建筑剪力墙结构的设计剖析

2016-02-17程路海中煤邯郸设计工程有限责任公司河北邯郸056031

中国房地产业 2016年3期

文/程路海中煤邯郸设计工程有限责任公司河北邯郸 056031

建筑剪力墙结构的设计剖析

文/程路海中煤邯郸设计工程有限责任公司河北邯郸 056031

【摘要】伴随着国民经济水平的不断攀升，建筑工程项目赢得了空前的发展机遇。同时加之人们生活水平的提升，使得建筑工程的质量以及功能要求也相应提高。剪力墙结构因其较好的抗震性能，较强的抗侧刚度，成为了目前建筑工程项目施工中的不二选择。因此文章着重探讨建筑剪力墙结构的设计。

【关键词】建筑工程；剪力墙；结构设计

现阶段，建筑工程项目在日益加快的城市化进程的推动下，得到了巨大的发展。目前，在建筑工程项目中，剪力墙结构因其独有的特性日益受到人们的关注和青睐，因此探讨建筑工程项目中剪力墙结构的设计尤其必要。

一、剪力墙结构的概念

建筑工程项目中用来承载地震作用、风荷载作用等引发的水平荷载墙体称之为剪力墙。由剪力墙的定义可以得知，剪力墙也叫做抗震墙或者是抗风墙。在建筑工程项目中之所以选用剪力墙，主要在于防止建筑物承载剪切作用而引发破坏现象。而剪力墙结构则指的是利用钢筋混凝土墙板来承担来自于水平方向以及垂直方向上的荷载力的结构形式。在进行剪力墙结构设计的时候，施工单位通常会利用钢筋混凝土墙板来替代建筑去框架结构的梁柱，以便于更好的控制建筑结构所产生的荷载力。剪力墙结构具备较好的刚度性能、抗震和抗风性能，因此在整个建筑工程项目得到了极为广泛的使用。

二、剪力墙结构的设计原则

由于剪力墙具备着外平面承载力小于内平面承载力，外平面刚度小于内平面刚度，因此当剪力墙和外平面方向的梁进行连接的时候，极为容易产生墙肢平面外弯矩。所以在对剪力墙结构进行设计的时候，需要遵循以下原则：第一，需最大限度防止剪力墙的外平面搭接。第二，在设计剪力墙结构的时候，需要依据主轴方向多进行布置，通过将不同方向的剪力墙连接在一起来避免拉通对直现象的发生。第三，在对剪力墙结构进行抗震设计的时候，应确保两个方向的侧向刚度一致，且尽量简单布置剪力墙结构，避免出现单向有墙的现象，同时均匀分布各个方向上的剪力墙，以便于充分发挥出剪力墙结构的整体良好性能。第四，却严格把控剪力墙的总体数量，需要依据工程项目的具体特点科学、合理的确定其数量。因为过多的剪力墙会增加抗侧力的刚度，进而引发地震力以及重量的增加，而若是布置了较少的剪力墙，则会促使结构的抗侧力减小。

三、剪力墙长度及厚度的选取

对于房屋建筑结构设计而言，合理确定剪力墙的厚度以及长度是其核心环节。因为剪力墙结构具备较大的宽度和长度，所以通常依据双向受力结构和柱形受力结构来设计其特性。以下就这两方面着重分析：

（一）剪力墙厚度的确定

依据我国的抗震规范，在进行剪力墙结构设计的时候，需要适当增加墙体的厚度，而对于厚度的具体确定需要依据建筑物的楼层高度进行合理确定。同时如果建筑物形式较为特殊，则可以采取概念性的设计方式，以便于有效控制剪力墙墙肢轴压的比值，以便于提升整个建筑物的稳定性，适当降低墙体的厚度，实现最佳的设计功效。

（二）剪力墙墙肢长度的确定

墙肢的长度也就是剪力墙的截面高度，其对于确保剪力墙结构的稳定性和外观协调性作用极大。通常而言，需要龙珠剪力墙墙肢的长度在8米之内。同时由于为进一步保障墙体构造的延伸性，有效防范外力损坏墙体，还可以利用弯曲设计的方式来对宽度和高度比例相差较大的部分进行设计，以便于对剪力墙结构进行适当的延伸，避免由于弯曲对墙体造成的破坏。

四、剪力墙结构设计的应用分析

（一）平面布置

在布置剪力墙平面的时候，需要依据均匀和对称的原则，并确保墙面结构的质量中心和刚度中心完全重合，以便于减低扭矩的产生，而对于内外剪力墙，则需要拉通对直，以降低不均衡的作用力的发生。同时还应该尽量沿着主轴的方向，采取双向或者是多向的方式进行剪力墙的布置。对于抗震功能设计时，严禁出现单向墙的设计方式，以充分发挥剪力墙的重要功效。此外，为保障建筑工程的质量以及安全性能，降低施工成本，不宜设置过大的抗侧力刚度。因为如果剪力墙的抗侧力刚度太大，则会导致地震力过大，进而引起墙体自身重力的增加。通常我们可以就经验公式T=（0.05-0.06）n来进行剪力墙侧向刚度大小的计算，其中公式中的n表示的是建筑结构的具体层数。通过对比计算结果以及建模标准，便可以准确判断其刚度是否合理。

（二）墙肢截面厚度

建筑工程相关规范对于剪力墙结构的厚度进行了规定，所以在设计的时候只需要依照规范进行确定即可。而对于短肢剪力墙，还规定其底部的加强部位不能低于0.2m，而其他部位则不能低于0.18m，以便于确保剪力墙的稳定性能以及结构刚度，进而全面保障建筑物的整体质量及安全。

（三）剪力墙连梁钢筋配置

连梁是高层建筑中一个十分重要的承重构件，其能够显著增加结构自身的刚度以及延性，进而增加结构的抗震性能。所以设计剪力墙结构时，还应该做好连梁的承压计算工作，以保障连梁的弯曲破坏优先于剪切破坏，进而保障整个结构的稳定性。对于配角的确定需要严格遵循设计标准，万不可拼接主观感受随意增加连梁的纵筋。

（四）对剪力墙墙身钢筋进行分析

通常而言，在四级抗震标准下，剪力墙水平以及竖直方向上的配角率需要大于等于0.2%，若基于前三级抗震标准，则应该提升剪力墙的配筋率，确保其不低于0.25%，进而确保剪力墙结构的抗震性以及稳定性。

（五）边缘构件设计

端柱以及暗柱等属于剪力墙结构的边缘构件，合理对其进行设计能够确保增加价格的延伸性，并避免出现水平位移现象，提升结构的抗剪性能。因此在具体设计中，需要结合实际状况，合理进行边缘构件的设计。

总之，剪力墙结构在建筑工程中的应用已经不再陌生，其良好的性能已经得到了人们的普遍认同。文章分析剪力墙结构设计的要点，对于确保剪力墙结构的稳定性、抗震性等都有着十分重要的作用，期望能够提供借鉴和参考。

参考文献

[1]蓝培余.解析建筑结构设计中剪力墙结构的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,(03):25.

[2]付艳强.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技风,2014,(01):142-143.