剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析

【摘要】隨著科技和綜合國力的提高，高層建筑的發展也越來越快，這種情形下，剪力墻的應用則更加具有普遍性，如何能提高剪力墻結構的優越性，完善剪力墻結構在建筑結構體系中的應用已經成為當下及將來研究與解決的問題，具有重要性和必要性。本文進一步分析了剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，以供同仁參考借鑒。

【關鍵詞】建筑；剪力墻；結構設計；應用

1、墻肢種類及結構設置

1.1 墻肢的分類

【摘要】隨著科技和綜合國力的提高，高層建筑的發展也越來越快，這種情形下，剪力墻的應用則更加具有普遍性，如何能提高剪力墻結構的優越性，完善剪力墻結構在建筑結構體系中的應用已經成為當下及將來研究與解決的問題，具有重要性和必要性。本文進一步分析了剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，以供同仁參考借鑒。

【關鍵詞】建筑；剪力墻；結構設計；應用為是短肢剪力墻；當比值大于 8時，稱為一般剪力墻。還有其他一些分類方法，比較典型的可以根據剪力墻墻面開洞大小進行分類，如整截面墻、整體小開口墻、聯肢墻和壁式框架等。在進行剪力墻設計時，要根據結構實際受力情況，確定合適的墻肢高厚比，以滿足剪力墻受力和構造要求。

1.2 剪力墻細部構造設計

隨著我國建筑行業的不斷發展，高層、超高層建筑建設施工技術越來越成熟，而且在我國一些大城市，高層建筑的數量也越來越多。高層建筑在進行設計的時候，要充分考慮可利用的空間，盡可能將剪力墻布置在雙向對稱位置，尤其在抗震要求等級較高的地區，更是要避免剪力墻的單向布置，要在合理的布置原則指導下將剪力墻均勻布置在建筑平面結構上，這樣就可以使整個建筑物的剛度分布較均勻，對抗扭轉破壞起到明顯的遏制作用。在地震頻發區，要盡可能合理確定剪力墻的厚度，因為剪力墻有較大的抗側移剛度，但是結構的自振周期小，在相同的震級和場地條件下，結構自振周期與場地的特征周期越接近則水平地震影響系數越大，地震作用越大，在地震作用下容易引起共振，對整個建筑物造成嚴重損壞，因此，合理確定剪力墻的厚度可以有效降低在地震作用下剪力墻所受到的水平作用力，整個建筑就會避免因受到過大水平作用力而發生破壞。一般來講，剪力墻平面內的剛度及承載能力遠大于平面外的剛度及承載力，因此在進行設計的時候要充分利用平面內的優勢，如果碰到剪力墻與平面外的梁相連接時，就要從細部構造入手，盡可能減小剪力墻平面外的彎矩作用，例如可以將連接處做成鉸接或者半剛接。

2、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用方法

2.1 墻體配筋的處理方法

由于建筑結構設計中對剪力墻結構的用鋼需求量大，因而對其配筋量進行控制，將有利于實現建筑工程的經濟效益。具體來說，建筑結構設計人員可在滿足最小值配筋量需求的前提下，將墻體配筋的布置方法設置成水平鋼筋外側、豎向鋼筋內側。例如，對于迎水面保護層設置配筋的過程中，可采用雙向的鋼筋網片。這樣一來，就能盡可能多的減少配筋量的同時，將鋼筋厚度降低 30mm。

2.2短肢墻的處理方法

相關管理部門在建筑結構設計中，對短肢剪力墻結構的運用方法已做了明確規定。即各個橫截面的高度與厚度之比要控制在 4～8 之間，指截面的厚度要在 300mm 以下。短肢墻與傳統長肢墻的相比，其肢厚更小，這種剪力墻結構將有利于節省空間的排布。同時，短肢墻的運用還將節省室內的空間布局，對于二次設計中容易受到的結構限制也得到一定程度的控制。然而，在實際運用過程中，短肢墻的承載能力十分有限。相關研究人員通過對短肢剪力墻結構的受力效果進行測試表明，短肢剪力墻確實對結構受力的影響較小，但在高層建筑工程項目的結構設計中，則不建議使用該類剪力墻結構。對于這方面的運用問題，需要相關建設者加大科研力度，以解決其應用缺陷。此外，在對建筑結構進行布置的過程中，如果短肢剪力墻的數量布置較多，則應將其設計成筒體或者是一般剪力墻結構。

2.3約束邊緣構件的方法

在對建筑結構進行設計時，約束剪力墻結構的邊緣構件設計，將使剪力墻結構發揮出更大的承重作用。具體來說，設計人員可采用約束邊緣構件和無約束邊緣構件兩種方法，對約束邊緣的構建進行處理。這兩種處理方式的選擇，要根據工程建設的實際情況來進行。例如，對于承載力需求量大的可采用無約束邊緣構件作為剪力墻結構設計構件；對于穩定性以及抗震性需求大的建筑工程結構，則要采用約束邊緣構件。

2.4對大墻肢的處理方法

在施工的時候剪力墻結構因為自身有對延伸性的要求，所以，墻體設計和結構施工過程中同樣需要符合延展性方面相應的要求，這一點對于提升剪力墻結構承重力度和完整性特別重要。一般情況下，在設計剪力墻過程中特別容易設計為高狀結構，而且特別容易出現墻體結構體系模式和彎曲破壞結構，如此一來，脆性破壞情況特別容易出現。所以，在剪力墻設計過程中，那些墻體結構長度較長的墻體設計不僅要符合其承重要求而且要對其進行間隔分層設計，將其分割成為獨立的小巧、均勻的墻段，這種設計方式對于提升剪力墻結構的承重能力特別有效。此外，當墻段長度較短的情況下彎曲而生成的裂縫明顯縮小，高效發揮了剪力墻體配筋的支撐功能。為了使這種不利情況有效避免，對于那些> 8m 的墻肢，有兩種處理方法可供采納：一是在施工過程中墻體留洞，竣工的時候填充完整，將長墻肢分割為短墻肢。二是開計算洞，也就是在計算結構的過程中將洞納入計算范圍，施工開始的時候仍然是混凝土墻，利用這種形式的計算方式，使其小墻肢的配筋功能大大提高。

2.5剪力墻連梁結構的設計方法

剪力墻肢間相連接的梁體為剪力墻當中的連梁部分，而該裝置可以平衡墻肢的負荷力，并能夠穩定和約束剪力墻，所以，剪力墻的連梁裝置對剪力墻的整體結構有著極其關鍵的作用。在剪力墻連梁結構設計時，該設計師要重點對剪力墻的連梁結構的剛度根據有關的規定進行相應的折減，要略加剪力墻連梁結構的整體跨度，略減剪力墻的高度，進而減小結構的剛度，減輕地震作用力帶來的影響。

結語：

剪力墻結構在建筑設計中十分常見，在不斷地運用到實際建筑設計的同時，也在進行著技術的改進和提高，并結合具體建筑整體結構制定不同的設計方案和施工方案，在保證建筑質量和墻體安全性能的基礎上，盡量降低建設成本，從而獲得更高的經濟效益。

參考文獻：

[1]陳耀.高層建筑剪力墻結構優化設計分析探討[J].福建建材.

[2]王玉峰，劉秀火，李彬，等.剪力墻鋼筋焊接戒網的布置和安裝[J].施工技術，2010.