阐述建筑结构设计中剪力墙结构的运用

周志远

(山西省晋城煤业集团勘察设计院有限公司，048006)

阐述建筑结构设计中剪力墙结构的运用

周志远

(山西省晋城煤业集团勘察设计院有限公司，048006)

在建筑工程中，由于剪力墙结构具有抗震、抗风的特点，并且还能够有效的保证建筑的安全，以及还可以提供更大的空间进行建筑平面的布置，所以这种结构在建筑结构设计中得到了广泛的应用。本文主要对建筑结构设计中剪力墙结构的运用进行了详细的分析。

建筑工程 剪力墙结构 结构设计

一、前言

新时期，建筑行业有了突飞猛进的进步，尽管如此，但是要想更好的提高建筑结构的稳定性和使用安全，在进行建筑结构设计时，应该采用剪力墙结构，主要是因为剪力墙结构具有强度大、钢筋用量少、抗震等特点，这样就可以有效的预防自然灾害，也可以防止自身荷载对建筑物造成的严重破坏，从而就能够促进我国社会不断的向前进步和发展。

二、建筑剪力墙结构的基本概念

在建筑工程中，剪力墙结构主要是采用钢筋混凝土墙体板块来替换传统的框架结构，这样就可以很大程度的制约建筑结构中产生的水平力，也能够承受建筑物产生的负载量，用钢筋混凝土的墙体板块来替代。同时由于剪力墙结构可以获取很好的经济效益，所以被广泛的应用于建筑工程中，从而就大大的节省了成本。此外，倘若一个建筑物要承受很多个剪力墙，就要将其与筒体一起使用，这样大大的承受了建筑物水平上的荷载作用。

三、建筑工程剪力墙结构的设计原则

1、楼层间最小剪力系数的调整原则

在建筑工程中，进行剪力墙结构设计的时候，要严格的遵守楼层之间剪力系数达到最小的基本原则。同时要想减少因为房屋重量太大造成的房屋抗震性削弱，或者在地震来临的时候，减少造成的伤亡事故，设计方在进行建筑结构设计的时候，应该应用剪力墙结构，并且还要在短肢剪力墙承受第一振型底部地震倾覆力矩，以及其占据比例不能够超过结构总底部地震倾覆力矩的40%。此外，还要将楼层之间的剪力系数调整到最小，并且还要适量的减少剪力墙的数量。

2、楼层间最大位移与层高之比原则

在对剪力墙结构进行设计的过程中，一定要遵循楼层之间最大位移与楼层高比例的原则，并且还要随时的关注楼层间最大位移与楼层高度之间的比例，随后根据具体的情况对其进行合理的调整。对于剪力墙结构设计，与一般的建筑结构设计有很大的不同，所以设计的关键应该放在楼层间的扭转和剪切变形。同时由于竖向构件可以很好的控制楼层间扭转变形情况，所以作为设计方要合理的调整楼层间的最大位移和楼层高之间的比例，以及随时的对其进行监测，这样就可以减少扭转变形的程度，提高建筑的安全性能以及坚固程度。

四、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

1、剪力墙墙肢长度的确定

在建筑工程中，所谓的墙肢的长度主要是指整个剪力墙的截面高度，这一参数的确定可以在很大程度确保剪力墙结构的稳定性，同时也能够起到协调外观的作用。通常情况下，剪力墙墙肢长度需要控制在八米以内，而在剪力墙结构之中为了进一步的确保墙体构造的延伸性，还可以将宽度和高度比例相差较大的部分采取弯曲设计的形式设计成延伸性的剪力墙，这样就可以对墙体起到很好的保护作用。在实际的设计过程中，部分建筑的墙体长度比较大，所以为了进一步的确保剪力墙的墙体宽度和高度之间的比值，需要采取开洞的方式，将墙体分隔成为连续的、均匀的、长度比较小的连续肢墙，针对其开洞的设计应当采取弯矩约束比较小的弱连梁的设计形式，从而来增强墙体的结构稳定性和刚性。

2、确定剪力墙设置的厚度

在进行墙面厚度设置的时候，要根据整个建筑的抗震等级来对其进行设计，8度地震区剪力墙结构的抗震等级至少应为二级；按高规7.2.1条要求剪力墙底部加强部位墙厚，一、二级抗震等级时不宜小于200mm，且不小于层高的1/16，其他部位不小于160mm；墙端柱或翼墙的一字形独立剪刀墙，底部加强不应小于220mm，其他部位不应小于180mm。

3、连梁设计

在剪力墙结构中，连梁是进行墙肢与墙肢连接的梁，它对于整个建筑物具有非常重要的作用。所以倘若剪力墙受到水平荷载的作用，墙肢就会出现扭曲的情况。由于连梁装置能够很好的平衡墙肢的水平负荷力，也能够很好的改善墙肢受力情况，就一定要重点的关注墙肢之间的连梁，这样对整个剪力墙结构都有非常重要的影响和作用。同时在进行剪力墙结构设计过程中，连梁设计是非常重要的组成部分，那么就一定要对其进行合理的设计，不然就会带来非常严重的影响。在进行连梁结构设计时，设计人员一定严格的按照有关的规定，适当的减少连梁结构刚度和高度，并且还要适当的增加其跨度，这样就能够很大程度的降低结构的刚度，也能够不断的完善抗震结构设计的体系，从而有效的缓解地震对剪力墙结构的影响。

4、配筋设计

首先要根据剪力墙的厚度来对配筋进行设计，倘若墙厚小于40cm时，就需要采用双排配筋；倘若剪力墙的厚度在40cm ～ 70cm之间，就需要采用三排布置配筋；倘若剪力墙的厚度在70cm以上，就需要采用四排配筋，与此同时还要均匀的布置受力主筋，并且将其布置成排。然后在进行在抗震设计、非抗震设计的时候，剪力墙的竖向与水平上的筋配筋率要控制在0.20%以下，并且钢筋的直径要控制在8mm以下，以及其间距要控制在30cm以下。针对一部分采用框支剪力墙结构的建筑，在对其进行抗震设计的时候，一定要加强部分部位的配筋率，其配筋率要控制在0.3%以上，钢筋的直径要控制在8mm以上，以及其间隔距离要控制在20cm以下；在进行非抗震设计的时候，配筋率应该控制在0.25%以上。

5、边缘构件设计

对于剪力墙结构中的边缘构件，可以将其分为构造边缘和约束边缘两种构造，因为这两种构造的设计方法有很大的不同，所以一定要科学合理的对边缘构造进行设计，从而才能确保剪力墙结构的合理性。对于一、二、三级抗震设计的剪力墙底层墙肢的轴压比大于限值要求，以及部分框支剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；对于一、二、三级除抗震设计加强剪力墙的其他部位和非抗震设计的剪力墙端部均应设置构造边缘构件。约束边缘构件主要是由暗柱、端柱、翼墙等组合而成的，其混凝土用箍筋约束，有比较大的变形能力。因此，对于约束边缘构件中的暗柱，剪力墙里的暗置部件截面范围都是用阴影填充表示出的，阴影填充范围表示暗柱的截面尺寸，其阴影部分必须采用箍筋，阴影范围之外可以采用箍筋或拉筋，但约束边缘构件的边界处应为箍筋。至于对于构造边缘构件来说，由于其相比于约束边缘构件对混凝土的约束较差。所以，对于构造边缘构件，在底部加强部位及抗震墙转角处宜用箍筋，构造边缘构件的边界处应为箍筋，箍筋范围内的其他部位用拉筋即可。

五、结束语

当今社会，伴随着生活水平和质量的不断提高，人们对居住建筑的要求越来越高，所以在进行建筑结构设计的时候，不仅要保证建筑物的安全性，还要不断的进行思考和探究。首先需要对剪力墙所具备的优缺点有一个清楚地认识，这样才能思考出如何更好的加强剪力墙结构设计的综合利用率，同时还要结合我国的现状，借鉴外国先进的设计理念和技术进行设计，只有这样才能够最大程度的提高设计水平，从而获取最大的效益。

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1007-6344（2015）11-0148-01