建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

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一、剪力墙分类

对目前情况进行分析，根据剪力墙性质可以将其分为下述几种类型：（1）实体墙。实体墙的承受载荷性能较好，同时具备良好的抗弯性能，通常情况下墙体不开洞或者存在少量小尺寸洞口。（2）整体小开口剪力墙。多数情况下，如果墙上开口面积大于全部剪力墙15%，通过受力分析能够发现，本来在洞口为直线分布的正应力移动到洞口两侧，虽然不会引发异常问题，但是可能因为外力因素导致反向弯曲情况。（3）壁式框架。洞口尺寸较大，连梁线刚度同墙肢线刚度较为贴近的墙体便是壁式框架。

二、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

（一）合理明确剪力墙结构位置

（1）从整个建筑结构角度着手。剪力墙结构的优缺点，不仅需要合理应用同时也要杜绝滥用现象，须满足整个建筑的设计需求。保障位置合理的同时需要基于建筑结构的特征及应用需求，尽可能保障剪力墙位置合理性，并从平面布置及纵向布置的角度着手。

（2）充分考虑平衡性问题。针对剪力墙结构的设计应当尽可能满足结构对称基础原则，不仅需要每一阶段的剪力墙都满足构造规则，同时还需要确保建筑物的整体与剪力墙之间的合理性，做好对称格局优化设计，发挥剪力墙的结构优势，规避对建筑结构形成的失衡、失重等问题。从对称与均衡角度来看，需要从剪力墙结构的设计环节着手，对设计前期布局提高重视度，并考虑建筑整体设计和施工条件。

（二）科学控制剪力墙的弯矩

建筑工程中剪力墙结构的设计需要结合实际工作要求，对剪力墙的结构以及特点等进行分析。剪力墙自身的抗压能力以及承载力比较强，但是平面外的承载力相对来说却比较低。导致剪力墙连接的位置可能会由于外部承载力能力差的情况导致墙体出现弯矩，这也是剪力墙比较容易出现的问题。针对这个问题首先在剪力墙设计中需要控制好弯矩。可以在剪力墙墙面连接的位置设计与剪力墙外侧的连接结构。具体的操作中可以先设计梁轴线的位置，并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向，合理计算弯矩，保证设计的科学性。同时，做好扶壁柱的设计工作，合理设计扶壁柱可以提升剪力墙的强度和刚度，保证剪力墙质量。如果在剪力墙设计中出现扶壁柱设计问题，需要及时更改设计，如果无法更改，必须立即采取有效的改善措施，可以通过在梁墙间设计暗柱的形式做好配筋的预估和计算，控制好弯矩。此外，也可以设计对梁端稳定构件对弯矩进行控制。

（三）剪力墙结构配筋优化

对高层建筑工程造价来说，合理控制剪力墙配筋具有重要意义。分析过往高层建筑结构设计，多数情况下剪力墙配筋均根据相关规范标准的最小配筋率进行配筋的构造，因此需要对墙体厚度进行控制，进而实现对剪力墙身钢筋用量的有效控制。在正式施工前选择合理、优质的材料十分重要，主要在于钢筋材料的选择，需要对其进行检查，保证其质量性能达标后方可进场投入使用。在选择剪力墙结构配筋时，需要确保材料符合工程测算及相关标准要求，水平钢筋需要设置在外侧，垂直钢筋需要设置在内侧，根据具体情况展开优化设计，进一步降低成本。

（四）确定剪力墙墙肢长度

确定剪力墙墙肢长度时，首先应考虑满足建筑功能的要求，其次是剪力墙墙肢长度不能太长也不能太短，确定原则是，尽可能布置长墙，少布置短墙。当墙肢长度很长时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易拉断，因此墙段的长度不应过大，墙肢长度宜控制在8m 以内；当墙肢长度很短时，可能形成短肢剪力墙，短支剪力墙的出现可能会导致多楼层出现反弯点，受力发生改变，逐渐接近异形柱的状态，抗震性能较差。所以为保障建筑的安全性，不会将其应用在地震区域内，且不得采用全短肢的剪力墙的结构。

（五）合理控制剪力墙厚度

建筑墙体设计工作开展中，需要保证建筑墙体的厚度满足建筑标准，提升剪力墙的承载能力，有效预防墙体结构损坏，实现对剪力墙墙体寿命的延伸，并强调剪力墙质量的安全性。建筑剪力墙结构设计中，还需要剪力墙厚度与规划要求相符，结合具体施工情况，可以适当在剪力墙中设置一些构件，做好建筑剪力墙的支撑作用，使剪力墙结构质量能够与建筑规划要求相符。

（六）剪力墙结构连梁设计优化

对高层剪力墙结构来说，连梁是其十分重要的一种耗能构件，对于抗震设计来说至关重要，具有良好的耗散地震能量的效果。在实际设计阶段，设计人员需要认识到剪力墙的一大优势便是具备良好的抗震性能，因此对连梁弯矩和连梁剪力进行设计的过程中，需要保证两者具有良好的可塑性和可调幅性。除此之外，如果条件允许，还需要适当降低剪力墙连梁截面的高度数值。

因为连梁的主要作用为提高剪力墙高度以及连接墙肢，因此设计人员需要合理调整连梁的高度并进行详细计算，适当减少连梁刚度，将高层建筑结构抗震性能作为主要保障。在进行折减计算的过程中，设计人员需要根据高层建筑具体情况，对减少值进行合理控制，通常情况下需要将其控制在0.5 以上，并且在0.5～1.0 这一范围区间中，保证其最佳状态。在具体调整过程中，因为受到其他因素的影响，导致连梁刚度减少也无法满足预期目标的情况，因此使剪力墙结构抗震性能不合格，设计人员可以适当减少连梁刚度，降低连梁高度，通过这一方法有助于减少地震对建筑物造成的影响。

三、结论

总之，建筑结构的设计质量，与房屋建筑结构整体的安全性和稳定性具有直接关联。建筑结构设计人员为了能够提升设计的安全性与科学性，在充分应用剪力墙结构进行设计，在保证设计质量的基础上，充分考虑人们对建筑结构设计提出的实际需求，进而为人们设计出更加舒适、美观的建筑空间。