论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

杜帅 张春喜 赵旭阳

【摘要】随着建筑行业的不断发展以及完善，对建筑结构设计提出了更高的要求，其中剪力墙结构设计极为作用，作为能够承担水平作用力的结构，可充分降低建筑结构在剪切力方面的影响。因此，本文主要对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行分析研究。

【关键词】剪力墙结构设计;建筑结构设计;应用

1、剪力墙结构设计概述

剪力墙的侧向墙刚度高，配合优秀的弹塑性形变能力后，有一个相对比较小的位移，即便在风荷载力高或是遇到地震时，依旧能够承受一定程度的水平荷载，吸收更多的负荷能量。依据剪力墙的洞口大小、洞口排列措施等要素可以将剪力墙结构划分为多种：如果总门窗洞口面积除以剪力墙整体面积结果的百分比小于 15% 且建筑物结构洞口边长尺寸小于洞口之间的净距交集孔洞和墙边长度的净距，通常称之为整体墙;倘若建筑物规划需要在低层有大空间需求，建筑工程中上层结构采用剪力墙结构，利用低层框架结构承载中上层剪力墙自重及其他力的，则为框支剪力墙;建筑物结构洞口边长尺寸大于洞口之间的净距交集孔洞和墙边长度的净距，连梁线刚度和墙肢线刚度互相贴近剪力墙墙体的即为壁式框架剪力墙。剪力墙按照不同方式分类还有更多的类型，无论如何，设计人员主要是结合实际工程情况和建筑施工要求，根据建筑要求灵活运用不同的框架结构，将剪力墙结构设计方案适宜地融入建筑工程整体结构设计中，这样才能从整体结构性能上提升建筑工程施工的质量。

2、剪力墙结构设计的优势

在建筑工程施工的过程当中，如果能够结合实际需要设置剪力墙是十分必要的，主要体现在以下几个方面 ：

2.1剪力墙的设置能够最大程度上提高整体的经济性，与传统框架对比看，剪力墙可能会耗费比较多的材料与成本。但是从整体角度出发，甚至剪力墙往往更加具有优势。因为剪力墙是将混凝土与钢筋有效的混合在一起，在这个过程当中不需要填充过多的刚性材料，同时也不需要钢筋材料对整个建筑物的稳定性进行提升，这种方式不但节约成本，同时也能够体现出企业发展初衷，能够保证企业经济利益的有效实现。

2.2其次从剪力墙的角度上来说，其整体设计具有比较理想的稳定性。为了能够最大限度上提高建筑物整体稳定性，在进行剪力墙设计过程当中使用的是钢筋混凝土材料，和框架式结构相比稳定性更理想，而从外观的层面上来说，剪力墙的整体外观与传统构架相比也更为理想，同时剪力墙使用钢筋混凝土，其具有比较理想的支撑效果。

2.3在进行剪力墙设计的过程当中，又有着比较理想的连续性，在设计时可能会对不同区域进行有效的划分，最为关键的目的就是希望能够对构件进行分割，从竖向和水平两个层面对不同的区域进行划分，这种方式就使得剪力墙在整个建筑物当中不但保持了稳定性，同时也使得建筑物具有良好连续性，这样建筑物之间不但能够有效分离，同时又是一个整体。

3、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

3.1平面设置

在剪力墙的设计阶段，需要对墙体平面进行设置，保证剪力墙结构中的全部竖向荷载和水平力都能由钢筋混凝土墙承受，因此，剪力墙需要沿平面主要轴线方向布置，对于不用形状的剪力墙，需要根据具体结构，进行多方向上的安排。剪力墙还需要确保结构受力的均匀性，强化其水平性。剪力墙需要遵循设计者的设计理念，能够尽量减少单向墙的应用，以提升建筑的整体性。

3.2 墙截面厚度

剪力墙的墙面厚度有着一定的规定，对于不同类型的剪力墙，其厚度标准也有所不同，如在短肢剪力墙中，其底部横截面积的厚度一般要大于20cm，而之外的部分，其厚度需要大于18cm。此外，剪力墻的厚度还要考虑到楼层间的受剪承载力，在设计剪力墙厚度前，可以由设计人员减轻建筑的自重，减少剪力墙的投入。剪力墙墙截面厚度，需要能够承受来自各方的力，避免剪力墙出现变形的情况。

3.3 墙身钢筋设置

剪力墙内是钢筋混凝土结构，钢筋配置可以较好地提升墙体的韧性，需要提前进行钢筋配置后再进行浇筑施工。钢筋作为剪力墙的建设骨架，可以增加与混凝土的凝合力，在出现振动影响时也可以顺着钢结构进行传到，使整个墙体的受力更加均匀。根据建筑体抗震性能需求，0.2%的钢筋用量可以较好对抗四级地震对建筑体造成的影响。而不同的剪力墙结构的配筋量也有一定的差异，如孔洞开挖较多的墙体应当适当增加钢筋结构的引入以维持墙体的韧性。设计人员要根据剪力墙的压力进行计算，根据计算的结果适当增加一些钢筋用量基本可以满足需求。由于剪力墙的形状和厚度都是固定的，如果盲目增加钢筋的用量会占据一部分混凝土的浇筑体积，并增加墙体本身的重力。在计算时不仅要考虑建筑体的重力影响，还需要考虑到剪力墙自重问题。

3.4超限调整分析

对于剪力墙的设计可以从最小需求点出发展开需求分析，能够更好地兼顾建筑建设的经济性和实用性。首先，建筑体的高度对承重的抗力的需求之间存在着同一性的问题，在进行楼层之间的剪力墙建设时需要按照高度的提升适度增加。随着楼层的升高，剪力墙的抗震设计需要适当增加，并从最小需求出发逐渐提升，能够更好控制在不同方向的抗力。其次，建筑体也是一个整体，在设计时不能仅仅考虑相邻两层之间的建设结构，还需要通过对建筑体的全面分析将受力情况进行拆解，使建筑体整体能够呈现出较强的抗剪力效果。

结语：

剪力墙在建筑设计中十分重要，需要设计人员结合现场的实际情况和建筑结构展开受力分析，根据不同的楼层高度建设需求展开建设工作。剪力墙的设计要有不同方向上的受力，以横纵多个方向的受力进行设计，能够更加有效地对抗建筑体的变形和扭曲问题。但要注意，剪力墙的抗力设计也有一定的限度，如果超出也可能存在不稳定影响。墙体的厚度不同受到的力的大小也有差异，一般需要结合墙体的高度、整体界面和开洞等多个方面的因素共同决定。

参考文献：

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