建筑结构设计中的剪力墙结构设计

王满齐

摘要：随着我国经济社会的迅速发展，对施工项目的质量要求也越来越高。框架剪力墙结构施工是建筑工程中的一个关键环节，它可以有效地提高结构的受力、刚度性能，并可节约建设费用，深化其技术内涵，促进建筑业的持续健康发展。同时，由于建筑业的发展，建筑结构也在逐步走向多样化。在当前的建筑工程中，不断寻求新的结构形式是当前的热门课题。因此，剪力墙结构在工程中的应用越来越受到重视。本文着重对有关建筑结构设计中的剪力墙结构的实际设计进行了分析。

关键词：建筑结构;设计;剪力墙结构

1框架剪力墙特征

在建筑工程中，框架剪力墙是在对原有框架结构进行科学应用的基础上，对原有框架结构进行了改造，使其具有更大的受力性能，在建筑工程中合理地应用框架剪力墙，可以提高建筑的实用价值。框架剪力墙是与地面垂直的，根据其受力特点，若其抗压强度不够，将会引起其变形，从刚度特性上讲，框架剪力墙的受力与一般框架结构具有相似之处，且具有交互作用。框架结构抗震性能好，布局灵活，能够适应大面积的功能需求，但在大跨度的基础上，其抗侧刚度难以达到;为充分利用框架和剪力墙的优势，避免其缺陷，将框架和剪力墙结合起来，“改造”剪力墙，“改造”框架结构，将剪力墙的一部分改为框架柱，或拆下框架柱，并在适当的地方按建筑平面的需要设置剪力墙，从而形成框-剪力墙结构。框架-剪力墙结构在保持了框架和剪力墙的优势的同时，又保持了其优势。同时，合理安排剪力墙和框架，使其在结构上得到充分的利用，技术经济指标也更好，因此在高层建筑中得到了广泛的应用。

2建筑设计剪力墙结构设计的应用策略

在建筑设计中，剪力墙结构的设计是非常重要的，因此，在进行剪力墙的设计时，必须全面地考虑到工程的设计与施工的基本需求。因此，设计者必须对剪力墙的合理布置、剪力墙腿长度的确定、厚度的确定、连续梁的类型、配筋及边部的设计。

2.1剪力墙的规划布置

在剪力墙结构的设计中，应根据空间特性进行合理布置，通常对于高层建筑，应采取双向剪力墙结构，以保证两侧剪力墙的刚度均衡，降低横向位移，防止墙体受外力影响而发生扭转，从而改善结构的稳定性。由于剪力墙在水平方向上的作用比较大，其自身的振动周期也比较短，因此很容易对其自身的稳定性产生不利的影响。因此，在进行结构设计时，应注意力的均衡，可以采取减少剪力墙的厚度、增大剪力墙间距等措施，减少水平地震力的作用，防止产生位移、断裂等问题。同时，以上的施工方法还可以减轻剪力墙的重量，减轻结构的承载力。当剪力墙的设计中出现大的孔洞时，应确保其在同一直线上。根据墙体的受力状况，进行合理的应力分区，以保证二者的均衡性和对称性。若下部结构采用框架支承，则应使下部剪力墙的数目超过上部剪力墙的一半。在进行剪力墙设计时，应充分考虑其抗震性能，以防止由于变形引起的楼板、平面等结构的破坏。

2.2确定剪力墙墙肢长度

在剪力墙腿长度的确定中，首先要考虑到结构的功能需求，然后是剪力墙腿的长度不宜過长或过短，确定的原则是：尽量设置长墙，减少设置短墙。由于墙肢长度太长，造成的裂缝宽度也比较大，所以墙节段的长度不宜太大，墙肢的长度不宜超过8 m;如果墙肢的长度很短，则会形成短肢剪力墙，造成多个楼层的反弯点，使受力发生变化，逐步向异形柱靠拢，抗震能力下降。因此为了保证建筑物的安全，它不会在震区使用，并且不能使用全短肢剪力墙。

2.3确定剪力墙结构的厚度

根据现行规范的规定，在一级、二级地震时，下部加固段的剪力墙厚度要大于200 mm，长度要大于或等于1/16，而三级和四级地震时，墙体的厚度不得低于160，不能低于层高和无支长的1/20。对于其它部分，在一级、二级地震时，墙厚不能低于160毫米，也不能低于无支长的1/20。为了防止由于剪力墙的厚度太小，刚度不够，造成结构的稳定性下降，从而出现压屈失稳。但这一准则也有例外，即八级地震带中多层或层间剪力墙结构的房屋，其标准有很大的偏离。例如，10层以下的剪力墙，由于受重力作用，墙肢压轴比较小，仅能进行构造配筋，而根据层高的规定，剪力墙的厚度通常为240毫米，这已经超过了设计规范。因此，在进行剪力墙的设计时，必须依据规范，结合具体情况，对其进行全面的分析，以保证其合理的设计。

2.4剪力墙连续梁方案

连续梁是一种连接墙腿结构的剪力墙，它的特点是跨高比小，连接墙肢刚度大。连续梁除了作为桥梁的连接功能之外，其支承效果更好，可以抵抗地震、风荷载等因素的影响。因此，在设计时应根据工程实际，对连续梁进行合理的施工，提高其刚度，保证其稳定。在实际设计中，剪力墙连续梁的抗震设计应遵循“强墙肢弱连续梁”的原则，以改善其延性，一般在跨高相对较小的连续梁内部，宜采用交叉斜筋，其方向与主拉应力方向相一致，以克服弯剪作用下的主应力发生改变，进而达到控制裂缝问题的目的。

2.5剪力墙墙体配筋的合理设置

由于剪力墙结构中钢筋的大量使用，所以如何合理地布置剪力墙的钢筋成为了结构设计中的一个关键问题，一般的墙体配筋是由结构计算得到的，但是一些墙体的配筋是依据规范的，在进行剪力墙的配筋时，应在满足结构计算的条件下，对墙体的横向和竖向分布的钢筋进行配筋，以达到墙体的承载力和减少钢材的消耗，达到节省钢筋的目的。

2.6合理确定剪力墙结构边缘构件

在剪力墙布置完毕后，剪力墙的边缘构件的合理选择就显得非常重要。在此基础上，设置剪力墙边构件，以提高其延性、提高耗能性能，进而降低其它构件的抗震要求。剪力墙的边框通常是指在剪力墙内的暗柱或端柱，通常在墙肢的端部、转角和剪力墙大的孔洞两侧。在剪力墙中加入边框构件，可以有效地改善其承载力和延性。

结束语

总体而言，建筑的结构设计质量与其整体的安全、稳定有着直接的关系。建筑结构设计者在充分运用剪力墙结构进行设计时，既要确保建筑的设计质量，又要充分考虑到人们对建筑结构的实际需要，从而使建筑的设计更加舒适和美观。

参考文献

[1]李青春.建筑剪力墙结构设计优化策略研究[J].工程建设与设计，2020（21）：40-41+44.