探析建筑结构设计中的剪力墙结构设计

探析建筑结构设计中的剪力墙结构设计

摘要：随着城镇化的进一步推进,建筑行业也得到了较好的发展机会,而在土

地资源相对稀缺的城市,住宅建筑有效使用空间面积最大,使用效率最高,其是现

代房地产建筑的主流产品。但是,住宅建筑尤其是高层住宅建筑,其对安全性、稳

定性等的要求更高。在这种情况下,剪力墙结构因具备灵活度高、刚度大、稳定

性和抗震性好、实用性强、美观度高等特点,逐渐成为当代建筑结构的首选。另外,剪力墙结构设计也成为建筑结构设计中不可或缺的重要内容之一。做好剪力

墙结构设计,进一步优化设计方案,是提高建筑结构的安全性、美观性和经济性的

关键。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构；设计

引言

为了能够充分地将剪力墙的作用发挥到实际的民众生活当中，提高民用建筑

的承载能力和抗震效果，做到真真正正的防风减震，成为灾害中微薄生命的“避

风港”，就需要每一个设计师考虑多方面的因素，贴合实际可行性来制作出科学、精确、合理的剪力墙结构方案，以此在维持建筑设计经济性和安全性的客观情境下，设计出美观的、真正符合民用价值的民用建筑。而现阶段，随着现代社会的

发展、人们生活水平的提高，以及社会基本矛盾的转变，人们对于建筑设计的要

求也有所提升，现代建筑不在只是一个维持生活必须的住所，而是在人们遇到困

难之后心灵的归处。

1剪力墙的作用

剪力墙，又称为抗震墙、抗风墙，顾名思义其在应对地震或强风侵袭时具有

良好的力学荷载性能。剪力墙通过钢筋与混凝土将墙体与楼板紧密整合形成完整

且坚固的受力整体，并通过钢筋混凝土板与混凝土墙之间的用力传递有效负荷各

类地震或强风给建筑物带来的水平方向与垂直方向的负载，提高建筑结构的稳定

性与安全性。传统框架结构中梁与柱的分离导致墙体顶面与框架梁底存在缝隙，

影响框架结构的整体性，使得框架结构无法传递上部荷载，影响建筑结构的载荷

能力与安全性能。剪力墙结构则是利用钢筋混凝土将墙体与楼板整体浇筑，从而

具备了框架结构所缺失的整体简洁性、空间作用与抗侧力能力。在抗侧力方面，

剪力墙通过墙体与楼板之间的用力传递提高建筑物对水平方向压力与竖直方向重

力的负载能力，以良好的侧向刚度减少强风或地震条件下建筑物的水平侧移或倾斜。但剪力墙结构也存在一定的局限性或不足，例如，剪力墙结构的空间布置限

制条件或要求较高，空间分配与使用存在诸多制约因素。同时，由于墙体与楼板

的整体性浇筑使剪力墙结构的重量较大，影响了建筑结构的灵活性。

2建筑结构设计中的剪力墙结构设计

2.1剪力墙厚度的控制与配筋

剪力墙结构设计的过程中设计人员需要加强对剪力墙厚度控制力度，并且优

化配筋。按照建筑抗震需求，设计人员应该对剪力墙结构的厚度进行调整与设计。就目前的情况看，当前大部分建筑剪力墙结构的厚度设计存在严重不合理的现象，设计人员没有考虑到空间布局的情况，从而导致设计缺乏合理性。当建筑结构比

较特殊，设计人员不能在建筑结构中添加外纵墙和翼墙，并且墙体的厚度不能低

于320mm。按照实际施工需求，设计人员必须严格计算墙肢轴压比，保证满足设

计的要求。墙体配筋率必须满足我国建筑剪力墙结构设计的基本要求，遵循我国

剪力墙设计的标准，全面提高建筑结构的稳定性和抗震能力。通常情况下建筑抗

震等级要想达到使用的需求，应该将配筋率调整为0.25%，有些特殊部位，设计

人员可以将配筋率调整为0.3%。结合剪力墙结构对配筋率进行合理调整，配筋率

调整完成后，设计人员可以进行初步试验，按照剪力墙施工要求，提高建筑剪力

墙结构的稳定性和使用的安全性。

2.2结合实际，巧妙设计合理可行的剪力墙结构

剪力墙的布置一般需要按照“均匀、对称、分散、周边”的原则来布置。将

横纵相近的剪力墙相互连接，形成字母L、T或正方形的形状，将建筑的刚度和

抗侧力在整体上得到提高。但在长矩形的建筑中，剪力墙应该将间距缩减，沿着

长方向的横向剪力墙稍作修改，使之更加贴合长矩形建筑的设计。总而言之，对

现实情况进行考察，设计维护安全稳定、实际可行的剪力墙结构对于建筑建设百

利而无一害。例如，这几年来被发现与运用的框架剪力墙结构，又称为框剪结构，它是框架结构和剪力墙结构两种特殊体系的结合体，吸取了各自的长处的同时，

又极大程度上地互补了各自的短处，两种结构的相互结合，既能为建筑平面布置

提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。当然，框剪结构中的剪力墙还

是可以单独设置的，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体来辅助设计，都

能够达到较好的效果。现如今，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

2.3连梁设计

连梁在剪力墙结构中的主要作用是将墙肢连接在一起。因此,如果墙肢发生

弯折,那么连梁的平直度也会受到影响。在这种情况下,剪力墙结构的整体稳定性

就会大幅降低。如果连梁的受力情况得到改善,那么墙肢弯曲变形的情况也会得

到改善。在这种情况下,剪力墙结构的整体稳定性就会大幅提高。因此,优化连梁

的受力状况非常重要。为了保证连梁设计的合理性,增强剪力墙结构的稳定性,在

开展连梁设计工作时,设计人员应充分考虑连梁的刚度,并根据抗震设防烈度的大小,合理设置连梁刚度的折减系数。如果抗震设防烈度较大,那么设计人员就需要

增加折减系数,反之,则降低折减系数。另外,设计人员还可以通过增加洞口的宽

度或者剪力墙的厚度来有效降低连梁的刚度,从而增强剪力墙结构的抗震性能和

稳定性。

2.4大墙肢的处理

剪力墙结构具有一定的延展性，可以通过良好的墙体延展性提高剪力墙的抗

震性能，这是剪力墙结构区别于框架结构与混合结构的重要优势。在剪力墙结构

应用过程中，设计人员应充分发挥剪力墙结构的延展性优势，对剪力墙的肢体与

柱形进行模型模拟与优化设计，通过调整肢体长度与厚度之间的比值提高剪力墙

的刚度与性能。尤其在城市的高层建筑中，如果肢体长度与厚度的比值设计不合理，将会导致高层建筑在受力作用下出现不同程度的偏移，影响高层建筑结构的

稳固性。因此，在剪力墙结构设计时，应利用模型模拟不同参数下的剪力墙结构

以及相应的墙肢承载力，选择最优的剪力墙结构参数，以提高剪力墙的刚度与性