建筑结构设计中剪力墙结构的运用

摘 要：随着人们生活水平的提高，对于建筑质量要求也提出了新的标准。剪力墙结构设计作为建筑结构设计的重要组成部分对其质量有着至关重要的影响。文章主要结合我国现阶段建筑行业剪力墙结构设计要求及存在不足进行简要的分析与总结，并与实际施工作业相结合提出合理化的解决措施及方案，从而有效的提高剪力墙结构设计施工水平，进一步确保建筑工程质量，真正意义上推动我国建筑行业的可持续发展。

关键词：建筑结构设计；剪力墙；运用

1 剪力墙概述

1.1 剪力墙的概念

剪力墙又可称之为抗风墙或抗震墙、结构墙，是一种构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。通常根据剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式划分为几种类型：整体墙，指的是门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%，同时，洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸。框支剪力墙，指的是底层需要大空间时，通过框架结构支撑上部剪力墙，地震高发区中不得使用纯粹的框支剪力墙结构。壁式框架，指的是具有较大的洞口尺寸，连梁线刚度与墙肢线刚度彼此相贴近的墙体等。

1.2 剪力墙的优势与劣势

在建筑结构中剪力墙的设计性对于其他墙体的设计更具复杂性，但是稳定性和安全性也更高。以往剪力墙所使用的钢筋浇筑方式更合理，而且在建筑施工中对建筑材料的使用也比较少，从而降低了建筑施工的成本，提高了建筑的经济效益。另外剪力墙的对建筑的结构影响也比较小，不会影响整个建筑设计的美观性，同时也不会占用过多的室内空间，使得建筑的结构更具有合理性和美观性。剪力墙虽然具有很多的优势，但是在结构上也存在一定的局限性，这种局限性需要建筑设计人员在设计中重点注意。因为剪力墙对施工材料要求比较多，其是通过混凝土的浇筑而成，因此使得建筑的整体重量增加，给地基带来的压力，称重量变大，如果没有对地基进行充分的压力试验，在发生地震时很容易出现倒塌的状况，所以如果确定在建筑设计中使用剪力墙，那么就要注意对地基的加固，另外我们也应该注意到剪力墙的承重能力，相对于其他墙体的分散承重能力来说，剪力墙的承重性相对集中，所以说如果主要的墙体施工出现了问题，那么其承重性也会大大的下降。

1.3 剪力墙结构设计应遵循的原则

1.3.1 楼层间最小剪力系数的调整原则

为了使结构自重进一步减轻，有效防止地震事故的出现，设计者设计中应适当的减少剪力墙，不过前提条件是在规定的水平地震力作用下，短肢剪力墙承担的底部地震倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩应的百分之五十。实际可通过大开间剪力墙，以促进其结构的侧向刚度不断提升，这样楼层最小剪力系数就可达到规范限值，从而对工程造价予以合理节约。

1.3.2 楼层层间最大位移与层高之比的调整原则

与普通建筑物结构设计不同，剪力墙结构设计必须充分考虑其与整个楼层间的扭转情况及剪切变形等问题的出现。在对剪力墙进行变形结构控制设计时，可以依据竖向构件布局的实际情况进行整体衡量，如果剪力墙竖向构件增多，那么就会增加整个剪力墙的剪重比例，从而影响剪力墙结构设计难以在实际施工过程中发挥其应有的效用。所以针对此等情况的出现不能单纯的依据提升竖向构件刚度来解决，要与实际楼层之间的位移加以比较分析，从而调整比例，解决问题。

1.3.3 剪力墙连梁超限的调整原则

在剪力墙进行设计过程中，要对连梁的跨高有所掌握，严格控制好剪力墙与弯矩之间的最大规定范围，通常情况下，剪力墙与连梁之间的跨度比在2.5左右之间，如若是连梁过高就要对具体施工框架梁设计进行具体分析，减少因不规范跨度比的出现而影响整个剪力墙的建筑质量。

2 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

2.1 剪力墙优化设计的策略

剪力墙结构设计一定意义上具有保持平衡的重要作用，所以在进行设计过程中一定要充分发挥剪力墙的重要作用。这样不仅仅可以保障建筑工程的质量，更能有效的节约成本。所以，在进行剪力墙结构设计时，一定要与实际施工作业情况相结合，利用先进的科学技术进行合理设计布局，将剪力墙设计结构功能有效的发挥出来。同时，为了降低工程成本，进一步节约工程造价，可以采用与剪力墙相匹配的原材料进行工程施工。针对施工中，长度较长的剪力墙可以依据施工需要将其剪力墙进行截段，但需要确保各长度的一致性，同时还应开设相应洞口。各个墙段之间要利用弱连梁进行连接，且每个独立墙段的高度与截面高度之比控制在三左右，为了有效防止剪力墙出现破坏的情况，在结构设计过程中可以将洞口与截面高度之比控制在四以下，小墙肢体的高度要高于实际截面的墙体厚度。不仅如此，还要合理控制框架桩的大小，确保整个施工作业的安全。

2.2 合理定位剪力墙结构

为了有效保证剪力墙的合理性及安全，在具体剪力墙施工作业过程中可以针对结构布置进行合理使用。通常情况下可以采取以下两方面加以控制：一是平面结构布置；二是竖向结构布置。在进行剪力墙平面结构设计时，需要对剪力墙的结构刚度中心与质量中心有所了解及掌握，减少扭矩现象的出现，与此同时还要对剪力墙进行拉直。从一定意义上而言，剪力墙不应太过复杂，应采取简单的规范设计原则进行剪力墙结构设计。剪力墙刚度大小对于剪力墙的整体发挥及质量都有着极其重要的影响，所以施工中，一定确保其刚度符合设计结构要求。

2.3 剪力墙中大墙肢处理

剪力墙结构设计从一定意义上而言，具有其自身结构的延伸性优势，对此施工过程中必须充分发挥其效用。这对于整体结构而言有着至关重要的影响，在一般情况下，在对剪力墙进行结构设计时，极易将其设计为高状结构的剪力墙，这种墙体结构的出现对整个墙体的质量都有影响，所以设计中，要依据实际施工需要进行设计调整，避免其此情况的出现。当墙段长度较小时在受弯处就会极易出现裂缝的情况，从剪力墙作用而言，它质量的好坏将对整个墙体配筋的支撑力起到至关重要的影响。所以，为了有效避免这种情况的出现，就要对其进行施工留洞，待施工完成后可以对其进行填筑，从而有效的将长墙变成短墙。或是在设计过程中就可以依据结构实际情况进行设计然后预留洞，通过计算的方式也能增强短墙肢的承受力。

2.4 剪力墙结构的墙体配筋控制

在进行剪力墙结构设计时，必须充分考虑整个建筑结构的设计安全及工程的经济效益，对于剪力墙而言，其设计不仅仅涉及到整个墙体的建筑质量，更与墙体内部的钢筋设置有着密切关系。通常情况下，在设计时必须将竖向钢筋放置在剪力墙内，但同时需要注意钢筋的配筋率必须满足设计及质量要求。

3 结束语

从某种意义上而言，剪力墙设计更加符合现代建筑设计的发展要求，并在一定程度上能够满足人们对于建筑的使用，更为重要的是剪力墙设计充分发挥了其优势提高了建筑设计质量，对于建筑行业的长久发展有着至关重要的意义。但就现阶段而言，我国剪力墙设计的应用还存在着诸多问题需要结合实际加以解决，从而不断进行探索，为建筑工程的可持续发展提高更多的质量保障及基础完善措施。

参考文献

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