剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用对策

黄 河

(宝鸡市建筑设计院,陕西 宝鸡 721000)



剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用对策

黄 河

(宝鸡市建筑设计院,陕西 宝鸡 721000)

简述了剪力墙的概念及特征，依据剪力墙最大位移比例、连梁超限、楼层最小剪力系数等原则，阐述了剪力墙布置、大墙肢处理、墙体配筋应用等设计策略，以确保结构设计的科学性，提升结构设计水平。

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现代建筑结构设计过程中，剪力墙结构是较为常见的类型，受到施工单位普遍重视和关注。该结构不仅侧移小，而且具有良好抗震性能，抗侧刚度大，能适应不同结构风格的建筑，尤其在高层建筑结构设计的应用越来越广泛。为促进其作用有效发挥，结构设计过程中要根据具体需要，对建筑结构进行科学合理布局，综合采取有效对策，提高剪力墙结构设计水平，为后续施工创造良好条件，提高整个建筑结构设计和施工水平。

1 剪力墙的概念及特征

剪力墙是建筑结构设计和施工的常见类型，尤其在高层建筑结构设计中比较常见，它有着自身显著特征，对建筑工程建设具有重要作用和现实意义。

1.1 概念

剪力墙结构一般是指建筑墙肢截面高度与厚度比值在5～8范围内的剪力墙体，常用钢筋混凝土板代替传统框架中的梁柱结构。通过剪力墙对荷载进行有效承担，能控制水平作用和位移，确保结构稳固与可靠。随着建筑工程的层数越来越多，剪力墙结构在整个建筑工程设计的应用越来越广泛。

1.2 特征

作为一种重要的建筑结构设计形式，剪力墙结构具有自身显著特点和优势。常见剪力墙结构类型包括实体墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙、壁式框架剪力墙等，其显著特点是侧移小，抗侧刚度大，抗震性能强，吸收地震能力大，结构自重大，室内墙面平整，能有效保障结构的稳固与可靠，尤其适应高层建筑结构设计需要，其应用变得更加广泛。但不能否定的是，剪力墙结构也存在一些不足，例如，其中最为明显的缺陷与不足表现为造价相对较高，施工工艺流程复杂，对施工人员的素质要求高。尽管剪力墙结构存在一些不足与缺陷，但仍然得到施工单位普遍关注和重视，其应用也比较普遍。

2 剪力墙结构设计原则

设计原则对剪力墙结构设计发挥指导作用，也是设计过程中必须严格遵循的规范和指导，具体来说，主要包括以下几项原则：

1)最大位移比例原则。严格遵循相关规范要求，以变形弯曲为主要形式的高层建筑，计算其他结构时，可以不扣除结构整体弯曲变形，而是采用计算扭矩变形方法。高层建筑结构设计的计算过程中，剪力墙结构计算重点为楼层间扭转变形和剪切变形，剪切变形基本由竖向构件数量所决定，但竖向构件过多会导致结构扭矩变形，而设计中需要尽可能的减少扭矩变形。

2)连梁超限原则。为落实该原则，结构设计中需要把握以下要点：连梁跨高比值要大于2.5，不得小于该规范标准值。如果小于该规范标准值，容易导致墙体弯矩和剪力值超过技术规范标准限定值，对结构设计和后续施工带来不利影响。

3)楼层最小剪力系数原则。剪力墙承受地震倾覆力矩设计时，要确保满足相关规范要求，不得超过规定系数范围，同时还应该尽量减少剪力墙布置。坚持该设计原则，能确保楼层的最小剪力系数尽量接近规范限值，满足设计需要。

3 剪力墙结构设计在建筑结构设计的应用对策

在坚持设计原则的前提下，还要根据整个建筑结构设计具体需要，综合采取有效对策，提高剪力墙结构设计水平，更好地满足建筑结构设计需要，为后续施工创造良好条件。

3.1 剪力墙布置对策

对整个高层建筑来说，剪力墙是它的核心和主体框架，为提高设计水平，首先要做好剪力墙布置工作。剪力墙布置应尽量保持均匀和对称，墙面结构的刚度中心与质量重心吻合，减少因两侧受力不均导致扭矩问题发生。如果剪力墙布置不均，会导致建筑结构发生沉降不均等问题，影响建筑结构的安全与稳定，给整个建筑结构带来安全威胁，同时，内部和外部剪力墙要对直和拉通。设计中还要进行充分的应力计算，综合考虑施工难易程度，这样不仅满足业主需求，还能降低建筑项目成本，剪力墙的肢截面尽量简单和规则，提高适应性，更好地满足建筑设计需要，得到业主认可。

3.2 大墙肢处理对策

剪力墙本身的刚度比较大，但也具有一定延伸性，这种问题往往由施工材料所导致。因此，设计中要考虑结构的延展特性，根据建筑结构具体需要，做好大墙肢处理工作，以提高建筑结构整体性能和综合效果。弯曲破坏是剪力墙结构设计的常见形式，如果设计不到位，当高层建筑投入使用之后，经过一段时间的应力积累，往往会发生脆性破坏。因而设计过程中要确保剪力墙满足承载要求，进行分层间隔设计，设置均匀独立的剪力墙，以达到有效提高剪力墙结构承载力的目的。对长度较小的剪力墙，在受弯曲变形时，它所导致的裂缝宽度较小，可以发挥配筋作用，达到提高承载力，确保剪力墙结构稳固与可靠的目的。

3.3 墙体配筋应用对策

为保障高层建筑结构的稳固与可靠，降低施工成本，节约工程建设资金，做好墙体配筋设计是十分必要的。在剪力墙配筋设计过程中，通常将配筋设置于内侧，将横向钢筋设置于外侧。并且配筋设置需要满足最小配筋率要求，可以采用双向钢筋网片形式，这样既能节省墙体配筋数量，节约成本，更好地满足施工需要，还有利于提高建筑工程施工综合效益。

3.4 剪力墙厚度处理对策

合理设计剪力墙厚度也是不可忽视的重要内容，确定墙体厚度时，要严格遵循设计规范要求，根据建筑结构设计规范规定，剪力墙截面尺寸需要按照一、二级抗震等级设计时，墙截面厚度也要满足相关规范标准，底部加强厚度大于200 mm，其他部位不小于160 mm。如果按三、四级抗震等级设计剪力墙厚度时，底部加强厚度不小于180 mm，其他部位不小于160 mm。

3.5 其他需要注意的问题

设计过程中，注重处理连梁超筋现象，剪力墙抗震设计时，应该对中连梁的剪力和弯矩塑性调幅，尽量减小剪力墙连梁截面高度，容易出现连梁超筋部位，采用铰连方式处理，并做好计算工作，使墙体结构层位移比满足施工规范要求。此外，设计时还要合理控制剪力墙高度与宽度比，合理设置剪切力厚度，对重力和横向延展力结构进行全面分析计算，对有门洞的剪力墙结构，应该进行精确计算，防止出现应力弱点和施工裂缝，从而达到有效提高结构设计水平的目的。

4 结语

随着建筑行业发展和施工技术的不断改进与完善，对建筑结构的层数和质量要求越来越高。建设结构设计是施工前的重要内容，对确保施工顺利进行，提高建筑工程质量具有重要指导作用。作为设计工作人员，应该根据建筑结构设计具体需要，科学合理设计剪力墙结构，最大限度满足建筑结构的功能要求。实现设计的创新，提高结构安全性与稳定性，以优化建筑结构形式，提高设计水平。同时还要善于总结经验，提高设计人员素质，促进设计水平提高，以降低成本，提高工程质量，推动建筑行业可持续发展。

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[5]付艳强.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用.科技风,2014(1):142-143.

The application countermeasure of shear wall structure design in architectural structure design

Huang He

(BaojiArchitecturalDesignInstitute,Baoji721000,China)

This paper discussed the concept and characteristics of shear wall, according to the maximum displacement ratio of shear wall, coupling beam overrun, floor minimum shear coefficient and other principles, elaborated the shear wall arrangement, maximum wall leg treatment, wall reinforcement application and other design strategies, to ensure the scientific of structure design, lifted the structure design level.

shear wall, structure, design, principle, countermeasure

1009-6825(2015)18-0042-02

2015-04-18

黄 河(1973- )，男，工程师

TU318

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