关于建筑剪力墙结构设计的探讨

关于建筑剪力墙结构设计的探讨
摘要：随着当前经济的飞速发展，我国在建筑行业上取得了不菲的成绩，而剪
力墙结构以其较高的强度和良好的抗震性能被越来越多的建造企业所看重。

剪力
墙结构设计在结构设计中起到了至关重要的作用和意义，如何对剪力墙结构进行
有效的设计是本文重点探讨的重点。

关键词：剪力墙结构；建筑；设计
引言
由于我国社会经济水平的高速发展，人们生活质量进一步提高，城市化发展
越来越迅速，人们对于住房要求也越来越高。

为满足如此庞大数量的居民住房，
住宅建筑往往趋于高层，但对于建筑水平要求极高的高层建筑涉及到多种技术方
面的问题。

如何对于高层建筑中剪力墙结构进行优化设计，就是其中的一个研究
重点。

1建筑剪力墙结构设计概述
剪力墙在各种建筑中主要作用为承受风荷载、水平荷载，因此可以说剪力墙
在建筑结构中主要起着支撑作用。

建筑者对剪力墙结构的选择主要是因为其在抗
震与抗风方面的良好特性，当发生地震的时，剪力墙能够及时有效地将能量吸收，防止墙体结构受到地震能量的剪切破坏。

受到这一原理的指导，设计者在建筑设
计的时候对于剪力墙结构需要注意合理控制剪力墙高宽比。

因为剪力墙结构的高
度较高，宽度较宽，但厚度较小，几何形态很明显，这就使受力形态很明显地呈
柱状结构。

然而，其受力形态又明显区别于柱体，二者厚度和肢长之间存在显著
的差异性，当二者比值小于一定值的时候完全可以依照柱体结构数据去设计。

剪
力墙墙体结构在设计的时候呈平面结构，其承受相应的水平力、弯矩力的时候是
沿着平面在作用，除此之外，还要承受相应的纵向压力。

基于此，在建筑设计的
时候不仅要满足弹性要求，还要满足非弹性以及延性要求。

建筑设计师设计墙体
的时候，要综合分析、计算墙体纵向重力和横向延展力。

按照剪力墙设置的方向，我们可以把剪力墙划分为一下两大类：一是，平面
剪力墙。

平面剪力墙一般用在框架结构以及无梁楼盖的工程项目中。

在施工建设中，为了使得平面剪力墙的抗震能力与刚度相符合工程的要求，平面剪力墙一般
用现浇或者预制的钢筋混凝土，平面剪力墙结构一般和周围的梁柱一起浇筑，这
样建筑工程的整体性就得到了保证；二是，筒体剪力墙。

筒体剪力墙一般经常在
高层建筑或者悬吊结构中使用，筒体剪力墙一般是现浇钢筋混凝土的墙体，比起
平面剪力墙其刚度与水平荷载的能力都比较高。

2建筑剪力墙结构设计要点
2.1剪力墙布设
在进行剪力墙结构布设时，墙肢的使用最好不要选择“一”字形，而带翼缘的L 型或T型等是其首选；为了更好的降低结构自重，适当的扩大建筑可用空间，剪
力墙布设不能太密，以使剪力墙结构有满足规范的侧移限制、合适的刚度，否则，刚度太大，周期太短，延性差；剪力墙竖向刚度最好给予均匀的布置，由下到上
连续布设，同时也可以沿着高度适当的改变混凝土强度和剪力墙厚度等级；在剪
力墙结构上要布置洞口，而且要求成排成列布置，这样可以形成很明确的连梁和
墙肢，使其中应力的分布更加的匀称，从而使设计结果更加的科学、可靠。

2.2剪力墙肢设计
关于墙肢的分类，主要是指短肢剪力墙和一般剪力墙两种。

其中将剪力墙高
度超出厚度7倍的剪力墙结构定义为一般剪力墙，将高度超出厚度比值5-8之间
时定义为短肢剪力墙。

但这并非是绝对的数值，有些剪力墙结构还要依据墙面开
口的大小而定，还可以分为整面剪力墙、连肢剪力墙等多种形式。

在大型建筑物
设计中多半采用剪力墙结构设计，但由于特有的环境空间要求剪力墙结构设计必
须是双向的结构布局，这样才能充分发挥剪力墙抗震性能的作用。

不仅如此，还
要求剪力墙双向的刚度数值是相同的，保证受力的均衡性。

当剪力墙结构设计出
现弯曲现象时，要适当添加建筑材料或者改变原有的设计结构，从而保证梁的安
全可靠性。

2.3剪力墙高、宽度、厚度设计
根据建筑抗震相关资料的要求规定，剪力墙结构的厚度和长度也要根据抗震
等级系数来进行调整。

据相关规定，为了保证剪力墙结构的稳定性、抗震性以及
钢性，剪力墙结构厚度的最小值为200mm，而且与高厚比值要小于1/6。

如果一
些高层建筑物的剪力墙结构厚度和长度出现比值不均，在不满足条件的情况下，
就要采取L、T形截面剪力墙代替一字形剪力墙，并增加其边缘长度或者采取其他方式，使得剪力墙结构满足其设计构造原则和要求。

2.4墙体配筋设计
为了提高建筑结构的稳定性，在配筋设计时通常要将竖向钢筋置于结构的内侧，将水平钢筋置于结构外侧，配筋需要满足相关的计算要求以及最小配筋率，
如果采用双向钢筋网片进行设计，则迎水面保护层厚度的合理取值为30mm，从
而进一步减少剪力墙墙体的配筋；当在剪力墙结构设计中遇到连梁超筋情况时，
如果剪力不满足剪力比设计要求，就会出现连梁超筋的现象，对于这种情况要在
抗震设计时对连梁的弯矩以及剪力参数进行适当调整，如果连梁破坏对承受竖向
荷载的影响不够明显，建筑剪力墙结构的连梁在地震作用下就会遭到严重破坏，
此时无法约束剪力墙墙肢的结构，需要通过对独立墙肢进行内力分析，经过两次
计算得到较大的内力计算结果，再对建筑剪力结构设计进行配筋分析计算，以此
提升剪力墙结构的设计强度。

2.5墙面设计
由于剪力墙的结构刚度较大，且其受温度的影响也较多，因此对建筑的楼面
和屋面的影响也较大。

有时比较长的剪力墙会发生变形甚至出现裂缝等现象。

这
主要是因为剪力墙的结构相对复杂，混凝土产生变形，且由于建筑施工条件难以
掌控，容易发生墙体所受的拉应力不足，最终导致发生建筑问题。

由于剪力墙结
构比较复杂，当墙体产生裂缝时比较难处理，因此产生的不良影响也相对比较大。

目前，由于市场需求，大部分建筑工程为了赶工而加班加点，如此的速度导致建
筑质量的下降是必然的。

在施工过程中，使用混凝土的量较大，加之强度的提高
会使拉应力变大，导致了裂缝的出现。

此外，在建筑施工过程中要采取泵送施工时，必须增加水泥使用量，以求减少粗等骨料及骨料粒径的含量。

混凝土配比及
送料过程如果处理不好，会大大增加结构的收缩，这样建筑很容易产生裂缝。

所以，在设计剪力墙时，一定要重视建设施工过程，避免建筑问题的发生。

2.6连梁设计
第一，为确保剪力墙结构设计符合相关规范标准，首先需要确保施工中所使
用的原材料质量达标，尤其是混凝土材料，无论其材料的配比、强度等级等方面
均予以严格的把关，从而确保连梁具备较强的抗剪能力。

第二，合理控制连梁高度，确保洞口宽度达标。

在设计框剪结构中的连梁的时候，需要基于连梁的强度
要求，合理把控连梁和洞口等相关数据。

同时还有应该确保整个建筑物的抗震性
能达标。

第三，为有效避免建筑结构中出现裂缝现象，需要将连梁的高度予以适当的折减。

对于连梁的折减，需要从设计阶段开始，并对连梁的刚度以及其他相关参数进行合理计算，同时还应该确保建筑中的构件具备较强的弹性。

第四，需要不断调整剪力墙的厚度。

在进行连梁设计的时候，需要依据建筑结构的具体状况，适当调整剪力墙的厚度。

结束语
综上所述，由于剪力墙结构可以很好地增强建筑的抗震性和强度，已经被越来越多的建筑所采用，笔者经过多年的实践，发现要想进一步改善剪力墙结构，设计者必须充分了解剪力墙的性质，根据实际情况制定相应的方案对剪力墙结构进行优化，不断提高结构设计效果。

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