論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用觀察

文/廖志文、冷俊 景德鎮市建筑設計院 江西景德鎮 333000

論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用觀察

文/廖志文、冷俊 景德鎮市建筑設計院 江西景德鎮 333000

隨著社會的發張與時代的進步，人們對于高層建筑的要求越來越高，由于剪力墻結構具有的良好優點，因此在我國的建筑結構設計中得到了較為廣泛的應用。本文結合了其結構設計中的原則與要點，簡單分析了剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，同時針對相關的應用提出相應的優化方式，在提高其可靠性與安全性的同時降低工程造價。

剪力墻；結構設計；應用

1、剪力墻結構設計需要遵循的基本原則

在建筑中，為了平衡結構水平力，剪力墻結構中傳統框架中的梁柱通常被鋼筋混凝土所代替，并由鋼筋混凝土來承載內力，這種由鋼筋混凝土板來承受豎向與水平力的結構剪力墻，即為剪力墻結構。

1.1 對墻體進行實際受力分析

建筑結構中，墻體通常是一種平面構件，因此墻體的實際受力往往除了水平方向的剪力以及彎矩之外，還包括了豎向壓力。因此在建筑設計過程中，對剪力墻的結構設計通常要考慮墻體的實際受力情況，對其自身的受力進行合理充分的分析，以保證墻體在建筑未來使用中的使用壽命以及使用效果。

1.2 平面內搭接

剪力墻在同一平面內的剛度以及承載力通常較大，在平面外的剛度和承載力則相對較小。因此，這樣的特點決定了其如果平面外的梁體與剪力墻連接，則會產生較大的墻肢平面外彎矩。然而，在實際施工過程中，人們往往不會對墻的平面外剛度和承載力進行受力分析的驗算，因此會導致墻體的實際受力情況計算不足，安全隱患就此產生。因此，為了保障剪力墻平面外的安全，在對剪力墻進行結構設計過程中，結構設計師通常會盡可能的避免平面外連接，同時按照工程施工的相關標準采取相應的加固措施。

1.3 剪力墻連梁超限的調整原則

通常針對剪力墻的連梁來說的，為了不出現剪力與彎矩出現超出規定界限的情況，因此《高規》中規定剪力墻的連梁跨高比必須不小于 2.5，而對于跨高比不小于 5 的連梁結構，則禁止進行剛度折減，必須嚴格按照框架梁的標準規范進行結構設計。而當連梁的跨高比在 5-6 之間時，為了避免彎矩或剪力超限，則需要進行適當地連梁剛度折減。在實際建筑工程設計中，如果能對剪力墻連梁的超限進行合理有效的調整，則對整個工程造價有著巨大的影響，有效控制作業成本，節約工程投資。

2、剪力墻長度及厚度的確定

2.1 剪力墻墻肢長度的確定

墻肢長度是指整個剪力墻的截面高度，為了保證剪力墻結構的穩定性以及外觀的協調性，因此，此參數的確定對整個剪力墻結構設計有著巨大的影響。剪力墻的結構通常具有延展性，為了承受建筑樓層中的大部分剪力，剪力墻墻肢長度往往被控制在八米以內，以保證其承受能力。另外，由于其延展性好的特點，為了避免墻體受到脆性的剪力破壞，因此對于寬度和高度比例相差較大（通常為大于2）的部分，往往被設計成彎曲破壞的延伸剪力墻，以減輕傷害。

2.2 剪力墻厚度的確定

剪力墻的厚度參數的確定與長度參數的確定同樣重要。在建筑過程中，《高層建筑混凝土結構技術規程》對建筑結構的剪力墻截面尺寸有著相應的具體規定，同時，根據我國的抗震相關規定，剪力墻結構的厚度的確定應結合工程實際，根據建筑樓層高度來確定，同時進行一定程度的加厚。在遇到特殊類型的建筑時，可以采取概念性的設計原則，合理控制剪力墻墻肢軸壓的比值，適當改變墻體的厚度，確保建筑穩定性，以達到建筑功能完善與美觀的目的。

3、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

3.1 剪力墻合理定位

通常來說，剪力墻最好能夠進行雙向布置，尤其是針對抗震設計的剪力墻結構更應該避免出現單向墻體的結構布置形式。因此，為了減少扭矩，剪力墻的平面布置應盡可能做到均勻和對稱，使得墻面結構的剛度中心與質量中心盡可能完全重合。內外剪力墻則需要盡可能的拉通、對直。剪力墻肢截面則應做到簡單、規則。

3.2 平面布置

為了減少扭矩，剪力墻的平面布置應盡可能做到均勻和對稱，使得墻面結構的剛度中心與質量中心盡可能完全重合。為了減少不均衡作用力，內外剪力墻則要盡可能的拉通和對直。為了充分發揮剪力墻的功能，通常來說，剪力墻最好能夠進行雙向布置，尤其是針對抗震設計的剪力墻結構更應該避免出現單向墻體的結構布置形式。為了保障建筑質量和安全，在實際結構設計中，剪力墻的抗側力的剛度往往不應過大。為了使得剪力墻的抗側力剛度與承載能力得到充分的發揮，可以通過經驗公式 T=（0.05—0.06）n 來對其結構側向剛度與剪力墻數量的適應情況進行判斷（n代表建筑結構的層數）。將計算結果與建模時的標準進行比對，如果數值相對較大，則可適當減少剪力墻數量，如若數值較小，則需要增加。

3.3 墻肢截面厚度

為了保證剪力墻的穩定性以及結構剛度，確保建筑的整體質量和安全得到保障，建筑行業對其剪力墻的厚度提出了相關規范，《高層建筑混凝土結構技術規程》中規定了剪力墻厚度的最小值，在規程中還針對短肢剪力墻，還提出其底部的加強部位不得小于層高、剪力墻無支長度的十六分之一，同時不小于0.2m，其他部位不得小于百分之五，同時不小于 0.18m。

3.4 對剪力墻墻身鋼筋進行分析

按照四級抗震指標規定，通常情況下，剪力墻在水平以及豎直方向上的配筋率應大于千分之二，對于前三級抗震，為了保證剪力墻的抗震性能和穩定性，則需要適當的增加剪力墻的配筋率。

3.5 剪力墻的邊緣構件設計

剪力墻的邊緣構件主要由端柱、暗柱等組成，在設計剪力墻結構時，邊緣構件設計往往能夠提升其延伸性與其體抗剪的能力。因此，結合實際情況對邊緣構件進行設計十分重要。

結語：

本文從建筑剪力墻結構設計的幾個關鍵點進行分析，結合剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，針對其設計形式進行相應的優化設計，從而在保證其可靠性與安全性的同時降低了工程造價。

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