建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

任婧

摘 要：剪力墙结构作为目前建筑工程结构设计中较常使用的形式，具有抗侧刚度大、抗震性好等特征，尤其是对于现阶段的高层建筑来说，剪力墙结构的运用能够确保建筑的稳定性和安全性，提高建筑的实用价值。本文就重点对建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用加以说明，希望可改善建筑结构设计水平，丰富建筑实用性能。

关键词：建筑结构设计;剪力墙;结构设计

引言

目前剪力墙结构已经得到了高层建筑工程的广泛应用，该结构刚度性能与侧翼性能较好，能够提高建筑的抗震效果，满足高层建筑对刚度、侧移水平及稳定性的要求。但是在剪力墙结构设计方面，因為受到多种因素影响，设计仍不完善，因此需要采取有效的措施对剪力墙结构进行优化设计，为高层建筑的安全性和稳定性提供保障。

1剪力墙结构的设计特点

城市化发展伴随着越发明显的土地紧张问题，各种建设工程项目实施中，为克服土地资源限制，建筑工程呈现出高层化趋势，项目数量有所增多、规模日渐扩大。但因为建筑的层数多、高度大，整个结构受到的作用力繁多且复杂，轴线并行、侧向移动等均是结构设计中需重点关注的方面。由于剪力墙结构的特点，高层建筑项目实施中，人们越来越倾向于这一结构体系的构建，但在剪力墙结构体系设计时，应使得剪力墙具有较好的抗侧刚度、较小的侧移、良好的吸收性能，只有这样，方可使得剪力墙结构具有极好的结构稳定性和抗震性，能够应对来自内外部的各种结构冲击。对于高层民用建筑而言，为达到总体结构标准，剪力墙结构的高度和厚度都相对偏大，这一结构设计要求使得该结构体系即使处于荷载作用下，也可以发挥剪力墙结构体系的优势，发挥其抗剪切力机械强度能量小的特征。一旦剪力墙结构的应用对象是超出20层的建筑，为保障截面弯矩最为极限承载力的计算科学性和准确性，必须要以全截面抗弯作为计算基础，根据相应的计算经验，在洞口越小的条件下，剪力墙结构的性能越理想，越可以发挥其在建筑结构中的优势。此外，高层民用建筑中的剪力墙结构设计中，通过科学的剪力墙结构设计，可以有效对建筑空间加以科学划分，实现空间资源的合理利用，有效提升了室内框架结构的简洁性和美观性。因为剪力墙结构中各个构件都为混凝土材料制成，使得剪力墙结构的重量大，地震灾害出现时该剪力墙结构也势必由于以自重出现明显的地震反应，再加上抗侧刚度的存在使得地震时的地震反应力加大，因此，为使得剪力墙结构的抗震性得以增强，应从其结构特点出发进行适当的优化。

2建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

2.1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。

2.2合理设计剪力墙的位置

剪力墙结构的设计中，墙体的布置位置和布置方式等对于建筑来说尤为重要，是建筑设计的基础，也是保证建筑工程安全的关键。在剪力墙的设计中需要做好如下工作。首先对建筑结构的主轴位置进行确定，然后将剪力墙的位置设定在主轴方向，并以主轴为基础向其他方向进行辅助，设置双剪力墙的形式，实现不同方向剪力墙间的衔接作用，保证内部空间构建的合理性。建筑结构的设计必须保证抗震性，不得采用单向放置设计的模式，剪力墙设计中需要从两个方面对剪力墙性能控制进行分析，保证剪力墙不同方向墙体的振动周期和频率等相似，有利于促进墙体内部平衡，保证墙体内部的稳定性。同时，剪力墙截面设计中，需要以规范性和简易性为基础，剪力墙的侧体抗压能力以及内部稳定能力等远远超过建筑体的能力，这种情况下可以通过剪力墙的承载力减轻建筑的负荷，充分发挥剪力墙的作用。提升建筑的承载力同时，减少内部修筑墙体的空间，为建筑内部提供更大的结构空间。建筑剪力墙的布置中需要保证合理的间距，剪力墙的分布不能过密，防止出现受力不均的情况。在剪力墙截面设计工作中还需要严格按照从下到上的顺序进行，这种设计方式是出于对剪力墙侧墙体压力的缓解。剪力墙布置设计中需要结合墙体高度要求对厚度进行缩减，并综合考虑混凝土等级。也可以结合工程项目要求通过减少墙肢的设计方式对剪力墙侧面刚度进行提升。但是对于一些容易发生地质灾害的地区，如果剪力墙的高度过高，一旦出现地震等情况，会导致剪力墙存在弯曲的问题，同时如果剪力墙高度过低还可能导致墙体过于脆弱。因此对于地震高发的地区，剪力墙设计中必须做好高度的设计，保证剪力墙的承载力和稳定性。此外，在剪力墙设计前需要先对工程项目中剪力墙的受力情况进行研究，保证设计中剪力墙以及孔洞的位置都具有科学性，使剪力墙的设计符合力学特点。同时在孔洞的设计中，所有的孔洞都需要对齐，并保证孔洞间具有相应的连接点。使剪力墙的所有孔洞都能够均匀受力，以此为基础更好地满足施工原理。

2.3加大对结构选型的重视力度

在进行高层建筑结构施工中，结构在整个建筑中起到承接和传递重力的作用。因结构模式的不同，其在实际建设中也存在一定的差别之处，为此在进行结构选型时应结合当前高层建筑的层高、使用功能等多方面来决定，最大化确保结构选型设计产生的效益性。随着我国建筑领域的发展，相关的设计单位数量不断增多，在这样的背景下，施工、设计等方面工作人员出现了专业能力不一情况，另外，由于市场的需求量相对比较大，因此也出现了设计质量差，周期短等情况，甚至有些设计没有注重质量，将大部分重点用于经济效益方面，因此要对前期概念设计加大重视力度，促使优化高层建筑结构选型设计，保证高层建筑质量符合规范标准要求。

2.4剪力墙连续梁方案

连续梁指的是剪力墙中连接墙肢结构的梁，具有跨高比小、连接墙肢刚度大等特点。连续梁除起到连接作用外，还具有较为明显的支撑作用，能够有效抵抗地震荷载、风荷载带来的影响，一旦连续梁结构出现问题，建筑结构也将受到较大影响。所以在设计中需结合实际情况，合理设计连续梁施工方案，增大其刚度，保障结构的稳定性。在工程实际设计中，剪力墙连续梁的设计宜按“强墙肢弱连续梁”原则进行抗震设计，为了提高连续梁的延性，通常情况是对于跨高比较小的连续梁内宜设置交叉斜筋，交叉斜筋的走向与主拉应力的走向一致，目的是抵抗弯剪作用下主拉应力的变化，从而控制应力变化产生的裂缝问题。另外，交叉斜筋的延性、耗能和抗震性能，相较于传统配筋连续梁具有更大优势，在提高剪力墙结构质量，增强建筑结构整体性和稳定性上起到了显著作用。

结语

高层民用建筑结构的日渐复杂化，加剧了人们在此类工程中对剪力墙结构体系的重视和使用，但剪力墙结构体系设计时需注意的设计要点较多，设计人员应从受力分析的角度，做好相应的结构计算和优化，全面提升高层民用建筑的结构性能。

参考文献

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