分析建筑结构设计中剪力墙结构实际应用

傅庆旺

【摘要】建筑结构设计是建筑工程项目建设施工中非常重要的一个环节，建筑结构设计的合理性、科学性直接影响着建筑工程项目的整体建设质量。因此，建筑企业应当充分重视建筑结构设计，重视剪力墙结构设计在建筑结构设计中的合理应用。剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，有利于提升建筑结构的耐久性、整体性，为提高建筑的质量，优化建筑结构，纷纷采取剪力墙结构。本文主要分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，进一步研究建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用方法。

【关键词】结构设计；剪力墙；应用

1剪力墙结构的概念

剪力墙结构，实质上就是指通过钢筋混凝土板取代传统框架梁柱，运用钢筋混凝土板承担一系列荷载引发的内力，并且还能够对建筑结构水平力进行合理的控制。这种运用钢筋混凝土板承受水平力、竖向力的结构剪力墙，就是剪力墙结构。目前，剪力墙结构在建筑工程项目中的应用范围逐渐扩展，已经成为建筑工程项目建设施工过程中一种的常见建设结构体系。

2剪力墙结构设计原则

2.1 楼层间最小剪力系数的调整原则

在剪力墙结构设计中应该遵循楼层之间剪力系数达到最小的原则。建筑企业为了减少因房屋自身重量过大致使房屋的抗震性减弱以及当地震来临时造成严重的伤亡事故等原因，建筑企业在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计时要在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩的比例小于40%的前提下，将楼层间剪力系数调整到最小，适当减少剪力墙的数量。并在此基础上，大开间剪力墙，从而增加剪力墙结构的侧向刚度，进一步降低工程所需费用，节约工程成本，在建筑物符合安全标准的前提下增加消费者和建筑企业的利益。

2.2 楼层间最大位移与层高之比原则

在剪力墙结构设计中应该遵循楼层之间最大位移与楼层高之比的原则，时刻关注楼层之间最大位移与楼层高之比，根据实际情况进行调整。与普通建筑结构设计不同的是，剪力墙结构设计应该重点关注楼层间的扭转变形和剪切变形。竖向构件的数量能够进行楼层间扭转变形的控制，建筑企业为了避免剪力墙数量过多，建筑楼层之间发生较大程度的扭转变形，无法满足建筑楼层间位移，建筑企业应该重视楼层之间的最大位移和楼层高之比的调整原则，时时进行监测，减少扭转变形，提高建筑物的安全系数，提高建筑物的坚固程度。

2.3 剪力墙结构连梁超限的调整原则

在剪力墙结构设计中应该遵循剪力墙结构连梁超限的调整原则，确保剪力墙的跨高比大于2.5。一旦剪力墙的跨高比小于2.5就会造成剪力和弯矩超过限额，降低建筑物的安全系数。但是当剪力墙设计中剪力墙的跨高比太大也会造成危害，比如剪力墙结构出现异常变化等，一旦剪力墙的跨高比达到5-6 时，也同样会造成剪力和弯矩超过限额。所以为了保证建筑物的安全系数和坚固程度，提高建筑物的质量和建造建筑物的效率，控制建筑的成本，必须在建筑结构设计应用剪力墙结构设计时避免剪力墙结构连梁超限，遵照剪力墙结构连梁超限的调整原则。

3建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

以某住宅小区为例，从高层住宅结构设计时剪力墙布置、结构计算、风荷载的体型系数及干扰系数取值、连梁设计等几方面展开分析，并结合实际工程经验，提出剪力墙结构设计的几点意见：

3.1剪力墙墙肢长度的确定

墙肢的长度指的是整个剪力墙的截面高度，此参数的确定对于保证剪力墙结构稳定性和外观的协调性有着巨大的作用。一般情况之下剪力墙墙肢长度需要控制在八米以内，而在剪力墙结构之中为了进一步的确保墙体构造的延伸性，合理的避免

外力对于墙体的损坏，还可以将宽度和高度比例相差较大的部分采取弯曲设计的形式，设计成延伸性的剪力墙，合理的避免了弯曲对于墙体造成的损害。但是在实践设计之中部分建筑的墙体长度比较大，所以为了进一步的确保剪力墙的墙体宽度和

高度之间的比值，需要采取开洞的方式，将墙体分隔成为连续的、均匀的、长度比较小的连续肢墙，针对其开洞的设计应当采取弯矩约束比较小的弱连梁的设计形式，来增强墙体的结构稳定性和刚性。

3.2、确定剪力墙设置的厚度

根据国家的建筑设计规范的要求，在进行剪力墙的设计时，它的截面尺寸要满足建筑物抗震等级的要求。墙面的厚度要根据整体的抗震等级要求进行设计，墙体的底部要加强厚度，保证在200mm以上，其他部位的厚度要保持在160mm以上，在独立剪力墙的设置中，墙体底部的厚度要设置在180mm以上。

3.3合理优化剪力墙的外形及尺寸，设计最佳比例的剪力墙结构

在高层建筑的剪力墙设计过程中，需要特别注意保证其结构的竖直方向和水平方向具有最佳的刚度和载荷分布，尽量将剪力墙的墙肢截面高度设计为比8倍墙厚稍大，两间合并布置应选择大开间剪力墙，否则应尽量避免按照开间布置，以满足

竖向载荷传递需求。剪力墙的形状设计应该尽量选用有利于剪力墙结构稳定性的“L”形和“T”形两种，这种结构同时能够保证剪力墙具有较好的侧向刚度，减轻墙体自重，减小结构体积，降低工程投资额度。根据工程设计经验，剪力墙中以“L”形及“T”形设计最为常用，当一个方向的剪力墙符合一般剪力墙设计要求時，另一个方向的剪力墙不宜设计过短，以免出现较大的配筋，因此应该控制在1m左右，并且墙端暗柱配筋应以接近构造配筋为佳。

3.4连梁设计

剪力墙结构中的连梁是连接墙肢与墙肢之间的梁。当剪力墙受到水平荷载的时候，墙肢可能会出现扭曲情况，连梁装置则能够均衡墙肢的水平负荷力，改善墙肢受力状态，对墙肢起到了一定的约束和稳定作用。可见，墙肢之间的连梁对整个剪力墙结构都具有重要作用，在剪力墙结构设计中是不可或缺的环节，一旦设计失误或是不合理，必然会对剪力墙结构的设计带来不良影响。所以，在进行连梁结构设计的时候，设计师应按照相关规定适当折减连梁结构刚度和高度，适当增加其跨度，从而降低结构刚度，完善抗震结构的设计，缓解地震作用的对剪力墙结构的影响。另外，为了进一步提高结构的承载力和抗震性能，设计师也可适当增加剪力墙结构厚度，增加连梁截面，使连梁装置的作用得到最大限度发挥。

3.5配筋设计

应该根据剪力墙的厚度来进行配筋设计，墙厚小于14cm时，应该采用双排配筋；当墙厚为40cm ～ 70cm时，应该采取三排布置配筋；而当墙厚大于70cm时，则应该采用四排配筋，而且应该将受力主筋均匀的布置成排。在一、二、三、四级抗

震设计以及非抗震设计时，剪力墙的竖向与水平分布筋配筋率应该不小于0.20%，钢筋直径应该不小于8mm，其间距应该不大于30cm。对于部分框支剪力墙结构，抗震设计时加强部位的配筋率应该不小于0.3%，钢筋直径应该不小于8mm，间距应该

不大于20cm；非抗震设计时应该不小于0.25%。房屋顶层剪力墙、楼梯间、电梯间剪力墙、端部开间纵向剪力墙的配筋率应该要控制在0.25% 以上，而且钢筋的布置间距不应大于20cm。

3.6边缘构件设计

剪力墙的边缘构件可以分为构造边缘构件以及约束边缘构造两种，这两种构件的设计方法也不一样，合理的边缘构造设计可以使得剪力墙结构更为合理。约束边缘构件主要有暗柱、端柱以及翼墙。这些边缘构件的作用与砖混结构中的约束住

一样，当结構刚度比较小时，在地震作用下层间位移及定点的位移就会较大，此时边缘构件也就起到相当大的约束作用，因此，要适当增大暗柱、端柱等边缘构件的截面尺寸与配筋。约束边缘构件沿墙肢向的长度和箍筋配箍特征值应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》的要求。纵向钢筋的配筋范围不应小于规范规定的阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不小于阴影面积的1.2% 和1.0%。

结语

为适应时代发展的潮流，对于传统的建筑结构设计应该进行改革，客观的认识到剪力墙具备的优缺点，以此加强剪力墙结构设计的综合利用率，进一步促进建筑事业的快速发展。

参考文献

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