建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

任婧

摘 要：剪力墻結構作為目前建筑工程結構設計中較常使用的形式，具有抗側剛度大、抗震性好等特征，尤其是對于現階段的高層建筑來說，剪力墻結構的運用能夠確保建筑的穩定性和安全性，提高建筑的實用價值。本文就重點對建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用加以說明，希望可改善建筑結構設計水平，豐富建筑實用性能。

關鍵詞：建筑結構設計;剪力墻;結構設計

引言

目前剪力墻結構已經得到了高層建筑工程的廣泛應用，該結構剛度性能與側翼性能較好，能夠提高建筑的抗震效果，滿足高層建筑對剛度、側移水平及穩定性的要求。但是在剪力墻結構設計方面，因為受到多種因素影響，設計仍不完善，因此需要采取有效的措施對剪力墻結構進行優化設計，為高層建筑的安全性和穩定性提供保障。

1剪力墻結構的設計特點

城市化發展伴隨著越發明顯的土地緊張問題，各種建設工程項目實施中，為克服土地資源限制，建筑工程呈現出高層化趨勢，項目數量有所增多、規模日漸擴大。但因為建筑的層數多、高度大，整個結構受到的作用力繁多且復雜，軸線并行、側向移動等均是結構設計中需重點關注的方面。由于剪力墻結構的特點，高層建筑項目實施中，人們越來越傾向于這一結構體系的構建，但在剪力墻結構體系設計時，應使得剪力墻具有較好的抗側剛度、較小的側移、良好的吸收性能，只有這樣，方可使得剪力墻結構具有極好的結構穩定性和抗震性，能夠應對來自內外部的各種結構沖擊。對于高層民用建筑而言，為達到總體結構標準，剪力墻結構的高度和厚度都相對偏大，這一結構設計要求使得該結構體系即使處于荷載作用下，也可以發揮剪力墻結構體系的優勢，發揮其抗剪切力機械強度能量小的特征。一旦剪力墻結構的應用對象是超出20層的建筑，為保障截面彎矩最為極限承載力的計算科學性和準確性，必須要以全截面抗彎作為計算基礎，根據相應的計算經驗，在洞口越小的條件下，剪力墻結構的性能越理想，越可以發揮其在建筑結構中的優勢。此外，高層民用建筑中的剪力墻結構設計中，通過科學的剪力墻結構設計，可以有效對建筑空間加以科學劃分，實現空間資源的合理利用，有效提升了室內框架結構的簡潔性和美觀性。因為剪力墻結構中各個構件都為混凝土材料制成，使得剪力墻結構的重量大，地震災害出現時該剪力墻結構也勢必由于以自重出現明顯的地震反應，再加上抗側剛度的存在使得地震時的地震反應力加大，因此，為使得剪力墻結構的抗震性得以增強，應從其結構特點出發進行適當的優化。

2建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

2.1剪力墻結構配筋優化

對高層建筑工程造價來說，合理控制剪力墻配筋具有重要意義。分析過往高層建筑結構設計，多數情況下剪力墻配筋均根據相關規范標準的最小配筋率進行配筋的構造，因此需要對墻體厚度進行控制，進而實現對剪力墻身鋼筋用量的有效控制。在正式施工前選擇合理、優質的材料十分重要，主要在于鋼筋材料的選擇，需要對其進行檢查，保證其質量性能達標后方可進場投入使用。在選擇剪力墻結構配筋時，需要確保材料符合工程測算及相關標準要求，水平鋼筋需要設置在外側，垂直鋼筋需要設置在內側，根據具體情況展開優化設計，進一步降低成本。

2.2合理設計剪力墻的位置

剪力墻結構的設計中，墻體的布置位置和布置方式等對于建筑來說尤為重要，是建筑設計的基礎，也是保證建筑工程安全的關鍵。在剪力墻的設計中需要做好如下工作。首先對建筑結構的主軸位置進行確定，然后將剪力墻的位置設定在主軸方向，并以主軸為基礎向其他方向進行輔助，設置雙剪力墻的形式，實現不同方向剪力墻間的銜接作用，保證內部空間構建的合理性。建筑結構的設計必須保證抗震性，不得采用單向放置設計的模式，剪力墻設計中需要從兩個方面對剪力墻性能控制進行分析，保證剪力墻不同方向墻體的振動周期和頻率等相似，有利于促進墻體內部平衡，保證墻體內部的穩定性。同時，剪力墻截面設計中，需要以規范性和簡易性為基礎，剪力墻的側體抗壓能力以及內部穩定能力等遠遠超過建筑體的能力，這種情況下可以通過剪力墻的承載力減輕建筑的負荷，充分發揮剪力墻的作用。提升建筑的承載力同時，減少內部修筑墻體的空間，為建筑內部提供更大的結構空間。建筑剪力墻的布置中需要保證合理的間距，剪力墻的分布不能過密，防止出現受力不均的情況。在剪力墻截面設計工作中還需要嚴格按照從下到上的順序進行，這種設計方式是出于對剪力墻側墻體壓力的緩解。剪力墻布置設計中需要結合墻體高度要求對厚度進行縮減，并綜合考慮混凝土等級。也可以結合工程項目要求通過減少墻肢的設計方式對剪力墻側面剛度進行提升。但是對于一些容易發生地質災害的地區，如果剪力墻的高度過高，一旦出現地震等情況，會導致剪力墻存在彎曲的問題，同時如果剪力墻高度過低還可能導致墻體過于脆弱。因此對于地震高發的地區，剪力墻設計中必須做好高度的設計，保證剪力墻的承載力和穩定性。此外，在剪力墻設計前需要先對工程項目中剪力墻的受力情況進行研究，保證設計中剪力墻以及孔洞的位置都具有科學性，使剪力墻的設計符合力學特點。同時在孔洞的設計中，所有的孔洞都需要對齊，并保證孔洞間具有相應的連接點。使剪力墻的所有孔洞都能夠均勻受力，以此為基礎更好地滿足施工原理。

2.3加大對結構選型的重視力度

在進行高層建筑結構施工中，結構在整個建筑中起到承接和傳遞重力的作用。因結構模式的不同，其在實際建設中也存在一定的差別之處，為此在進行結構選型時應結合當前高層建筑的層高、使用功能等多方面來決定，最大化確保結構選型設計產生的效益性。隨著我國建筑領域的發展，相關的設計單位數量不斷增多，在這樣的背景下，施工、設計等方面工作人員出現了專業能力不一情況，另外，由于市場的需求量相對比較大，因此也出現了設計質量差，周期短等情況，甚至有些設計沒有注重質量，將大部分重點用于經濟效益方面，因此要對前期概念設計加大重視力度，促使優化高層建筑結構選型設計，保證高層建筑質量符合規范標準要求。

2.4剪力墻連續梁方案

連續梁指的是剪力墻中連接墻肢結構的梁，具有跨高比小、連接墻肢剛度大等特點。連續梁除起到連接作用外，還具有較為明顯的支撐作用，能夠有效抵抗地震荷載、風荷載帶來的影響，一旦連續梁結構出現問題，建筑結構也將受到較大影響。所以在設計中需結合實際情況，合理設計連續梁施工方案，增大其剛度，保障結構的穩定性。在工程實際設計中，剪力墻連續梁的設計宜按“強墻肢弱連續梁”原則進行抗震設計，為了提高連續梁的延性，通常情況是對于跨高比較小的連續梁內宜設置交叉斜筋，交叉斜筋的走向與主拉應力的走向一致，目的是抵抗彎剪作用下主拉應力的變化，從而控制應力變化產生的裂縫問題。另外，交叉斜筋的延性、耗能和抗震性能，相較于傳統配筋連續梁具有更大優勢，在提高剪力墻結構質量，增強建筑結構整體性和穩定性上起到了顯著作用。

結語

高層民用建筑結構的日漸復雜化，加劇了人們在此類工程中對剪力墻結構體系的重視和使用，但剪力墻結構體系設計時需注意的設計要點較多，設計人員應從受力分析的角度，做好相應的結構計算和優化，全面提升高層民用建筑的結構性能。

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