论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用 赵锋

论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用赵锋
摘要：随着社会经济的快速发展，我国城市化建设的脚步也越来越快，建筑行
业也由此蓬勃发展。

当前，建筑物的内部结构不断发生着变化，并且在设计过程
中加入了很多创新模式，而其中剪力墙结构便是典型的代表，剪力墙结构具有抗
侧刚度大，侧移小，以及抗震性能好等一系列的优点，使得其被广泛的应用在很
多大型的建筑结构设计中。

本文简述了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用。

关键词：剪力墙结构；建筑结构设计；应用
一剪力墙结构的特点分析
剪力墙有很多的别名，例如：抗震墙、挡风墙、结构墙等，这些名字都是从
墙体作用或者是结构原理上进行命名的，而从这些名字中也能看出剪力墙结构在
整体建筑结构中的重要作用，抗震、挡风、支撑和载压。

剪力墙结构在被广泛应
用在建筑设计领域的同时，也存在着一些不可避免的缺陷，例如：采用模板墙和
钢筋混凝土板进行载压时，虽然墙体的整体性比较强，但是载压的方式比较单一，无法被拆除和破坏，而在进行其他墙体方面的结构完善时，这种整体性及无法破
坏是非常大的阻碍。

另外，剪力墙不太适用于小型的建筑项目，因为其造价比较高，并且钢筋混泥土板的施工技术难度较大，各项资源消耗也非常大。

所以，这
些缺陷是今后剪力墙结构设计和建筑行业所需要共同攻克的难点。

二剪力墙结构设计的主要原则
（1）在剪力墙结构设计时，主要是沿着主轴的方向进行双向或多向布置，最好是让不同方向的剪力墙能够相互连接起来，同时应注意要尽可能避免拉通对直；在进行抗震结构设计的时候，应使得两个方向的侧向刚度相互接近，而剪力墙的
墙肢设计必须符合规则且尽量简易。

在高层建筑的剪力墙结构中，特别是在抗震
设计中，因避免出现单方向有墙的设计模式，这样才能使之具有更好的工作性能.
剪力墙在分布上要尽量均匀且数量要相当。

剪力墙在配置比较少时，结构的抗侧
力刚度就会因数量的较少而减弱，而如果剪力墙如果配置过多，则墙体也无法得
到充分的使用，使得抗侧力的刚度过大，从而导致震力过大，自身的重力也会随
之变大。

（2）墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析，求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。

当受较大集中荷载作
用时再增加对局部受压承载力验算。

在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽
度按以下情况取小值：剪力墙之间的间距；门窗洞口之间的翼缘宽度；墙肢总高
度的十分之一；剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各六倍的长度。

（3）剪力墙有自身的特点，其平面的内刚度和实际的承载力大，这样相对来说平面外刚度和承载力就小，这样当剪力墙和平面外的梁接连的时候，就形成墙
肢的外弯矩状况，但是常态情况并不验算平面外刚度和承载力。

所以要尽可能的
不进行外搭接情况，不能避免的时候则要有适当的措施，以确保剪力墙平面外的
质量和安全。

三剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
3.1约束边缘构件处理
无约束边缘构件剪力墙和有约束边缘构件剪力墙相比较，其极限承载力降低40%，极限层间位移角就会减少一倍，对地震能量的消耗能力就会减少20%，因此，在设计剪力墙结构时，要根据不同级别的剪力墙轴压比，选用相对应的边缘
构件。

剪力墙边缘构件可以分为约束边缘构件和构造边缘构件两种情况，对于抗
震等级一、二、三级的剪力墙底部加强部位及其上一层的剪力墙肢，重力荷载作用下墙体的轴压比大于相关规定，要设置约束边缘构件，其余情况要按规定设置构造边缘构件。

3.2剪力墙中大墙肢相关处理
剪力墙的结构必须要具备一定的延展性，对于呈细高状且宽高比小于2的剪力墙，应被设计成弯曲破坏的延性剪力墙，这样能够避免受到脆性的剪切破坏。

当墙长度较长时，为了满足每墙段的宽高比均大于2，就可以通过开洞的方式分割墙为均匀而小的独立墙段。

同时，在墙段长度比较小时，其受弯产生的裂缝宽度就比较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。

在剪力墙结构中，若长度小于八米的大墙肢比较少，在理论计算汇总楼层的剪力大部分则会由这些大墙肢来承受，特别是在发生较大地震时，这些大墙肢非常容易受到破坏。

因此，为防止这种现象的发生，应根据实际状况对长度超过八米的墙肢，通过采取开计算洞和开施工洞的处理方法。

3.3 剪力墙连梁相关问题处理
3.3.1连梁在建筑结构设计中的作用
在剪力墙结构中，墙肢与连接墙肢的梁称为连梁。

在水平荷载作用下，由于墙肢发生弯曲变形，从而导致连梁产生内力。

此时连梁端部的内力反过来减小与之相连的墙肢的变形和内力，对墙肢起到一定的约束作用，从而改善墙肢的受力状态。

因此，连梁对于剪力墙结构特别重要，除了起到连接墙肢作用，同时还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

3.3.2关于剪力墙连梁超筋问题的处理
由于剪力剪压比要求方面不能够得到满足，而出现连梁的超筋问题。

当平面中当墙段相对较长时，连梁易超筋的部位多在其中部，但是在实际设计中连梁易超筋的部位，通常剪力墙结构中，在大约高度三分之一的楼层。

当墙段中墙肢截面高度程度相差比较大，且不均匀时，在墙肢处连梁易超筋。

剪切变形对剪力墙连梁的影响非常大，当剪力墙连梁的尺寸要求不能满足时，依据国家相关规定《高规》，给出了一下三种处理方法：
（1）抗震设计的剪力墙中连梁弯矩剪力，可以通过调整其塑性处理；
（2）可以适当的降低连梁的截面高度；
（3）当连梁破坏影响竖向荷载不够明显时，可以考虑在地震作用下放弃对该连梁的使用，然后通过分析独立墙肢在二次多遇地震过程中的结构内力，墙肢配筋计算应该根据两次计算所得的较大内力进行。

3.4有效提升建筑整体结构性能
剪力墙结构的根本作用是防震，在设计优化过程中则要坚持简单、规则的基本原则，以减少发生地震时对于剪力墙结构的抗压作用。

在进行剪力墙结构设计前，应注意结构受力情况明确，避免在地震或者其他灾难时出现局部结构受力不匀称的情况，有效控制危害性。

在剪力墙结构的设计时，应尽量加强结构薄弱部位，避免结构的局部能力较弱。

另外，应结合设计人员以往的工作经验及相关技术参数，分析出可能出现薄弱结构的位置，认真进行设计方案的修订，并且采取相应的技术措施，以提高结构的总体抗震能力。

四结束语
总之，在建筑结构设计中一个非常重要的组成部分就是剪力墙结构的设计。

因此，在进行剪力墙结构的设计工作中，建筑设计人员必须要全面综合的考虑各个方面的影响因素和制约条件，加强对这一结构的优化设计，充分的根据剪力墙
结构的特点，并结合建筑物的具体情况，科学合理的设计剪力墙结构，使整个建
筑设计中能充分的体现出由于剪力墙的运用而带来的巨大优势和作用。

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