浅析建筑结构中剪力墙设计

浅析建筑结构中剪力墙设计

豆蕴华

西安城投投资发展有限公司陕西西安710075

摘要：由于我国建筑行业的逐步发展，建筑结构设计水平不断提高，在资源短缺的国际形势下，诸多建筑企业将节约成本放在工程建设的首要位置，这就要求设计人员更加注重设计成果的影响。通过对建筑结构中剪力墙的设计方法进行探讨，进一步提高结构的设计水平，从而保证建筑的经济合理性。合理运用剪力墙不仅可以提高建筑结构的承载力，还能增强建筑的抗震性，提高地震时建筑的延性，降低地震作用带来的灾害影响，因此在高层建筑设计时，重视剪力墙的设计与应用，保障建筑整体的安全性，起到很重要的作用。

关键词：建筑结构设计；剪力墙设计；运用要点

引言

众所周知，剪力墙是当前建筑结构设计中非常常见的构件类型，尤其是随着城市化进程的发展，高层建筑被广泛应用，比如住宅、办公楼、酒店等建筑。剪力墙具有抗侧刚度大、抗震性能好、侧移小的特点，能够满足不同建筑风格的要求，为了确保剪力墙在建筑结构中有效发挥作用，就需要对剪力墙的设计进行分析，在结构设计中准确有效的应用剪力墙，使建筑结构设计更合理，从而实现建筑结构设计水平的整体提高。

1剪力墙的设计

1.1厚度设计

在设计剪力墙构件时，必须严格遵守国家相关规范规定，剪力墙的截面厚度需根据相应的抗震等级来确定，当建筑物的抗震等级是一、二级时，底部加强部位范围内的剪力墙厚度不应小于200mm，其余部位墙体厚度不应小于160mm；当抗震等级是三、四级时，剪力墙的截面厚度不应小于160mm；对于无端柱或者无翼墙的一字形独立剪力墙，底部加强部位的墙厚要求更为严格，一、二级抗震等级不应小于220mm，三、四级抗震等级时不应小于180mm。在对剪力墙厚度进行设计时，除了遵守上述一般规定外，如果实际遇到的结构形式比较复杂，比如框剪结构、筒体结构或者短肢剪力墙等，剪力墙截面厚度还应当符合相应结构形式下的厚度规定，这就要求我们设计人员熟练掌握规范内容，增强概念设计理念，同时考虑到结构设计要有利于施工现场钢筋的绑扎及混凝土浇筑质量的控制，进而保证建筑结构的安全性、可靠性。

1.2延性设计

剪力墙设计应重点从这几个方面着手：首先，保证结构的墙体底部具有较好的延性及耗能能力，应控制结构在其底部一定高度范围不出现屈服，对墙体底部加强部位范围内的受剪承载力予以提高，加强其抗震构造措施，保证建筑物底部一定高度范围具有较大的弹性变形能力，提高结构的整体抗倒塌能力。另外，在强震作用下，结构破坏的过程应当是连梁先屈服，然后是墙肢底部出现塑性铰，连梁设计应当遵循强剪弱弯的原则，连梁作为耗能构件，必须保证其延性，避免在地震作用下，连梁发生剪切破坏。

1.3结构参数

由于建筑物承受的荷载类型较多，且受力机理复杂，所以在剪力墙设计时，需对各项参数全面考虑，以便对结构性能进行综合控制，从而使建筑物达到可靠的承载能力。在判断建筑结构的计算参数时，务必要对建筑物的高宽比、位移比、平面及竖向规则程度等进行全面分析，进而展开设计，将建筑结构的各项计算参数控制在规范允许且合理的范围内，来确保建筑结构设计的正确性。

2剪力墙设计在建筑结构设计中的运用要点

2.1剪力墙的布置

为了能够有效发挥剪力墙良好的抗震性能，在结构设计过程中需要对剪力墙构件进行合理布置。通常情况下，可以从两方面进行控制：一是结构的平面布置，二是结构的竖向布置。结构平面布置宜遵循对称原则，剪力墙的平面布置时，尽量做到平面内对称，使剪力墙的质量中心和刚度中心尽量重合，剪力墙平面受力均匀，避免发生扭转等不良影响；剪力墙的竖向布置时，宜上下贯通，使剪力墙在竖向连续，避免结构在竖向的侧向刚度发生较大突变，影响结构整体承载能力。

2.2剪力墙的墙肢设计

剪力墙结构应具有良好延性和刚度，这直接影响整个结构的受力性能，所以在实际工程设计过程中要充分利用这些优势。通常情况下，在设计高层建筑结构的剪力墙时，墙肢长度很长时，墙体受弯后产生的裂缝宽度较大，墙体的配筋容易拉断，严重降低墙体的承载力和稳定性，因此在设计时可通过开设洞口将长墙分成长度较小的墙段，使每个墙段成为高宽比大于3的独立墙肢或联肢墙，这样的细高剪力墙容易设计成具有延性的弯曲破坏剪力墙；如果剪力墙的截面厚度不大于300mm且长度较小，容易形成短肢剪力墙，短肢剪力墙沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢出现反弯点，受力时会承担较大的轴力和剪力，抗震设计时抗震性能较差，严重影响建筑的安全性，因此在高层住宅结构中不宜过多布置短肢剪力墙，应避免全部采用短肢剪力墙。除此之外，不同形式的剪力墙，截面配筋均应按计算配筋，且符合规范要求。

2.3剪力墙连梁设计

在建筑结构设计中，剪力墙连梁设计不仅能够使结构刚度得到保证，而且还有利于减小建筑的侧移，因此，其具有非常重要的意义。根据有关试验研究结果，连梁截面的平均剪应力大小对连梁破坏性能影响较大，尤其在小跨高比条件下，如果连梁截面的平均剪应力过大，在箍筋充分发挥作用之前，连梁就会发生剪切破坏，在实际设计中，尽量实现连梁的强剪弱弯，避免剪切破坏、提高延性，然而，在建筑结构设计中，剪力墙连梁设计需要考虑诸多因素的影响。比如，在剪力墙连梁设计过程中，对于梁的结构抗侧力刚度与内力，必须考虑与之相连剪力墙的墙肢刚度的影响；当连梁跨高比较小时，在反复荷载作用下极易导致连梁产生斜裂缝，引起剪切破坏，因此，在剪力墙结构设计过程中，为了防止剪力墙连梁剪切破坏现象的发生，可以采用跨高比较大的连梁，从而有效保障连梁的延性。除此之外，在剪力墙结构设计过程中，还要做好内力分析工作，同时可以对连梁刚度进行折减，从而防止剪力墙连梁出现剪切破坏。

结束语

总体来说，建筑结构设计中的剪力墙已经得到了非常广泛的应用，但从具体的应用情况来看，目前剪力墙设计应用还存在诸多问题需要结合工程实际情况加以分析，所以在进行剪力墙设计时一定要结合工程的实际情况合理应用，不能脱离结构设计原理和规范要求，把握住要点，在保证安全的前提下，尽量使结构布置更合理，才能有效降低工程成本。

参考文献：

[1]张卫华.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].门窗，2017，01：15+18.

[2]周任.论剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].科技与创新，2017，09：156~157.

[3]钟迅.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].建材与装饰，2017，15：102~103.

[4]李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012（9）.