剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析

張墨

摘? 要：在新的發展環境下，建筑項目呈現出高層化、集成化和廣義量化的特點，對其結構設計的合理性和安全性提出了更加嚴格的要求。剪力墻結構在建筑工程中的應用，可以保證建筑主體的穩定性和堅固性，延長建筑的使用壽命。剪力墻結構形式多樣，適合不同的地質環境和工程類型，設計人員在設計過程中，需要充分考慮各方面因素的影響，充分發揮剪力墻結構的優勢。

關鍵詞：剪力墻結構;建筑結構設計;應用

在建筑結構設計的過程中，剪力墻結構可以很好地保證建筑整體結構的穩定性和耐久性，從而在很大程度上滿足人們的應用需求。剪力墻結構的形式較為多樣，可以適用于不同的地質環境和建筑結構需求，并且通過靈活運用、合理選材，能夠保證整體設計的科學性和質量。特別是在一些地震、臺風等自然災害頻發的地區，剪力墻結構的應用能夠在很大程度上減小不同方向作用力的影響，提升整個建筑的強度。相較于傳統的建筑結構形式，剪力墻結構更具優勢，因此加強其在建筑結構設計中的應用有著非常重要的作用和意義。

1剪力墻

在建筑結構設計過程中，整個工程的基礎結構，使建筑結構的平衡和穩定得以保證，因此，剪力墻結構設計的概念應運而生，這種用鋼筋混凝土墻板來承受絕大部分豎向和水平地震力影響的結構稱為剪力墻結構。剪力墻結構設計的核心思維，是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，使其能承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力。依據本概念產生的設計具有較強的支撐力，可以在一定程度上減輕強風和地震對建筑結構的影響。隨著工業技術的提高，本概念在實踐中的應用越來越多，在其概念下產生的建筑工程也具有更加穩定、工程質量更加可靠的特點。此外，本概念的應用推廣，在實際工程中可以幫助提高施工速度，有效優化整個工程的施工周期。

在實際工程設計中，剪力墻結構應當依據現場工程地質實況和用戶使用需求，進行不同的設計，在實踐中分為普通剪力墻和開洞式剪力墻。對于前者而言，在實踐中的應用需要符合以下兩點：一，現場地質工況復雜及地震烈度和抗震需求較高的工程;第二，整體使用功能復雜、非單一結構形式的工程建筑。只有滿足上述情況，才能在實踐中應用剪力墻時不進行開洞設計。于后者而言，在實踐中的應用又分為不同的幾種情況：一，具有正常使用功能需求的剪力墻設計;二，特殊功能區，有多個開洞需求，且分布規律的剪力墻設計;第三，大開洞剪力墻設計。不同的設計需要通過具體的工程需求進行分析，在對現場工況與實際使用需求進行充分了解，和采取實際模擬地震水平力分析計算之后，根據實際工程經驗和規范要求，判斷所采用的設計形式。

2剪力墻結構設計的應用

2.1基礎方案及平面布置

在剪力墻基礎方案及承重構件設計的過程中，需要綜合考慮建筑周邊的地質條件、水文條件、建筑群分布情況以及施工工藝等來進行剪力墻結構的綜合設計，進一步提升基礎方案設計的可行性。剪力墻是一個平面性的墻體，所以平面布置非常重要。一方面，通過雙向布置設計的方式進一步提升剪力墻的承重和抗力效果，對提升空間的利用率以及企業的經濟效益等方面都有著重要的作用。在墻體布置的過程中，需要始終堅持對稱性原則，不僅要滿足建筑墻體的承重要求，而且要符合審美需求。另一方面，剪力墻的中心要與整個建筑內部空間的軸線保持一致，并且要保證其均勻性，以便能夠有效分散剪力作用。對于高度較高或是面積較大的建筑結構來說，剪力墻的墻肢長度要保證合理并且使其形成一連串的聯肢墻，這樣有利于提升墻體的整體穩定性，從而保證平面布局的合理性。

2.2剪力墻結構設計

在設計的過程中，需要保證剛度中心與建筑中心一致，減少扭轉效應對整個建筑結構穩定性的影響，并且根據實際情況改變墻肢長度、連梁高度，以此來保證剛度中心位置與建筑中心重疊。除此之外，由于其自身的特性，整體性能較好，相較于傳統的墻體來說能夠承受更大的水平地震作用。在具體設計的過程中，相關設計人員應通過多種方式來對剪力墻結構的抗側剛度、承載力等進行全方面優化，比如降低縱橫墻體的厚度、根據工程實際情況適當增加墻體之間的距離、減少墻體使用的數量等，進而對剪力墻結構的性能進行優化與提升。

2.3剪力墻厚度與配筋

合理控制剪力墻的厚度以及配筋能夠進一步提升整體應用效果。在剪力墻結構厚度設計的過程中，要根據建筑抗震需求以及相關規范中的要求進行合理設計。但是部分規定在面對多層或是高層建筑結構設計的時候并不能完全適用。如果建筑結構對于空間有一定的要求而不能設計外縱墻、翼墻等，則墻體的厚度需要達到320mm的最低值，同時進行合理計算和分析，保證墻肢軸壓比滿足工程的實際需求。對于墻體配筋率的設計應當遵循我國相關規范中各項條款所規定的內容，如《混凝土結構設計規范》中明確規定，如果抗震的等級為123級，那么在剪力墻結構設計的過程中，其墻體的配筋率不得低于0.25%，加強部位的配筋率應在0.3%及以上。此外，設計人員在進行配筋的過程中需要根據剪力墻的壓力進行合理計算，并且以結果為基礎適當增加鋼筋的用量，以滿足剪力墻結構的建設需求，但需要考慮到剪力墻本身的形狀和厚度，如果盲目增加鋼筋的用量，會導致墻體自重過大。

2.4大墻肢處理

在設計的過程中如果使用到較長的剪力墻，那么需要先保證這部分墻體自身的承載力能夠滿足工程的實際需求。同時，為了提高墻體的整體承載力，設計人員可以考慮將剪力墻結構劃分為數量眾多的獨立墻段。如果使用較短的剪力墻，那么就需要通過配筋的合理設計來提高墻體的整體承載力和強度。而為了保證剪力墻結構的整體質量，施工前需要對剪力墻進行開洞，并在施工完成后再將洞口砌填。

2.5連梁設計

2.5.1適當折減連梁的剛度

為保證剪力墻結構的性能，在計算時要根據工程的實際需求適當折減連梁的剛度，并且以設防烈度為基準來進行或多或少的折減。但是在整個折減的過程中要保證折減系數的合理性，避免連梁本身的承載力受到較大影響。

2.5.2適當提高洞口的寬度

根據工程的實際情況來適當拓寬洞口的寬度，能夠達到有效且適度降低連梁本身剛度的目的。并且由于連梁結構剛度的適當降低能夠提升其對于地震波的抵抗力，因此對提高剪力墻結構的穩固性有著非常重要的作用。

2.5.3適當提升剪力墻的厚度

在剪力墻厚度設計的過程中，適當增加剪力墻的厚度等同于增加了連梁截面的寬度。連梁截面的寬度越大，其承載力就越高，二者之間成正比例關系。但是加大剪力墻的厚度很可能會導致連梁抗剪承載力超限而影響整體結構的承載力，因此設計人員需要根據實際情況進行適當優化與解決，以便能夠保障充分發揮剪力墻結構的穩固性優勢。

2.6邊緣構件設計

通常情況下，施工中會用到約束性邊緣構件和無約束能力的邊緣構件，相對于后者來說，前者在承載力上要更強，幾乎可以達到40%。實際設計的過程中，需要根據工程的實際情況來選擇合適的邊緣構件種類。通常情況下，如果實際軸壓比大于可不設約束邊緣構件的最大軸壓比，那么可以選擇約束性邊緣結構構件;而如果實際軸壓比小于可不設約束邊緣構件的最大軸壓比，則選擇構造類的邊緣構件。

3結語

在建筑結構設計的過程中，剪力墻結構的設計和應用能夠在很大程度上提升整個建筑的質量，對提升建筑的安全穩定性、整體剛度、承載力以及抗震性能等方面都有著非常重要的作用。為了能夠充分發揮出剪力墻結構的優勢，相關設計人員必須要對剪力墻結構的優勢和劣勢加以分析，并且掌握該結構應用過程中的要點，進一步突出剪力墻結構的優點，使該結構能夠進一步提升建筑的整體質量。

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