淺議剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

摘要：隨著經濟與科學技術的發展，建筑事業取得了長足的發展。在近幾年的建筑結構設計中，剪力墻結構憑借其較大的抗側剛度以及良好的抗震性，被普遍應用在多層或高層的混凝土建筑中。本文分析了建筑墻結構設計在建筑應用中的原則與具體問題，以此來使得建筑結構設計更合理，提高建筑的質量與安全性。

關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻結構；應用分析

剪力墻因其結構鋼度大、抗震能力強以及整體性好等特點而被廣泛的應用到建筑結構設計中。此外剪力墻在具體應用的眾多有點也使其受到業主與開發商的廣泛歡迎。但是為了能夠更有效的提高建筑的質量與安全性，在具體應用中要充分認識剪力墻結構的優缺點，以提高剪力墻結構的綜合利用。

1、剪力墻結構設計應遵循的基本原則

1.1剪力墻平面內的實際承載力與剛度 要較大，換句話說剪力墻平面外的承載力與剛度要較內平面小，這是剪力墻本身固有的特性。建立墻的這一特性，使其同 平面外的梁連接時，容易出現墻肢的外彎距的現象，而在通常驗算時并不對平面的承載力與外剛度進行驗算。因此要盡可能的避免外搭接的情況，當實在無法避免時，要選取科學合理的方法，使得剪力墻的安全與質量有保障。

1.2剪力墻的設計的計算需要考慮兩方面因素，分別是豎向作用與水平作用，在此基礎上再對結構進行整體的分析，首先求的內力然后根據偏拉或偏壓對斜截面與正截面的承載力進行驗算。如果受到較大的集中荷載作用，就再增加對局部受壓承載的驗算。對剪力墻承載力進行計算時，當帶翼墻是以下情況時，對其寬度計算取最值。剪力墻承載力計算取最值情況；當剪力墻厚度與兩翼墻厚度都是6倍長度；門窗與洞口之間的翼緣寬度；剪力墻彼此之間的距離以及墻肢高度取其高度的1/10。

1.3剪力墻的幾何特征類似板狀，其寬與高尺寸較大而厚度較小。剪力墻在受力情況下其形態類似柱，同柱的最明顯的不同是肢體與厚度的比值。當肢體與厚度3

2、墻肢結構設計以及墻肢的種類

2.1剪力墻結構設計

當建筑是多層或者高層時，對其設計需要良好的空間工作技能。進行剪力墻的結構設計時，為了提高建筑的抗震性應該進行雙向的布置，以實現空間結構，同時雙向的剛度要盡可能的接近；剪力墻平面分布應盡可能的均勻，目的是令剪力墻剛度的中心與建筑物中心更接近，降低扭轉效應；提高建筑物的整體性能。剪力墻結構自振周期較短，這樣墻體水平地震效果就會過于明顯，這對建筑結構是很不利的，為了解決剪力墻結構水平震動效果大的問題，我們的方法是利用“主次結構”增加墻體之間的距離，減少墻體數量或者利用剪力墻承載能力與抗側高度較大的特性，盡可能的使縱墻體與橫墻體的厚度減少，通過這些方法減輕結構的重量，減少結構的抗側移剛度，降低墻體彎矩以及水平地震剪力。剪力墻同平面外方向進行梁連接時，容易出現墻肢平面彎矩的現象，這是因為剪力墻的平面內外剛度與承載力不同造成的。當出現上述的彎矩時，如果樓面的截面不大，可以將結構設計成半剛接或鉸接，來一定程度的減少墻肢平面的外距變。

2.2墻肢種類的劃分

剪力墻的種類根據劃分的標準不同可以分成不同的種類。根據墻面上開洞的大小情況可以將剪力墻分成壁式框架、正截面墻、整體小開口墻、聯肢墻。根據墻肢的高度與厚度的不同可以將剪力墻分為短肢剪力墻與一般剪力墻。墻肢截面的厚度和高度的比值在5與8之間的是短肢剪力墻，而厚度和高度比值大于8的是一般剪力墻。

3、剪力墻結構具體設置

3、1墻體鋼筋的數量

剪力墻結構的具體設置在這里主要談到的是剪力墻結構的厚度與配筋。根據國家規定剪力墻的抗震等級在1到3級之間的，其水平與豎向的鋼筋分布最小比例（配筋率）不能小于0.25%；對于那些加強剪力墻的框肢部位的鋼筋分分布率不應小于0.3%.上述規定適合剪力墻結構較長或高層建筑，對于短小的剪力墻并不適用。在具體的設計時，要根據具體情況增加鋼筋的配筋率。

3.2剪力墻結構科學厚度

根據相應的抗震規定，要使建筑的抗震能力到達一、二等級，剪力墻地底部的墻厚度不應小于200mm，其他部位的厚度不應小于160mm，并且厚度必須達到層高的1/16。如果墻端頭沒有暗柱或無翼墻時，剪力墻的厚度不可下于建筑物層高的1/12。以上的規定不包含八度地震區的剪力墻結構。

4、加強剪力墻邊緣的構造

通過結構試驗發現矩形截面剪力墻的延性要比槽形或工字形截面剪力墻要差；為了解決上述問題通過計算發現，如果增大墻肢截面兩翼緣可以有效的提高墻的延性。墻邊緣根據墻肢在重力荷載代表值作用下的加強部分以及墻肢軸壓比的界線分為構造邊緣構件與約束邊緣構件。自2002年國家大力抓建筑結構的規范，并要求建筑者要依據結構類型與受力狀況的不同，對剪力墻洞口與兩端的邊緣進行不同程度的加強。

5、連梁設計的作用與具體措施

連梁指的是剪力墻結構中連接墻肢彼此的梁。連梁對剪力墻結構有著重要的作用，他可以改善墻肢的受力狀況。具體操作是在水平符合的前提下，將墻肢彎曲，使得連梁端部產生轉角，最終形成連梁內力以及對墻肢的約束。連梁在剪力墻結構中的應用受到很多因素的影響，容易出現設計不符，因此在設計時需要認真考慮，以下給出幾點建議：首先減少連梁的高度，增加剪力墻洞口的寬度，從而增強建筑的抗震能力，使得連梁的承載力在不超限的情況下增加了剪力墻的厚度；再有就是增加剪力墻的實際厚度，雖然這樣能夠提高結構的剛度，增大地震所產生內力，但因為連梁的承載力與剪力墻寬度成正比，這樣就就會出現連梁的抗剪承載力超過限制，因此在呢具體的設計中，要根據具體情況采取相應的措施。以其將剪力墻效果發揮到最大，確保建筑物的質量與安全。最后對連梁的剛度進行折減，以避免連梁屈服狀況的出現。

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