剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析

【摘要】隨著工程建設的不斷發展，使得建筑單位在追求經濟效益的同時也逐漸加強了對于社會效益的追求。在這樣的背景之下，各建筑單位逐漸加強了對于工程建筑質量的提高。事實上，剪力墻結構憑借著其具有高效的抗震性等優勢，在實際的建筑環節獲得了建筑單位的青睞，并逐步投入到工程建設環節。本文主要對剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用進行分析研究。

【關鍵詞】剪力墻結構；建筑結構；設計；應用

1、剪力墻的結構分類

剪力墻根據是否開洞和開動的大小具體分為四個方面：（1）墻壁式的結構框架：墻壁式的結構框架需要在剪力墻上開一個較大的開口，而連梁線十分接近墻肢線的剛度，使得受力墻受力發生剪切性的變形， 這在受力特點上接近框架結構特點。在建筑高層建筑的樓層建筑上，剪力墻會產生反彎點，使得樓層與樓層之間發生有彎矩形的突變；（2）整體小型開口的剪力墻結構框架： 整體小型開口的剪力墻框架結構雖然在開口上相比較小但開洞的面積不低于整體墻面的 15%， 此類剪力墻一般會產生曲型變形但在墻肢高度上基本沒有彎點，只是彎矩位置會在墻上發生變化；（3）多肢、雙肢的剪力墻結構框架：此類剪力墻大多采用較大洞口或開口并以“列”的形式進行分布。這種開口模式同整體較小的開口模式相比雖有不同，但受力特點十分相似；（4）若實體墻或者截面的剪力墻在開洞面積低于整體面積的 15%或不開洞的情況下，墻肢高度的彎矩圖無突變、無彎點。

2、剪力墻結構設計原則

剪力墻結構主要由墻肢、連梁兩種結構組成，具有良好的抗震性能和較高的剛度，其在建筑結構中的主要作用是抵擋各種荷載特別是風荷載，是建筑物的主要支撐結構。為了使剪力墻結構在建筑結構中的優勢充分發揮出來，必須對其進行合理設計和安排。在設計過程中，應遵循以下原則：（1）控制剪力墻的高度和寬度。對于剪力墻結構而言，其高度和寬度較大，厚度較小，在外形上類似于板狀，而受力形態卻趨向于柱子結構，所以應根據外形墻體長度和厚度比值進行設計，當比值小于 3 時，可按照柱體結構要求設計，當比值在 3～5 之間時，則按照雙向受壓結構設計，以更好滿足彈性、非彈性以及延伸性等要求。（2）剪力墻結構的平面內剛度和實際承載力較大，平面外的則較小，連接剪力墻和平面外梁時容易使墻肢外彎，基于此，在設計時應盡量避免將兩者相連，如果必須連接，則要采取一定的保護措施。（3）設計剪力墻結構時，必須充分考慮墻體水平、垂直方向上的作用力以及墻體整體結構作用力，同時，計算正截面承載力，并按照斜截面受剪承載力進行分析和驗算。若墻體所受負荷作用比較集中且大，應計算出局部受壓承載力。

3、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析

3.1剪力墻的平面布置

為了進一步保障剪力墻的經濟性和安全性，要科學合理，系統地布置剪力墻結構。剪力墻的結構布置，主要從豎向布置和平面布置兩方面入手，盡可能地從對稱均勻的原則出發。剪力墻的平面布置必須遵循均勻對稱的原則，保證剪力墻的平面結構質量和剛度中心能夠重合，從而有效地減少扭矩。加強內外剪力墻的對直和拉通，并確保剪力墻的抗震效果，在建筑結構中，應當雙向設置剪力墻，單方向有墻時要保證剪力墻的抗側力剛度不能超限。

3.2剪力墻中的大墻肢相關處理方法

為了保障剪力墻質量，剪力墻必須具有一定的延展性。剪力墻中大墻肢一旦超過8 m，應當對其進行開洞處理。通常采用開施工洞和結構洞的方法，結構洞就是在進行結構計算前，假設剪力墻存在洞，但是在具體的施工時仍然是混凝土墻，可以使其他的較小強肢配筋能力也有所增強。施工洞就是在施工過程中，在墻上留洞，在施工結束后進行砌填的方法填充墻體，進一步實現將長墻肢分為短墻肢目標。剪力墻的肢截面不應過于復雜，應當簡單規則。剪力墻的抗側力剛度不應過大或過小，如果剪力墻有適宜的側向剛度，剪力墻的承載能力和抗側力剛度會得到充分發揮，進一步擴大剪力墻的可用空間。

3.3剪力墻截面厚度和墻體配筋

相關規定要求剪力墻結構的厚度要根據抗震等級系數選取。為了保證剪力墻結構的抗震性、剛性和穩定性，一、二級剪力墻底部加強部位墻厚應大于 200mm，大于層高的 1/17，其他部位墻厚要大于 160mm，墻端頭無翼墻或暗柱的時候，墻厚要大于層高的 1/12，但是這些規定不適用于低高層和八度地震區剪力墻結構的設計。控制剪力墻配筋有利于結構的安全性和工程的經濟性，在 1～3 級抗震等級的剪力墻中，豎向、水平分布筋的最小配筋率應大于0.3%，部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率要大于0.35%，上述配筋率比較適用于高層建筑的剪力墻結構設計；對于低層建筑、結構相對較矮小的建筑的剪力墻，其水平分布筋和配筋數量要適當增加。

3.4連梁設計

剪力墻結構中的連梁是連接墻肢與墻肢之間的梁。當剪力墻受到水平荷載的時候，墻肢可能會出現扭曲情況，連梁裝置則能夠均衡墻肢的水平負荷力，改善墻肢受力狀態，對墻肢起到了一定的約束和穩定作用。可見，墻肢之間的連梁對整個剪力墻結構都具有重要作用，在剪力墻結構設計中是不可或缺的環節，一旦設計失誤或是不合理，必然會對剪力墻結構的設計帶來不良影響。所以，在進行連梁結構設計的時候，設計師應按照相關規定適當折減連梁結構剛度和高度，適當增加其跨度，從而降低結構剛度，完善抗震結構的設計，緩解地震作用的對剪力墻結構的影響。

結語：

剪力墻在建筑結構中的作用至關重要。 本文簡要分析了剪力墻在設計建筑結構中的應用形式。 剪力墻的抗震性、硬度十分重要，在實際設計過程中需因地制宜進行分析設計。從而有效提升剪力墻結構。建筑行業的發展離不開千千萬萬的建筑行業從業者孜孜不倦的學習與探索， 作為其中一員我深感驕傲， 也必將努力學習研究進而間接推動我國建筑行業走向欣欣向榮。

參考文獻：

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