闡述建筑結構設計中剪力墻結構的運用

周志遠

(山西省晉城煤業集團勘察設計院有限公司，048006)

闡述建筑結構設計中剪力墻結構的運用

周志遠

(山西省晉城煤業集團勘察設計院有限公司，048006)

在建筑工程中，由于剪力墻結構具有抗震、抗風的特點，并且還能夠有效的保證建筑的安全，以及還可以提供更大的空間進行建筑平面的布置，所以這種結構在建筑結構設計中得到了廣泛的應用。本文主要對建筑結構設計中剪力墻結構的運用進行了詳細的分析。

建筑工程 剪力墻結構 結構設計

一、前言

新時期，建筑行業有了突飛猛進的進步，盡管如此，但是要想更好的提高建筑結構的穩定性和使用安全，在進行建筑結構設計時，應該采用剪力墻結構，主要是因為剪力墻結構具有強度大、鋼筋用量少、抗震等特點，這樣就可以有效的預防自然災害，也可以防止自身荷載對建筑物造成的嚴重破壞，從而就能夠促進我國社會不斷的向前進步和發展。

二、建筑剪力墻結構的基本概念

在建筑工程中，剪力墻結構主要是采用鋼筋混凝土墻體板塊來替換傳統的框架結構，這樣就可以很大程度的制約建筑結構中產生的水平力，也能夠承受建筑物產生的負載量，用鋼筋混凝土的墻體板塊來替代。同時由于剪力墻結構可以獲取很好的經濟效益，所以被廣泛的應用于建筑工程中，從而就大大的節省了成本。此外，倘若一個建筑物要承受很多個剪力墻，就要將其與筒體一起使用，這樣大大的承受了建筑物水平上的荷載作用。

三、建筑工程剪力墻結構的設計原則

1、樓層間最小剪力系數的調整原則

在建筑工程中，進行剪力墻結構設計的時候，要嚴格的遵守樓層之間剪力系數達到最小的基本原則。同時要想減少因為房屋重量太大造成的房屋抗震性削弱，或者在地震來臨的時候，減少造成的傷亡事故，設計方在進行建筑結構設計的時候，應該應用剪力墻結構，并且還要在短肢剪力墻承受第一振型底部地震傾覆力矩，以及其占據比例不能夠超過結構總底部地震傾覆力矩的40%。此外，還要將樓層之間的剪力系數調整到最小，并且還要適量的減少剪力墻的數量。

2、樓層間最大位移與層高之比原則

在對剪力墻結構進行設計的過程中，一定要遵循樓層之間最大位移與樓層高比例的原則，并且還要隨時的關注樓層間最大位移與樓層高度之間的比例，隨后根據具體的情況對其進行合理的調整。對于剪力墻結構設計，與一般的建筑結構設計有很大的不同，所以設計的關鍵應該放在樓層間的扭轉和剪切變形。同時由于豎向構件可以很好的控制樓層間扭轉變形情況，所以作為設計方要合理的調整樓層間的最大位移和樓層高之間的比例，以及隨時的對其進行監測，這樣就可以減少扭轉變形的程度，提高建筑的安全性能以及堅固程度。

四、建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

1、剪力墻墻肢長度的確定

在建筑工程中，所謂的墻肢的長度主要是指整個剪力墻的截面高度，這一參數的確定可以在很大程度確保剪力墻結構的穩定性，同時也能夠起到協調外觀的作用。通常情況下，剪力墻墻肢長度需要控制在八米以內，而在剪力墻結構之中為了進一步的確保墻體構造的延伸性，還可以將寬度和高度比例相差較大的部分采取彎曲設計的形式設計成延伸性的剪力墻，這樣就可以對墻體起到很好的保護作用。在實際的設計過程中，部分建筑的墻體長度比較大，所以為了進一步的確保剪力墻的墻體寬度和高度之間的比值，需要采取開洞的方式，將墻體分隔成為連續的、均勻的、長度比較小的連續肢墻，針對其開洞的設計應當采取彎矩約束比較小的弱連梁的設計形式，從而來增強墻體的結構穩定性和剛性。

2、確定剪力墻設置的厚度

在進行墻面厚度設置的時候，要根據整個建筑的抗震等級來對其進行設計，8度地震區剪力墻結構的抗震等級至少應為二級；按高規7.2.1條要求剪力墻底部加強部位墻厚，一、二級抗震等級時不宜小于200mm，且不小于層高的1/16，其他部位不小于160mm；墻端柱或翼墻的一字形獨立剪刀墻，底部加強不應小于220mm，其他部位不應小于180mm。

3、連梁設計

在剪力墻結構中，連梁是進行墻肢與墻肢連接的梁，它對于整個建筑物具有非常重要的作用。所以倘若剪力墻受到水平荷載的作用，墻肢就會出現扭曲的情況。由于連梁裝置能夠很好的平衡墻肢的水平負荷力，也能夠很好的改善墻肢受力情況，就一定要重點的關注墻肢之間的連梁，這樣對整個剪力墻結構都有非常重要的影響和作用。同時在進行剪力墻結構設計過程中，連梁設計是非常重要的組成部分，那么就一定要對其進行合理的設計，不然就會帶來非常嚴重的影響。在進行連梁結構設計時，設計人員一定嚴格的按照有關的規定，適當的減少連梁結構剛度和高度，并且還要適當的增加其跨度，這樣就能夠很大程度的降低結構的剛度，也能夠不斷的完善抗震結構設計的體系，從而有效的緩解地震對剪力墻結構的影響。

4、配筋設計

首先要根據剪力墻的厚度來對配筋進行設計，倘若墻厚小于40cm時，就需要采用雙排配筋；倘若剪力墻的厚度在40cm ～ 70cm之間，就需要采用三排布置配筋；倘若剪力墻的厚度在70cm以上，就需要采用四排配筋，與此同時還要均勻的布置受力主筋，并且將其布置成排。然后在進行在抗震設計、非抗震設計的時候，剪力墻的豎向與水平上的筋配筋率要控制在0.20%以下，并且鋼筋的直徑要控制在8mm以下，以及其間距要控制在30cm以下。針對一部分采用框支剪力墻結構的建筑，在對其進行抗震設計的時候，一定要加強部分部位的配筋率，其配筋率要控制在0.3%以上，鋼筋的直徑要控制在8mm以上，以及其間隔距離要控制在20cm以下；在進行非抗震設計的時候，配筋率應該控制在0.25%以上。

5、邊緣構件設計

對于剪力墻結構中的邊緣構件，可以將其分為構造邊緣和約束邊緣兩種構造，因為這兩種構造的設計方法有很大的不同，所以一定要科學合理的對邊緣構造進行設計，從而才能確保剪力墻結構的合理性。對于一、二、三級抗震設計的剪力墻底層墻肢的軸壓比大于限值要求，以及部分框支剪力墻結構的剪力墻，應在底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件；對于一、二、三級除抗震設計加強剪力墻的其他部位和非抗震設計的剪力墻端部均應設置構造邊緣構件。約束邊緣構件主要是由暗柱、端柱、翼墻等組合而成的，其混凝土用箍筋約束，有比較大的變形能力。因此，對于約束邊緣構件中的暗柱，剪力墻里的暗置部件截面范圍都是用陰影填充表示出的，陰影填充范圍表示暗柱的截面尺寸，其陰影部分必須采用箍筋，陰影范圍之外可以采用箍筋或拉筋，但約束邊緣構件的邊界處應為箍筋。至于對于構造邊緣構件來說，由于其相比于約束邊緣構件對混凝土的約束較差。所以，對于構造邊緣構件，在底部加強部位及抗震墻轉角處宜用箍筋，構造邊緣構件的邊界處應為箍筋，箍筋范圍內的其他部位用拉筋即可。

五、結束語

當今社會，伴隨著生活水平和質量的不斷提高，人們對居住建筑的要求越來越高，所以在進行建筑結構設計的時候，不僅要保證建筑物的安全性，還要不斷的進行思考和探究。首先需要對剪力墻所具備的優缺點有一個清楚地認識，這樣才能思考出如何更好的加強剪力墻結構設計的綜合利用率，同時還要結合我國的現狀，借鑒外國先進的設計理念和技術進行設計，只有這樣才能夠最大程度的提高設計水平，從而獲取最大的效益。

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1007-6344（2015）11-0148-01