探析建筑结构设计中的剪力墙结构设计

探析建筑结构设计中的剪力墙结构设计

何靖

身份证号：3325281986****0025

摘要：随着城镇化的进一步推进,建筑行业也得到了较好的发展机会,而在土地资源相对稀缺的城市,住宅建筑有效使用空间面积最大,使用效率最高,其是现代房地产建筑的主流产品。但是,住宅建筑尤其是高层住宅建筑,其对安全性、稳定性等的要求更高。在这种情况下,剪力墙结构因具备灵活度高、刚度大、稳定性和抗震性好、实用性强、美观度高等特点,逐渐成为当代建筑结构的首选。另外,剪力墙结构设计也成为建筑结构设计中不可或缺的重要内容之一。做好剪力墙结构设计,进一步优化设计方案,是提高建筑结构的安全性、美观性和经济性的关键。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；设计

引言

为了能够充分地将剪力墙的作用发挥到实际的民众生活当中，提高民用建筑的承载能力和抗震效果，做到真真正正的防风减震，成为灾害中微薄生命的“避风港”，就需要每一个设计师考虑多方面的因素，贴合实际可行性来制作出科学、精确、合理的剪力墙结构方案，以此在维持建筑设计经济性和安全性的客观情境下，设计出美观的、真正符合民用价值的民用建筑。而现阶段，随着现代社会的发展、人们生活水平的提高，以及社会基本矛盾的转变，人们对于建筑设计的要求也有所提升，现代建筑不在只是一个维持生活必须的住所，而是在人们遇到困难之后心灵的归处。

1剪力墙的作用

剪力墙，又称为抗震墙、抗风墙，顾名思义其在应对地震或强风侵袭时具有良好的力学荷载性能。剪力墙通过钢筋与混凝土将墙体与楼板紧密整合形成完整且坚固的受力整体，并通过钢筋混凝土板与混凝土墙之间的用力传递有效负荷各类地震或强风给建筑物带来的水平方向与垂直方向的负载，提高建筑结构的稳定性与安全性。传统框架结构中梁与柱的分离导致墙体顶面与框架梁底存在缝隙，影响框架结构的整体性，使得框架结构无法传递上部荷载，影响建筑结构的载荷能力与安全性能。剪力墙结构则是利用钢筋混凝土将墙体与楼板整体浇筑，从而具备了框架结构所缺失的整体简洁性、空间作用与抗侧力能力。在抗侧力方面，剪力墙通过墙体与楼板之间的用力传递提高建筑物对水平方向压力与竖直方向重力的负载能力，以良好的侧向刚度减少强风或地震条件下建筑物的水平侧移或倾斜。但剪力墙结构也存在一定的局限性或不足，例如，剪力墙结构的空间布置限制条件或要求较高，空间分配与使用存在诸多制约因素。同时，由于墙体与楼板的整体性浇筑使剪力墙结构的重量较大，影响了建筑结构的灵活性。

2建筑结构设计中的剪力墙结构设计

2.1剪力墙厚度的控制与配筋

剪力墙结构设计的过程中设计人员需要加强对剪力墙厚度控制力度，并且优化配筋。按照建筑抗震需求，设计人员应该对剪力墙结构的厚度进行调整与设计。就目前的情况看，当前大部分建筑剪力墙结构的厚度设计存在严重不合理的现象，设计人员没有考虑到空间布局的情况，从而导致设计缺乏合理性。当建筑结构比较特殊，设计人员不能在建筑结构中添加外纵墙和翼墙，并且墙体的厚度不能低于320mm。按照实际施工需求，设计人员必须严格计算墙肢轴压比，保证满足设计的要求。墙体配筋率必须满足我国建筑剪力墙结构设计的基本要求，遵循我国剪力墙设计的标准，全面提高建筑结构的稳定性和抗震能力。通常情况下建筑抗震等级要想达到使用的需求，应该将配筋率调整为0.25%，有些特殊部位，设计人员可以将配筋率调整为0.3%。结合剪力墙结构对配筋率进行合理调整，配筋率调整完成后，设计人员可以进行初步试验，按照剪力墙施工要求，提高建筑剪力墙结构的稳定性和使用的安全性。

2.2结合实际，巧妙设计合理可行的剪力墙结构

剪力墙的布置一般需要按照“均匀、对称、分散、周边”的原则来布置。将横纵相近的剪力墙相互连接，形成字母L、T或正方形的形状，将建筑的刚度和抗侧力在整体上得到提高。但在长矩形的建筑中，剪力墙应该将间距缩减，沿着长方向的横向剪力墙稍作修改，使之更加贴合长矩形建筑的设计。总而言之，对现实情况进行考察，设计维护安全稳定、实际可行的剪力墙结构对于建筑建设百利而无一害。例如，这几年来被发现与运用的框架剪力墙结构，又称为框剪结构，它是框架结构和剪力墙结构两种特殊体系的结合体，吸取了各自的长处的同时，又极大程度上地互补了各自的短处，两种结构的相互结合，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。当然，框剪结构中的剪力墙还是可以单独设置的，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体来辅助设计，都能够达到较好的效果。现如今，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

2.3连梁设计

连梁在剪力墙结构中的主要作用是将墙肢连接在一起。因此,如果墙肢发生弯折,那么连梁的平直度也会受到影响。在这种情况下,剪力墙结构的整体稳定性就会大幅降低。如果连梁的受力情况得到改善,那么墙肢弯曲变形的情况也会得到改善。在这种情况下,剪力墙结构的整体稳定性就会大幅提高。因此,优化连梁的受力状况非常重要。为了保证连梁设计的合理性,增强剪力墙结构的稳定性,在开展连梁设计工作时,设计人员应充分考虑连梁的刚度,并根据抗震设防烈度的大小,合理设置连梁刚度的折减系数。如果抗震设防烈度较大,那么设计人员就需要增加折减系数,反之,则降低折减系数。另外,设计人员还可以通过增加洞口的宽度或者剪力墙的厚度来有效降低连梁的刚度,从而增强剪力墙结构的抗震性能和稳定性。

2.4大墙肢的处理

剪力墙结构具有一定的延展性，可以通过良好的墙体延展性提高剪力墙的抗震性能，这是剪力墙结构区别于框架结构与混合结构的重要优势。在剪力墙结构应用过程中，设计人员应充分发挥剪力墙结构的延展性优势，对剪力墙的肢体与柱形进行模型模拟与优化设计，通过调整肢体长度与厚度之间的比值提高剪力墙的刚度与性能。尤其在城市的高层建筑中，如果肢体长度与厚度的比值设计不合理，将会导致高层建筑在受力作用下出现不同程度的偏移，影响高层建筑结构的稳固性。因此，在剪力墙结构设计时，应利用模型模拟不同参数下的剪力墙结构以及相应的墙肢承载力，选择最优的剪力墙结构参数，以提高剪力墙的刚度与性能。同时，在具体施工时，也可通过留洞测试对剪力墙的负载能力进行测试，并根据测试结果对留洞进行适当填充，有效处理剪力墙的大墙肢。

2.5边缘构件设计

剪力墙结构设计时边缘构件设计是重点以及难点，设计时设计人员需要区分约束性边缘构建和无约束性边缘构件，通常情况下，约束性边缘构件的承载能力比较强，可以改善建筑结构的整体承载能力。因此，实际设计的过程中设计人员必须合理选择边缘构件的种类，保证建筑剪力墙结构设计更加合理。调整轴压比，针对轴压比要求高的边缘构件，设计时可以选择使用约束性边缘结构构件。

结语

随着现代科学技术与建筑行业的快速发展，建筑设计中的剪力墙结构体系也随着高层建筑形式的多样化而日渐增多。为了提高日常民用建筑的稳定性、安全性、抗震性以及抗侧力能力，将剪力墙结构的功能和优势发挥到最大程度，因此，建筑设计师需要更加注意剪力墙结构的设计是否合理、准确；剪力墙结构设计是否科学、规范；剪力墙数量布置是否合理可行；是否能将剪力墙结构与其他结构体系相互结合起来发挥最大优势；是否需要注意剪力墙在震区与其他地区所构建的结构有所不同等，从多方面思考剪力墙结构设计所要注意的要点，尽量扬长避短，将优势尽可能的发挥出来，建造一个实用的、美观的民用建筑。

参考文献

[1]韩飞.建筑结构设计中的剪力墙结构设计[J].中国建筑装饰装修,2022(5):99-101.

[2]刘依宁.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].中国建筑装饰装修,2022(2):102-103.