论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用观察

文/廖志文、冷俊 景德镇市建筑设计院 江西景德镇 333000

论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用观察

文/廖志文、冷俊 景德镇市建筑设计院 江西景德镇 333000

随着社会的发张与时代的进步，人们对于高层建筑的要求越来越高，由于剪力墙结构具有的良好优点，因此在我国的建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。本文结合了其结构设计中的原则与要点，简单分析了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，同时针对相关的应用提出相应的优化方式，在提高其可靠性与安全性的同时降低工程造价。

剪力墙；结构设计；应用

1、剪力墙结构设计需要遵循的基本原则

在建筑中，为了平衡结构水平力，剪力墙结构中传统框架中的梁柱通常被钢筋混凝土所代替，并由钢筋混凝土来承载内力，这种由钢筋混凝土板来承受竖向与水平力的结构剪力墙，即为剪力墙结构。

1.1 对墙体进行实际受力分析

建筑结构中，墙体通常是一种平面构件，因此墙体的实际受力往往除了水平方向的剪力以及弯矩之外，还包括了竖向压力。因此在建筑设计过程中，对剪力墙的结构设计通常要考虑墙体的实际受力情况，对其自身的受力进行合理充分的分析，以保证墙体在建筑未来使用中的使用寿命以及使用效果。

1.2 平面内搭接

剪力墙在同一平面内的刚度以及承载力通常较大，在平面外的刚度和承载力则相对较小。因此，这样的特点决定了其如果平面外的梁体与剪力墙连接，则会产生较大的墙肢平面外弯矩。然而，在实际施工过程中，人们往往不会对墙的平面外刚度和承载力进行受力分析的验算，因此会导致墙体的实际受力情况计算不足，安全隐患就此产生。因此，为了保障剪力墙平面外的安全，在对剪力墙进行结构设计过程中，结构设计师通常会尽可能的避免平面外连接，同时按照工程施工的相关标准采取相应的加固措施。

1.3 剪力墙连梁超限的调整原则

通常针对剪力墙的连梁来说的，为了不出现剪力与弯矩出现超出规定界限的情况，因此《高规》中规定剪力墙的连梁跨高比必须不小于 2.5，而对于跨高比不小于 5 的连梁结构，则禁止进行刚度折减，必须严格按照框架梁的标准规范进行结构设计。而当连梁的跨高比在 5-6 之间时，为了避免弯矩或剪力超限，则需要进行适当地连梁刚度折减。在实际建筑工程设计中，如果能对剪力墙连梁的超限进行合理有效的调整，则对整个工程造价有着巨大的影响，有效控制作业成本，节约工程投资。

2、剪力墙长度及厚度的确定

2.1 剪力墙墙肢长度的确定

墙肢长度是指整个剪力墙的截面高度，为了保证剪力墙结构的稳定性以及外观的协调性，因此，此参数的确定对整个剪力墙结构设计有着巨大的影响。剪力墙的结构通常具有延展性，为了承受建筑楼层中的大部分剪力，剪力墙墙肢长度往往被控制在八米以内，以保证其承受能力。另外，由于其延展性好的特点，为了避免墙体受到脆性的剪力破坏，因此对于宽度和高度比例相差较大（通常为大于2）的部分，往往被设计成弯曲破坏的延伸剪力墙，以减轻伤害。

2.2 剪力墙厚度的确定

剪力墙的厚度参数的确定与长度参数的确定同样重要。在建筑过程中，《高层建筑混凝土结构技术规程》对建筑结构的剪力墙截面尺寸有着相应的具体规定，同时，根据我国的抗震相关规定，剪力墙结构的厚度的确定应结合工程实际，根据建筑楼层高度来确定，同时进行一定程度的加厚。在遇到特殊类型的建筑时，可以采取概念性的设计原则，合理控制剪力墙墙肢轴压的比值，适当改变墙体的厚度，确保建筑稳定性，以达到建筑功能完善与美观的目的。

3、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

3.1 剪力墙合理定位

通常来说，剪力墙最好能够进行双向布置，尤其是针对抗震设计的剪力墙结构更应该避免出现单向墙体的结构布置形式。因此，为了减少扭矩，剪力墙的平面布置应尽可能做到均匀和对称，使得墙面结构的刚度中心与质量中心尽可能完全重合。内外剪力墙则需要尽可能的拉通、对直。剪力墙肢截面则应做到简单、规则。

3.2 平面布置

为了减少扭矩，剪力墙的平面布置应尽可能做到均匀和对称，使得墙面结构的刚度中心与质量中心尽可能完全重合。为了减少不均衡作用力，内外剪力墙则要尽可能的拉通和对直。为了充分发挥剪力墙的功能，通常来说，剪力墙最好能够进行双向布置，尤其是针对抗震设计的剪力墙结构更应该避免出现单向墙体的结构布置形式。为了保障建筑质量和安全，在实际结构设计中，剪力墙的抗侧力的刚度往往不应过大。为了使得剪力墙的抗侧力刚度与承载能力得到充分的发挥，可以通过经验公式 T=（0.05—0.06）n 来对其结构侧向刚度与剪力墙数量的适应情况进行判断（n代表建筑结构的层数）。将计算结果与建模时的标准进行比对，如果数值相对较大，则可适当减少剪力墙数量，如若数值较小，则需要增加。

3.3 墙肢截面厚度

为了保证剪力墙的稳定性以及结构刚度，确保建筑的整体质量和安全得到保障，建筑行业对其剪力墙的厚度提出了相关规范，《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定了剪力墙厚度的最小值，在规程中还针对短肢剪力墙，还提出其底部的加强部位不得小于层高、剪力墙无支长度的十六分之一，同时不小于0.2m，其他部位不得小于百分之五，同时不小于 0.18m。

3.4 对剪力墙墙身钢筋进行分析

按照四级抗震指标规定，通常情况下，剪力墙在水平以及竖直方向上的配筋率应大于千分之二，对于前三级抗震，为了保证剪力墙的抗震性能和稳定性，则需要适当的增加剪力墙的配筋率。

3.5 剪力墙的边缘构件设计

剪力墙的边缘构件主要由端柱、暗柱等组成，在设计剪力墙结构时，边缘构件设计往往能够提升其延伸性与其体抗剪的能力。因此，结合实际情况对边缘构件进行设计十分重要。

结语：

本文从建筑剪力墙结构设计的几个关键点进行分析，结合剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，针对其设计形式进行相应的优化设计，从而在保证其可靠性与安全性的同时降低了工程造价。

[1]王春伟.高层建筑转换层结构设计中的问题分析[J].黑龙江科技信息，2011（23）.

[2]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息，2011，（16）.

[3]田琦.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中华建设，2013（03）.