建筑結構設計中的剪力墻結構設計

王滿齊

摘要：隨著我國經濟社會的迅速發展，對施工項目的質量要求也越來越高。框架剪力墻結構施工是建筑工程中的一個關鍵環節，它可以有效地提高結構的受力、剛度性能，并可節約建設費用，深化其技術內涵，促進建筑業的持續健康發展。同時，由于建筑業的發展，建筑結構也在逐步走向多樣化。在當前的建筑工程中，不斷尋求新的結構形式是當前的熱門課題。因此，剪力墻結構在工程中的應用越來越受到重視。本文著重對有關建筑結構設計中的剪力墻結構的實際設計進行了分析。

關鍵詞：建筑結構;設計;剪力墻結構

1框架剪力墻特征

在建筑工程中，框架剪力墻是在對原有框架結構進行科學應用的基礎上，對原有框架結構進行了改造，使其具有更大的受力性能，在建筑工程中合理地應用框架剪力墻，可以提高建筑的實用價值。框架剪力墻是與地面垂直的，根據其受力特點，若其抗壓強度不夠，將會引起其變形，從剛度特性上講，框架剪力墻的受力與一般框架結構具有相似之處，且具有交互作用。框架結構抗震性能好，布局靈活，能夠適應大面積的功能需求，但在大跨度的基礎上，其抗側剛度難以達到;為充分利用框架和剪力墻的優勢，避免其缺陷，將框架和剪力墻結合起來，“改造”剪力墻，“改造”框架結構，將剪力墻的一部分改為框架柱，或拆下框架柱，并在適當的地方按建筑平面的需要設置剪力墻，從而形成框-剪力墻結構。框架-剪力墻結構在保持了框架和剪力墻的優勢的同時，又保持了其優勢。同時，合理安排剪力墻和框架，使其在結構上得到充分的利用，技術經濟指標也更好，因此在高層建筑中得到了廣泛的應用。

2建筑設計剪力墻結構設計的應用策略

在建筑設計中，剪力墻結構的設計是非常重要的，因此，在進行剪力墻的設計時，必須全面地考慮到工程的設計與施工的基本需求。因此，設計者必須對剪力墻的合理布置、剪力墻腿長度的確定、厚度的確定、連續梁的類型、配筋及邊部的設計。

2.1剪力墻的規劃布置

在剪力墻結構的設計中，應根據空間特性進行合理布置，通常對于高層建筑，應采取雙向剪力墻結構，以保證兩側剪力墻的剛度均衡，降低橫向位移，防止墻體受外力影響而發生扭轉，從而改善結構的穩定性。由于剪力墻在水平方向上的作用比較大，其自身的振動周期也比較短，因此很容易對其自身的穩定性產生不利的影響。因此，在進行結構設計時，應注意力的均衡，可以采取減少剪力墻的厚度、增大剪力墻間距等措施，減少水平地震力的作用，防止產生位移、斷裂等問題。同時，以上的施工方法還可以減輕剪力墻的重量，減輕結構的承載力。當剪力墻的設計中出現大的孔洞時，應確保其在同一直線上。根據墻體的受力狀況，進行合理的應力分區，以保證二者的均衡性和對稱性。若下部結構采用框架支承，則應使下部剪力墻的數目超過上部剪力墻的一半。在進行剪力墻設計時，應充分考慮其抗震性能，以防止由于變形引起的樓板、平面等結構的破壞。

2.2確定剪力墻墻肢長度

在剪力墻腿長度的確定中，首先要考慮到結構的功能需求，然后是剪力墻腿的長度不宜過長或過短，確定的原則是：盡量設置長墻，減少設置短墻。由于墻肢長度太長，造成的裂縫寬度也比較大，所以墻節段的長度不宜太大，墻肢的長度不宜超過8 m;如果墻肢的長度很短，則會形成短肢剪力墻，造成多個樓層的反彎點，使受力發生變化，逐步向異形柱靠攏，抗震能力下降。因此為了保證建筑物的安全，它不會在震區使用，并且不能使用全短肢剪力墻。

2.3確定剪力墻結構的厚度

根據現行規范的規定，在一級、二級地震時，下部加固段的剪力墻厚度要大于200 mm，長度要大于或等于1/16，而三級和四級地震時，墻體的厚度不得低于160，不能低于層高和無支長的1/20。對于其它部分，在一級、二級地震時，墻厚不能低于160毫米，也不能低于無支長的1/20。為了防止由于剪力墻的厚度太小，剛度不夠，造成結構的穩定性下降，從而出現壓屈失穩。但這一準則也有例外，即八級地震帶中多層或層間剪力墻結構的房屋，其標準有很大的偏離。例如，10層以下的剪力墻，由于受重力作用，墻肢壓軸比較小，僅能進行構造配筋，而根據層高的規定，剪力墻的厚度通常為240毫米，這已經超過了設計規范。因此，在進行剪力墻的設計時，必須依據規范，結合具體情況，對其進行全面的分析，以保證其合理的設計。

2.4剪力墻連續梁方案

連續梁是一種連接墻腿結構的剪力墻，它的特點是跨高比小，連接墻肢剛度大。連續梁除了作為橋梁的連接功能之外，其支承效果更好，可以抵抗地震、風荷載等因素的影響。因此，在設計時應根據工程實際，對連續梁進行合理的施工，提高其剛度，保證其穩定。在實際設計中，剪力墻連續梁的抗震設計應遵循“強墻肢弱連續梁”的原則，以改善其延性，一般在跨高相對較小的連續梁內部，宜采用交叉斜筋，其方向與主拉應力方向相一致，以克服彎剪作用下的主應力發生改變，進而達到控制裂縫問題的目的。

2.5剪力墻墻體配筋的合理設置

由于剪力墻結構中鋼筋的大量使用，所以如何合理地布置剪力墻的鋼筋成為了結構設計中的一個關鍵問題，一般的墻體配筋是由結構計算得到的，但是一些墻體的配筋是依據規范的，在進行剪力墻的配筋時，應在滿足結構計算的條件下，對墻體的橫向和豎向分布的鋼筋進行配筋，以達到墻體的承載力和減少鋼材的消耗，達到節省鋼筋的目的。

2.6合理確定剪力墻結構邊緣構件

在剪力墻布置完畢后，剪力墻的邊緣構件的合理選擇就顯得非常重要。在此基礎上，設置剪力墻邊構件，以提高其延性、提高耗能性能，進而降低其它構件的抗震要求。剪力墻的邊框通常是指在剪力墻內的暗柱或端柱，通常在墻肢的端部、轉角和剪力墻大的孔洞兩側。在剪力墻中加入邊框構件，可以有效地改善其承載力和延性。

結束語

總體而言，建筑的結構設計質量與其整體的安全、穩定有著直接的關系。建筑結構設計者在充分運用剪力墻結構進行設計時，既要確保建筑的設計質量，又要充分考慮到人們對建筑結構的實際需要，從而使建筑的設計更加舒適和美觀。

參考文獻

[1]李青春.建筑剪力墻結構設計優化策略研究[J].工程建設與設計，2020（21）：40-41+44.7AE62EAE-0879-451A-AA99-95CA3C89A06E