剖析建筑結構設計中剪力墻結構的運用

王靜

摘要：現階段的建筑結構，需要滿足抗震性能，其中剪力墻結構的應用顯得尤為重要。剪力墻結構本身具備側移量小、剛度大的優勢，同時抗震性能相對較高，在建筑結構設計方面可達到比較突出的應用效果，施工部門為了進一步提高經濟效益，往往會在剪力墻結構施工中提高施工質量水平，為后續施工質量提供支持。因此，本文主要進行了建筑結構設計中剪力墻結構的運用分析。

關鍵詞：建筑結構;設計;剪力墻結構;運用

1.剪力墻結構的概述

1.1概念

建筑結構設計中的剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，承受著豎向壓力和其平面作用下的水平剪力的雙重力量。剪力墻的寬度和高度較大，但厚度相對較小，這使得剪力墻具備幾何特性以及不同于其他結構的受力特征。由于剪力墻厚度較小，相當于板的厚度，所以如果單獨使用，在地震災害下，很容易因剛度不足引起結構變形、斷裂等問題。所以在設計過程中，除要考慮增大剪力墻剛度外，還需對彈性變形能力和抗震性進行綜合分析，合理設計結構種類和規模，確保結構的穩定性、安全性。通常情況下，剪力墻結構設計以延性彎曲型為主。

2.建筑結構設計中剪力墻結構的運用

2.1合理明確剪力墻結構位置

建筑結構中剪力墻結構位置的設計是決定整個剪力墻使用效果的關鍵，其與整個建筑整體結構密切關聯。在建筑結構設計期間需要充分考慮剪力墻結構在整個建筑中的位置合理性，確保所有的剪力墻設計位置都可以發揮最大的保障作用，同時滿足建筑工程的整體結構需求，從而提高整個剪力墻結構的實際施工效益。剪力墻結構的位置確定必須從3個方面考慮。（1）從整個建筑結構角度著手。剪力墻結構的優缺點，不僅需要合理應用同時也要杜絕濫用現象，須滿足整個建筑的設計需求。保障位置合理的同時需要基于建筑結構的特征及應用需求，盡可能保障剪力墻位置合理性，并從平面布置及縱向布置的角度著手。（2）充分考慮平衡性問題。針對剪力墻結構的設計應當盡可能滿足結構對稱基礎原則，不僅需要每一階段的剪力墻都滿足構造規則，同時還需要確保建筑物的整體與剪力墻之間的合理性，做好對稱格局優化設計，發揮剪力墻的結構優勢，規避對建筑結構形成的失衡、失重等問題。從對稱與均衡角度來看，需要從剪力墻結構的設計環節著手，對設計前期布局提高重視度，并考慮建筑整體設計和施工條件。（3）減少剪力墻結構的設計，并注重展現剪力墻結構的優勢，規避劣勢。盡可能簡化剪力墻結構，同時需要規避設計因素過于復雜而導致的高難度施工問題。

2.2大墻肢的設計

在剪力墻結構設計與施工期間，相關人員普遍都能夠意識到大墻肢時對于整個剪力墻結構的影響力，這也是目前建筑結構設計期間非常重要的環節。但是，在具體設計與施工期間大墻肢的問題最為明顯。大墻肢對于建筑物而言具備比較高的設計難度，其本身的抗震性能及抗荷載效果屬于設計核心w。一般情況下，在設計處理方面有2個重點。一是墻肢的整體設計，采用短墻肢進行部分替代，在設計期間需要預留施工洞，并在整體施工完成之后再進行填充，普遍而言，剪力墻結構的墻肢應控制在8ni以內，促使剪力墻可以保持一次有效延伸，同時規避因為墻肢過長而導致脆性損壞;二是需要適當提升墻肢的配筋量，剪力墻結構的優勢在于不需要任何鋼筋介入，其可以有效降低整體施工成本、施工難度及復雜程度，同時還可以提高整個建筑結構的抗震性能。對此，在大墻肢施工期間需要盡可能滿足抗震要求，并應用相應的措施在墻肢中適當增加鋼筋配合比，盡可能提升剪力墻的整體強度及承載力，規避配筋量少而導致墻體彎曲等問題，提高整個剪力墻的抗震性能，提升建筑穩定性。

2.3節點以及構件的設計

為更好地提高建筑結構設計的合理性，需要在建筑設計期間充分考慮節點與構件方面的設計。

（1）水平分布筋。剪力墻周圍的構件是需要進行現澆的，需要把雙墻板水平方向的鋼筋全部埋在邊緣處的現澆構件里，這種方式可以約束墻板端頭處的部位，厚度和一般的現澆墻差不多，不會因為對抗剪截面而造成削減。

（2）豎向分布筋。在疊合式剪力墻里面，豎直向上的分布筋在現代技術規范中可以這樣設計，水平縫合部位可以參照技術規范來連接，在錯開的連接當中把鋼筋連接起來，這種方式可以更好地滿足結構計算方面的要求。

（3）水平施工縫。疊合式剪力墻邊的上下兩端設置了水平方向的施工縫，在施工縫間接處的墻體，其有效面積需要和現澆的基層總厚相同。想要避免結構性特征的變化，在計算的時候需要將墻實際厚度作為計算模型，如果墻體是2m，那么有效的截面厚度就是1.5m。在水平施工縫方面需要確保檢測結果的可靠性，一般可以借助對鋼筋連接面積的計算方式確保結構的整體設計效果。

（4）邊緣構件。進行結構設計時，地面3層樓以上的墻體邊緣構建都是現澆的，因為這個區域規定了抗震等級為8度，在地震之后就會產生一定拉力，在構造配筋率里面進行適當調整;在構件承載力當中對需要的配筋進行計算時，需要在一定情況下增加配筋，在墻體上面的分布筋沒有深入到墻的端頭部位，在結構設計時，澆構件的外圍箍筋之間的距離和直徑和分布筋是一樣的。另外，整體性保證措施。當墻板受到高壓的時候，雙墻板可以一起工作，水平方向上，分布筋錨固進現澆式邊緣構建基礎上面，鋼筋網片的拉鉤需要更換，這時，墻板之間桁架及墻板里面水平方向上的分布筋進行焊接。為保障剪力墻結構的底部具備較強的延展性，需在塑性部位進行強化，借助約束邊緣構件的方式強化底部區域。在剪力墻結構設計期間，因為連梁結構本身的跨高比相對較低，并且與連梁結構所連接的墻肢結構存在較高的剛度特征，導致連梁結構受到水平力的影響。一般情況下可應用剛度折減的方式進行處理。但是，對于剪力墻的抗震設計而言，其可能會因為連梁剛度不足而導致剪力墻所承載的剪力、彎矩不足，從而導致配筋設計的難度提升。對此，在折減比例方面應當嚴格控制在計算范圍內，促使連梁結構保持良好承載能力。

2.4優化剪力墻結構設計

為了更好地提高剪力墻的應用合理性，需要在結構設計方面基于具體項目不斷地優化改進，從而提高整體施工效益。（1）結構布置優化。在剪力墻結構優化期間可促使剪力墻的結構以主軸方向進行雙向的布置，構建空間結構，促使剪力墻可以從至少2個方向實現荷載分擔，從而保持空間布局方面的優越性》（2）洞口設置。洞口設置需要充分考慮剪力墻抗震性能，剪力墻的洞口設置應當保持截面簡單且規則，在墻面上分布格局應當保持規則化，形成墻肢與連梁，規避洞口分布不均勻現象。（3）結構優化。剪力墻結構本身帶有“外柔內剛”的特性，在剪力墻結構設計中，應基于剪力墻結構特征進行設計，控制剪力墻結構的外側彎矩程度，保障剪力墻結構外側的穩定性，在剪力墻結構的外側和其他的墻肢連接期間，需要適當減少彎矩確保整體結構的穩定性。

3.結語

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。因此，加強建筑結構設計中剪力墻結構的運用十分重要。

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