(合肥水泥研究设计院 230051)

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

谢定芬

(合肥水泥研究设计院 230051)

经济不断发展，对建筑行业有了更高的要求，在后续设计阶段需要从实际情况入手，对结构设计模式进行分析，按照设计流程执行。此外剪力墙作为高层建筑体系的重要组成部分，在建筑中有重要的作用。相关设计人员需要对从建筑结构设计要求入手，对剪力墙本身进行了解，做好结构评估工作，按照设计流程实施。在本次研究中对剪力墙结构体系进行分析，对具体设计要求的落实进行探究。

建筑结构；剪力墙；结构设计

剪力墙是当前建筑系统常见的一种结构类型，该体系刚度比较大，便于施工，抗争性能比较突出，在实际建筑施工中发挥重要的作用。剪力墙结构在我国建筑系统中有重要的作用，该结构形式比较特殊，涉及到的内容比较多，针对墙体结构的特殊性和具体变化，需要根据结构设计要求和模式落实，进而实现剪力墙的合理化设计。

1.剪力墙结构概述

1.1剪力墙结构

剪力墙指的是在建筑中，用来承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载的墙体，剪力墙结构体系本身起到重要的作用，能保证房屋以及结构的坚固性和稳定性，需要提前对建筑结构的受体引起重视，合理应用钢筋混凝土材料，以提升结构的坚固性作为基础，满足系统建设要求。现有的建筑结构对剪力墙结构体系有严格的要求，根据建筑物应用要求可知，对构件方案进行了解后，需要结合组合结构方案进行落实，以框架系统和结构模式为基础，如果刚度比较大，则材料耗费的比较少[1]。

简单而言，剪力墙结构对钢板承受力有一定的要求，其重力多是来自垂直方向和水平方向。在结构设计阶段，施工单位需要对框架体系进行掌握，按照结构流程和比例要求实施，实践证明有效的剪力墙结构能提升水平方向的荷载力，对结构产生的水平力以及结构属性进行有效的控制。通常而言，剪力墙结构指的是竖向的钢筋混凝土墙板，水平方向的设计以搭载为基础，优势突出。剪力墙结构在性能上有一定的抗震性，因此在建筑结构设计中得到广泛的应用。

1.2剪力墙结构的分类

对剪力墙的墙体和开洞尺寸掌握后，可以将剪力墙结构进行分类处理，做好墙体分析工作，按照墙体开洞尺寸进行分类。

（1）实体墙

实体墙指的没有开洞的截面墙，或者是截面墙开洞后没有超过15%的剪力墙。如果墙体出现变形的现象，则说明弯矩图设计不合理。为了避免出现突变的情况，需要提前对墙体承载力进行评估，最大程度减少异常情况，保证剪力墙结构体系的完善性。

（2）小开口的剪力墙

小开口剪力墙是开洞的，开口面积比较小，在墙体设计过程中，需要按照设计流程和指标进行落实。小开口的形式以弯曲型为主，墙体本身不会存在反弯的现象，但是可能出现突变，设计人员要做好墙体分析工作，按照指标要求实施[2]。

（3）多肢剪力墙

多肢剪力墙，指的是剪力墙墙体开洞，开洞面积过大或者墙体洞口成列状分布的剪力墙，此类墙体不会出现异常现象，根据受力特点和实际情况，要对开口比进行设定，保证墙体有效性。

（4）壁式框架剪力墙

所谓壁式框架的剪力墙，指的是剪力墙墙体的在开洞尺寸比较大，刚度以及剪力墙的前提刚度比较接近剪力墙，此类墙体的设计对受力结构和框架体系有严格的要求，需要按照受力结构和实际施工要求实施。

2.剪力墙结构的原则

针对剪力墙结构体系的特殊性，在实践阶段需要提前对结构体系进行掌握，以设计形式作为基础，按照比例和要求落实，保证剪力系统的合理性。以下将对剪力墙结构的原则进行分析。

2.1最小剪力系数调整原则

在建筑体系设计过程中，楼层之间要对剪力系数进行调整，施工过程中，为了降低自身重量提高性能，必须对空间进行处理，保证刚度适中的前提下调整。此外楼层间的最小系数得到控制后，工程造价减少，成本降低。

2.2比例适当调整的原则

在普通建筑进行设计的阶段，其设计重点是对扭曲现象进行处理，由于建筑区域对剪力系数有严格的要求，如果比例调整不当或者存在其他现象，势必影响结构体系的应用。这种不合理的体系设计必然会导致楼宇出现扭曲的情况。如果剪力墙结构无法满足位移的设计要求，则要依据竖向构件的刚度，对其进行调整，注意满足楼层间最大位移以及楼层高的比例要求。

2.3剪力墙的调整原则

在剪力墙的结构设计阶段，需要对剪力墙的高度进行掌握，如果跨度小于2.5，会出现弯矩的情况，因此结构体系的设计需要超过2.5.同时需要注意的是，剪力墙的连梁跨高比要进行有效规划。在保证剪力墙刚度不变的前提下，如果高度比例为5:6，则说明应力体系超过限定值的要求。在后续设计阶段，需要保证施工质量，满足建筑工程成本投入要求。

3.剪力墙结构在建筑结构中的具体应用

3.1剪力墙设计注意事项

剪力墙在设计过程中要以结构设计和空间设计作为基础，保证设计的对称性。在地震频发以及其他恶劣的环境下，可行性比较高。在实际施工阶段，需要对施工方案进行分析，以实际行为指导作为基础，要避免出现单方向剪力墙的设置，实践证明，只有保证剪力墙的平稳分布，才能切实提升施工质量。尤其是在地震频发的区域，剪力墙对钢度受力有严格的要求，要确定厚度，合理进行控制。设计阶段要充分利用平面内部刚度，对承载力进行掌握，按照结构以及构造的模式的要求入手，此外需要对剪力墙以及平面外的梁结构进行半刚接设计[3]。

3.2剪力墙厚度和配筋

在前期设计过程中，剪力墙的厚度和配筋问题是施工关键，为了使其满足剪力墙结构设计要求，需要做好厚度和配筋问题，提前对强度和要求进行掌握。如果高层抗震系数为1或者2级，对底部位置强化后，可以将其控制在200mm以上。如果对高层的抗震要求是3、4级的话，不应小于层高或者无支长度的1/20，剪力墙的厚度要根据结构和受力要求确定。

3.3剪力墙配筋设计

剪力墙的厚度需要结合实际抗震要求确定，在配筋设计过程中，可以根据抗震等级确定。根据施工具体要求可知，配筋率是固定的，如果高层建筑的抗震系数为4级，则分布的配筋率不能少于0.25%，高层设计过程中，配筋率为0.20%左右。此外在整体设计过程中，对配件和设备也有一定的要求，要按照抗震要求和刚度进行调整，保证其安全性。

3.4剪力墙的边缘构造设计

在现阶段，剪力墙施工设计取得了突出的成就，在边缘施工中可以适当增加端柱，以边缘构件作为基础，为了提升抗震性能，要提前对受力现象进行掌握，做好受力体系的测量工作。由于本身构造比较特殊，要对水平受力以及内力等进行调整，避免出现裂缝的情况。由于墙体本身破坏现象严重，在设计过程中要适当减少刚度，按照要求和规范进行设计，进而提升建筑体系的设计质量[4]。

结束语

近些年来我国高层建筑取得了突出的成就，对建筑系统的安全性有了更高的要求。设计人员要掌握结构设计的内容和要求，以区域性剪力墙设计指标为例，合理选择剪力墙的厚度和配筋率，进而保证建筑整体的安全性和可靠性。

[1]张举涛.8度地震区高层建筑短肢剪力墙结构的判别及设计探讨[J].土木工程学报,2011,09(12):65-70.

[2]戴亚鹏.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].山西建筑,2015,04（02）:36-37.

[3]郑鹏.剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述[J].科技创新与应用,2017,03（02）:248.

[4]陈铁文.对高层建筑框架剪力墙结构设计中一些问题的思索[J].建材与装饰,2016,26（12）:100-101.

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1007-6344（2017）06-0091-01