建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

张晓石

新疆交通规划勘察设计研究院有限公司

摘要：我国建筑行业发展至今，为我国基础建设的完善贡献了巨大力量，同时也改善了我国的民生。随着建筑行业不断地发展，建筑工程的各个方面都越来越遵循科学化、合理化的道路进行发展。而在高层建筑的工程项目施工过程中，剪力墙的作用变得越来越重要，剪力墙的结构设计也越来越值得探究。剪力墙结构在建筑工程中有着不错的强度和刚度，在地震来临的时候，能够起到良好的抗震作用。因此，在剪力墙的结构的设计过程中，不仅要严格按照工程图纸的设计参数进行相应的设计，还需要在工程具体实施的过程中尽可能在各个方面都满足相关要求，从而发挥剪力墙结构的优良性能。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用

引言

近年来，我国加大对于城镇建设的发展力度，给予了建筑行业新的发展空间和发展方向，加速我国整体经济建设的发展进程。在众多建筑工程项目中，剪力墙结构能够被广泛应用在设计和施工之中，呈现更加稳定且可持续的工程设计理念，保障建筑物内部和外部空间资源的科学规划层次基本不变。

1结构体系类型的选择

框架结构体系。该结构体系主要是构建交叉形式的横向梁和纵向柱，将其形成立体框架结构，该结构能够承受垂直方向和水平方向两方面的压力。相比于其他结构形式，框架结构设计形式较为简单，能够灵活地协调周围的环境，所以有着较为广泛的应用范围。剪力墙结构体系。这一结构体系主要将墙体作为承重结构，横向墙体和纵向墙体分别承担着2个方向的压力。钢筋混凝土是剪力墙结构的主要原材料，该结构体系的最大特点就是抗震性能良好。框架-剪力墙结构体系。顾名思义，这一结构体系结合了框架结构和剪力墙结构的优点，框架结构和剪力墙结构相辅相成，共同承担超高层建筑各个方向压力。该结构有着良好的适应环境的能力，具有较强的抗震性能。如果在设计中框架结构比例过大，那么会影响建筑整体稳定性，而如果设置较大比例的剪力墙结构，会导致建筑成本大大增加，所以设计师在选用框架-剪力墙结构形式时要注意平衡两者的比例。

2建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

2.1把握剪力墙外形与尺寸

随着建筑规模的扩大化和建筑功能的多样化发展，设计人员需要高度重视剪力墙外形与尺寸设计，明确最佳参数。通过此种方式展示剪力墙的作用，确保剪力墙设计达标。建筑结构中，剪力墙结构可以支撑建筑竖向力、水平力，应按照荷载承载要求和刚度要求，优化设计剪力墙尺寸及外形，设置墙肢截面高度。按照建筑设计规范的要求，应设置大开间剪力墙，确保不同位置的荷载达到要求，全面展示荷载传递效果。分析剪力墙施工过程，制定科学的施工方案，联合设计内容，以T型、L型开展剪力墙结构施工，不但可以提高剪力墙刚度，还可以减少墙体重力的影响。此外，按照标准化设计法开展剪力墙结构施工时，应科学控制结构外形与尺寸，降低施工成本，优化剪力墙结构设计。

2.2根据所需确定剪力墙的墙体厚度并选择合适的墙肢长度

根据分析和叙述，可见剪力墙的肢长与厚度之比在不同的范围时主要是依赖于建筑项目的要求，但是剪力墙的长度还是不宜过大，否则墙体的载荷能力就会过于分散而导致所能承受的压力太小，当压力过大之时，墙体会被压坏甚至崩塌。在长度确定的情况下，需要根据跨高比大于6的原则来确定墙体高度的具体值为多少。至于墙体厚度的选取，主要是需要考虑建筑项目所需要的刚度和稳定性的要求。一般情况下建筑项目的普通墙厚度为200 mm时，要将剪力墙的厚度设置为200 mm。针对没有地下室的高层建筑来说，这种选择方式就不够科学化和合理化，这样制定的剪力墙的厚度与填充墙的厚度一致时，墙体的刚度与稳定性能可能就达不到要求。因此，需要考虑更为合适的设计方案，不仅要结合建筑项目的实际情况，还需要参考高层建筑设计方案来进行合理设计。

2.3基础和承重构件设计

在建筑工程项目的实际建设和施工过程中，剪力墙结构的基础和承重构件能够保障建筑物不同方向上受力状态的稳定性，因此在进行整体设计和详细设计的过程中，设计师需要对配筋率等关键数据指标进行详细测算，才能够实现更加安全和稳定的建筑施工作业目标。设计师需要根据建筑工程项目所处的场地环境条件以及地质条件，对水平和竖直方向上的配筋率指标进行详细测算。设计师应将墙体配筋率作为剪力墙承重构件设计的关注重点，水平和竖直方向的配筋率不应低于0．25%，少数框支剪力墙结构底部加强位置的配筋率应不少于0．3%。因此在对剪力墙结构进行基础设计以及承重构件设计工作的过程中，还需要全面考量现浇段以及装配式构件材料的配置比例是否科学合理，并对剪力墙的外平面墙肢结构进行全面测算和统计分析，只有这样才能够充分提升此项设计方案和施工图纸的精准度和限额设计水准。

2.4加大力度进行材料质量控制

安排专业的采购人员严格按照设计要求进行材料采购，在确保材料质量合格的基础上选择性价比足够高的材料；对于进入到现场的施工材料，一定要安排专业的质量检验人员入场检查，只有确保材料合格的情况下才可以允许其进入施工现场；对于现场材料，一定要严格按照规定的标准分类存放，并做好防潮、防腐、防晒等的保护措施；使用之前，也需要对材料质量再一次进行核实，在确保没有质量问题的情况下才可以将其投入使用。这样便让施工材料质量得以良好控制，进而从源头上实现剪力墙结构施工质量的有效保障。

2.5钢筋的施工技术

在钢筋施工过程中，多采用绑扎搭接和压力焊接的方式进行钢筋连接。施工人员应按照钢筋布置图和行业标准规范绑扎搭接钢筋，同时应固定好钢筋，防止钢筋移动。在现场施工中，不宜只采用一种焊接方法，应根据钢筋直径的不同而选用相应的焊接方法，从而避免钢筋发生断裂。对剪力墙而言，钢筋遍布于墙体各个部位，如墙身处、墙柱处及墙梁处。由于剪力墙钢筋只承受水平荷载，而不考虑竖向荷载，钢筋会在竖向荷载下产生挠曲变形。同时要合理设定保护层厚度。在框架剪力墙结构建筑物施工过程中，不仅应注重对主筋的保护，也应做好箍筋的保护工作，因为框架剪力墙结构整体的抗剪承载力受到箍筋的影响程度较大。因此，在框架剪力墙结构钢筋工程施工中，应采取措施使钢筋混凝土结构具备较好的保护层。

2.6连梁设计和优化

在众多建筑工程项目中，连梁结构的设计和优化，是充分保障建筑物外部墙体稳固性的关键基础，也能够进一步约束和限制剪力墙结构设计方案中的不合理数据参数。尤其在剪力墙基础结构设计和承重构件设计方案中，需要避免出现长墙肢与短墙肢结构失衡的问题，也会直接关联到柱结构和梁结构的承载力以及刚度数据参数。因此需要根据剪力墙结构中墙肢的受力情况，选用不同的连梁设计方案，充分保障梁体截面数据参数与设计标准相匹配。设计师可以选用折减连梁刚度参数的方式，有效提升墙肢结构的稳固性，并显著提升剪力墙墙体结构的安全性。除此之外，设计师还可以及时调整剪力墙结构中的洞口宽度，避免影响到水平和竖向受力状态的稳定性，还可以适当增加剪力墙结构的厚度，充分保障建筑物主体结构的稳定性和安全性。

2.7设计完善剪力墙边缘构件

结构施工中，深入分析现场施工环境，选择科学的技术方案优化构件设计，联合结构构件实施划分，发挥出构件在剪力墙结构中的作用。按照标准化施工要求，联合箍筋、配筋特征值，发挥出墙肢长度的作用，同时合理控制结构尺寸与形态大小，减少设计不合理问题。优化配置纵向钢筋，通过构件优化建筑结构，降低剪力墙刚度，有效约束结构内边缘构件。

结语

剪力墙结构在建筑中占据着非常重要的位置，是保障总体建筑可靠性、安全性的关键要素。而在进行建筑剪力墙结构设计工作时，必须要保障建筑质量得到有效提升。

参考文献

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［2］曹勇龙．装配整体式叠合剪力墙结构设计要点［J］．工程技术研究，2021，6(20):237－238．

［3］王秀龙，方国瑞．建筑工程设计中的剪力墙结构设计探讨［J］．工程建设与设计，2021，(18):19－20．