剪力墙结构设计应用于建筑结构设计的影响分析

摘要：现如今，随着社会经济的不断发展，建筑行业中高层建筑成为了新的建设主流建筑。如何在满足设计样式创新性的同时也做到最大程度的结构安全性。不断更新建筑的结构设计以及具有更加合理的建筑模型将是未来建筑行业的设计目标以及发展方向。本文将就剪力墙结构设计应用于建筑结构设计的影响进行简单的分析讨论。

关键词：剪力墙 结构设计 建筑结构设计 应用影响

中图分类号：TU318文献标识码： A

现如今，随着人们生活水平的不断提高，人们对于住宅平面空间的要求也越来越高。传统的框架结构对于建筑空间的限定比较严格，空间分隔上也比较死板。在一定程度上已经不能满足现代人们对于住宅的使用要求以及审美需要。在这种市场需求的“召唤”之下，纯剪力墙结构被大量运用于高层建筑的结构设计当中。因为它不但可以满足建筑空间结构的稳定性，同时也可以使室内空间的布局更加合理。它无论是受力特征还是变形的特征都与框剪结构十分类似，但是它在内力分配以及刚度分配上都比框剪结构更加的科学合理。这样的结构形式不但可以减少投入成本同时也能保证建筑的功能性。

一、剪力墙结构设计的计算原则

在进行剪力墙的结构设计时，一定要充分考虑到工程的客观实际情况，综合的考虑到建筑的建设合理性。在仔细计算以及调整过剪力墙整体结构的合理性之后，也要对剪力墙结构构件的截面进行优化，并要对其内力与配筋进行准确的计算以及充分的考量。

在进行剪力墙结构设计的时候，要考虑到不同类型剪力墙具有不同的受力特征并要据此进行简单的计算。比如可以根据悬臂构件在水平力的作用下计算出整体墙的截面弯矩以及剪力。因为洞口的一些影响导致小开口整体墙的墙肢间的应力发生偏移。对于这种情况，我们可以按照应力直线分布的计算方式对偏离进行修正。对于由一系列连梁约束的墙肢组成的剪力墙是联肢墙。对于这种墙体的计算，一般采用连续化的计算方式或者是带钢域框架的方式进行计算（这里可以使用改进的反弯法简化带钢域框架的计算）。剪力墙的竖向荷载通常是指剪力墙的结构自重以及楼面的负荷载重。竖向荷载不但会使连梁内部产生弯矩同时也在墙肢的内部产生了轴力。这些在进行剪力墙结构设计的时候都要根据剪力墙的受负荷载重的面积进行简单的计算。相比上述的几种剪力墙之外还有相对比较复杂的两种剪力墙：有不规则洞口的剪力墙以及框支剪力墙。在计算时可以利用有限元法进行计算。

二、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

（一）合理定位剪力墙

剪力墙最好进行双向布置（沿着主轴的方向或者其他的方向）。对于要求具有抗震性能的剪力墙结构在设计的时候一定要注意单向有墙的结构布置方式。对于一般的矩形、L形以及T形的平面结构来说，在进行结构布置的时候要沿着两条轴线的方向进行。对于部分J角形以及Y角形的平面来讲，则要沿着三个轴线方向进行布置。综上所述，我们可以知道，对于剪力墙的平面布置来讲，最为主要的就是要受力均匀并且对称，最大程度的做到墙面的结构刚度中心以及质量中心可以完全重合。从而减少扭矩的现象。另一方面，剪力墙的抗侧力的刚度要尽量的小一些。为了保证剪力墙的抗侧力刚度以及其承载能力的充分发挥、最大程度增加剪力墙的可利用空间，剪力墙的间距也要注意不应该过密。这时候我们可以寄利用公式：T=(0.05-0.06)n来进行检验判断。利用公式计算得出的T值如果跟模型计算得出的T值相比，前者明显大于后者的时候，则表示剪力墙的数量偏多了。这时要童工减少剪力墙数量的方式或者是开一些洞来减少剪力墙的刚度。反之，则要适当的增加一些剪力墙。

（二）在剪力墙设计中的大墙肢处理

比较细高的剪力墙通常会被工程师设计成弯曲破坏的延性剪力墙。这样剪力墙所具有的的延展性会尽量减少剪力墙因受到脆性的剪力破坏而损毁的情况发生。墙体配筋的主要作用于墙段的长度过小但是受弯产生的裂缝宽度也过小的时候。在剪力墙的结构当中，楼层上的剪力在理论上来讲多数是由长度超过八米的大墙肢来支撑的。但是这些大墙肢在地震或者是受到强烈振动的时候，极易受到破坏。所以，为了尽量避免这种情况的发生：我们要做到以下几点：第一，在施工的时候一定要开施工洞，工程结束后要再加砌填充墙。这样做的话，从一定程度上来讲就是将长墙肢变成了一个一个的短墙肢。第二，在结构设计计算的时候设洞，但在开工时仍用混凝土墙。但是这样的计算方式会在一定程度上加大了其他小墙肢的配筋量。这种方式多用于不容易进行开洞的项目之中。

（三）剪力墙结构设计中的墙体配筋

对剪力墙结构来讲，剪力墙的“面广量大”。因此，在进行设计的时候一定要控制剪力墙配筋量，这不但会加强剪力墙结构上的安全性，同时也为整个工程减少了不必要的建设成本。剪力墙的墙体配筋一般是将竖向的钢筋放在内侧，将水平钢筋放在外侧。在进行配筋的时候一定要满足设计计算时候的最小配筋率。如果使用双向钢筋网片的话，则可以大大的减少剪力墙的配筋量。

剪力墙中的竖向钢筋其最主要作用就是它的抗弯性。现在很多高层建筑中剪力墙的电算结构是构造配筋。但是在实际的配筋当中，边缘构件中的钢筋也是应该包括在了最小配筋率中的。在进行剪力墙配筋的时候，一定要遵循墙肢竖向配筋原则，尽可能多的在墙端部的边缘区布置钢筋，，同时也要注意在竖向钢筋过多的情况下留意剪力墙的抗弩强度会不会大于抗剪的强度。如果大于的话是不利于抗震的，这个时候就要适当的减少剪力墙的竖向钢筋布置数目。

总结：总而言之，剪力墙结构设计已经被广泛应用到了建筑结构设计当中。从设计的角度来说，高层建筑的未来会朝着建筑结构的布置上拥有更好的灵活性、建设造价也要尽量的低，结构样式要不断创新，并且在此基础上还要达到满足大众的生活需求以及结构上的安全性等方向不断发展。但是，剪力墙的应用上存在一些缺陷，因此，工程设计师在进行剪力墙结构设计的时候，要结合自身经验以及工程的实际情况、创新设计理念、科学合理地应用剪力墙结构，扬长避短。在保证建筑结构安全性的同时也要尽量满足建筑结构的美观性。

参考文献：

[1],武超,武汉中心工程钢板混凝土组合剪力墙总承包深化设计管理[J].河北联合大学学报：自然科学版，2013.

[2]刘勋达,冯振鹏.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究，2012（05）.

[3]韩伟伟.关于剪力墙结构设计的探讨[J].城市建设理论研究,2010(4).