之间存在剪力作用，要想控制好建筑的剪力作用，就需要对楼层间的最大位移与层高比例进行有效控制。而在控制剪力时，可通过对构件数量的有效控制达到目的。一般情况下，如果构件数量过多，剪力墙的剪力作用会随之增大，无法保障建筑结构的整体抗压性能，楼层也可能会出现形变问题；如果构件数量过少，楼层间的位移需求则无法保障。因此，要结合建筑结构的具体类型，对楼层位移与层高比的调整方案加以确定，但楼层位移调整除了控制构件数量以外，也存在其他管理方式。相关规范指出，在对地震作用下，作用楼层的最大层面位移进行计算时，要将层间弯曲变形作为主要参考，在计算时可以选择不扣除结构弯曲变形。

3 剪力墙结构的常规设计内容

3.1 平面布置

要想保障建筑结构整体的稳定性，就应当合理布置剪力墙平面，在剪力墙平面布置阶段，将对称性原则作为布置的主要指标，并确保建筑结构质量中心、刚度中心以及密度中心的重合，从而影响控制不均匀作用力带来的不良影响，使得建筑结构受力均匀。由于剪力墙的抗震能力有限，因此要控制好抗震强度，不可因剪力墙过重而影响抗震性能。

3.2 墙肢截面厚度

在设计剪力墙结构时，有明确的规范指出墙体厚度的标准前提下，厚度应当结合阶段变化作出调整，变化部分为应当控制在50～100mm之间，而在厚度变化过程中也要保持匀称性。除此之外，如果混凝土等级发生变化，在设计剪力墙结构时也要错开楼层，以免对建筑的稳定性产生不良影响。

3.3 连梁钢筋配置

在剪力墙结构中，墙与墙之间的主要连接构件是连梁，在配置连梁钢筋时，需要结合建筑结构的具体抗震需求合理设计，同时也要根据工程建设的设计标准，计算承压能力，避免接触结构出现扭曲问题影响质量。

4建筑结构设计中剪力墙结构设计要点

4.1 确定剪力墙设计方案

剪力墙结构在建筑工程中起着调节平衡的作用，设计工作人员在设计剪力墙结构时，需要结合建筑工程项目的需求确定设计方案，应采取科学有效的控制措施，使得建立墙结构的效能得到充分发挥，使得建筑结构的稳定性能够得到保障，并适当降低建筑施工成本。因此，设计人员在对建立项结构进行设计时，需要按照具体的建筑要求，结合当地地形条件，选用现代化设计手段，对建筑结构设计方案进行不断优化，通过剪力墙设计方案的调整，展现出剪力墙结构的综合价值。除此之外，在施工过程中也要控制好工程建设成本，在原材料选择环节就应当加强质量管控，确保材料符合剪力墙建设的要求。而在施工环节，工作人员要在设计方案的基础上，对剪力墙的长度进行调整，并保障洞口设计的合理性，使得剪力墙与建筑结构之间相协调。对于不同墙段，可使用弱连梁对其进行连接，并控制好不同墙段的高度与比值，使得剪力墙能够得到充分维护，避免被破坏。

4.2 墙内大墙肢处理方案

剪力墙结构在工程项目建设中具有诸多优势，在对剪力墙结构进行综合设计时，设计人员需要将剪力墙结构的延伸性作为考虑的要素之一，意识到剪力墙延伸性与结构性能之间的关系。在对剪力墙结构施工方案进行规划设计时，设计人员一般会选择剪力墙作为竖向主要受力构件，而墙体结构质量也影响着墙体的稳定性能。因此，设计人员务必要从施工条件与施工需求出发，对剪力墙施工方案加以调整，处理好各个细节，比如墙内大墙肢的处理。如果墙段长度小，一旦经过受弯部位，则极易形成裂缝，影响墙体配筋的整体支撑力与剪力墙的质量。因此工作人员应当结合建筑施工特点，对墙体进行填充，使得长墙形态得到改变。而设计人员也要根据建筑结构特点，在设计阶段预留适宜的洞口。

5 结语

综上所述，建筑结构设计的合理性以及建筑施工的稳定性，影响着建筑物的质量。剪力墙在建筑施工中起着重要的作用，其能够满足现在建筑工程的稳定性要求，随着建筑模式的创新发展，越来越多的小高层住宅楼选择应用剪力墙结构，这主要是剪力墙结构拥有较强的抗震性能，在连梁、墙肢等多个构件的共同作用下，剪力墙结构的抵抗水平侧移能力得到了强化，使得侧移变形的情况得到有效控制，承载力与结构刚度都得到了提升。

参考文献

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