建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究

建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究

孙帅

建学建筑与工程设计所有限公司天津分公司，天津 300000

摘要：现阶段的建筑结构，需要满足抗震性能，其中剪力墙结构的应用显得尤为重要。在现浇式的剪力墙施工项目中，因为施工质量要求较高，整体施工难度相对较高，如何合理应用剪力墙显得格外重要。剪力墙的抗震性能得到保证，可以简化施工过程，缩短工期。剪力墙结构本身具备侧移量小、刚度大的优势，同时抗震性能相对较高，在建筑结构设计方面可达到比较突出的应用效果，施工部门为了进一步提高经济效益，往往会在剪力墙结构施工中提高施工质量水平，为后续施工质量提供支持。

关键词：结构设计；剪力墙结构；结构位置

1剪力墙结构的优势

（1）稳定性。剪力墙结构具备比较突出的刚性特征，可以提高建筑物的支撑性能和稳定性，这也是剪力墙结构的主要作用与优势。（2）经济性。剪力墙结构主要是通过钢材料填充制造而成，可以直接应用混凝土浇筑的方式进行施工，整个施工的经济效益相对较高，属于施工部门常用的施工方式。（3）美观度高。随着人们生活水平的不断改善，对建筑结构的要求不仅在于安全舒适上，同时对美观度的要求也在不断提高。

2剪力墙结构的运用

以某建筑工程项目为例，该工程采用装配结构体系，其使用功能是把建筑作为主体，建筑的总高度为30m。在现阶段的设计行业规范当中，为使液化沦陷不再发生，需采取一定的措施。例如，需要以桩为基础形式，把含有砂浆的粘土用在桩端上作为持力层，桩尖部位进入处理层4.5m，确保有效，这样就可以使桩基的稳定性及整体性保持良好。这种施工模式中剪力墙属于主要结构体系，钢筋混凝土作为主要材料，在这些基础条件下外墙采用保温剪力墙，内墙采用剪力墙。下面基于上述工程简要分析建筑结构设计中剪力墙结构的运用。

2.1合理明确剪力墙结构位置

（1）从整个建筑结构角度着手。剪力墙结构的优缺点，不仅需要合理应用同时也要杜绝滥用现象，须满足整个建筑的设计需求。保障位置合理的同时需要基于建筑结构的特征及应用需求，尽可能保障剪力墙位置合理性，并从平面布置及纵向布置的角度着手。

（2）充分考虑平衡性问题。针对剪力墙结构的设计应当尽可能满足结构对称基础原则，不仅需要每一阶段的剪力墙都满足构造规则，同时还需要确保建筑物的整体与剪力墙之间的合理性，做好对称格局优化设计，发挥剪力墙的结构优势，规避对建筑结构形成的失衡、失重等问题。从对称与均衡角度来看，需要从剪力墙结构的设计环节着手，对设计前期布局提高重视度，并考虑建筑整体设计和施工条件。

（3）减少剪力墙结构的设计，并注重展现剪力墙结构的优势，规避劣势。尽可能简化剪力墙结构，同时需要规避设计因素过于复杂而导致的高难度施工问题。

2.2大墙肢的设计

1. 墙肢的整体设计，采用短墙肢进行部分替代，在设计期间需要预留施工洞，并在整体施工完成之后再进行填充，普遍而言，剪力墙结构的墙肢应控制在8m以内，促使剪力墙可以保持一次有效延伸，同时规避因为墙肢过长而导致脆性损坏；

2. 需要适当提升墙肢的配筋量，剪力墙结构的优势在于不需要任何钢筋介入，其可以有效降低整体施工成本、施工难度及复杂程度，同时还可以提高整个建筑结构的抗震性能。对此，在大墙肢施工期间需要尽可能满足抗震要求，并应用相应的措施在墙肢中适当增加钢筋配合比，尽可能提升剪力墙的整体强度及承载力，规避配筋量少而导致墙体弯曲等问题，提高整个剪力墙的抗震性能，提升建筑稳定性。

2.3节点以及构件的设计

（1）水平分布筋。剪力墙周围的构件是需要进行现浇的，需要把双墙板水平方向的钢筋全部埋在边缘处的现浇构件里，这种方式可以约束墙板端头处的部位，厚度和一般的现浇墙差不多，不会因为对抗剪截面而造成削减。

（2）竖向分布筋。在叠合式剪力墙里面，竖直向上的分布筋在现代技术规范中可以这样设计，水平缝合部位可以参照技术规范来连接，在错开的连接当中把钢筋连接起来，这种方式可以更好地满足结构计算方面的要求。

（3）水平施工缝。叠合式剪力墙边的上下两端设置了水平方向的施工缝，在施工缝间接处的墙体，其有效面积需要和现浇的基层总厚相同。想要避免结构性特征的变化，在计算的时候需要将墙实际厚度作为计算模型，如果墙体是2m，那么有效的截面厚度就是1.5m。在水平施工缝方面需要确保检测结果的可靠性，一般可以借助对钢筋连接面积的计算方式确保结构的整体设计效果。

（4）边缘构件。进行结构设计时，地面3层楼以上的墙体边缘构建都是现浇的，因为这个区域规定了抗震等级为8度，在地震之后就会产生一定拉力，在构造配筋率里面进行适当调整；在构件承载力当中对需要的配筋进行计算时，需要在一定情况下增加配筋，在墙体上面的分布筋没有深入到墙的端头部位，在结构设计时，浇构件的外围箍筋之间的距离和直径和分布筋是一样的。另外，整体性保证措施。当墙板受到高压的时候，双墙板可以一起工作，水平方向上，分布筋锚固进现浇式边缘构建基础上面，钢筋网片的拉钩需要更换，这时，墙板之间桁架及墙板里面水平方向上的分布筋进行焊接。为保障剪力墙结构的底部具备较强的延展性，需在塑性部位进行强化，借助约束边缘构件的方式强化底部区域。在剪力墙结构设计期间，因为连梁结构本身的跨高比相对较低，并且与连梁结构所连接的墙肢结构存在较高的刚度特征，导致连梁结构受到水平力的影响。一般情况下可应用刚度折减的方式进行处理。但是，对于剪力墙的抗震设计而言，其可能会因为连梁刚度不足而导致剪力墙所承载的剪力、弯矩不足，从而导致配筋设计的难度提升。对此，在折减比例方面应当严格控制在计算范围内，促使连梁结构保持良好承载能力。

2.4剪力墙结构设计优化策略

（1）结构布置优化。在剪力墙结构优化期间可促使剪力墙的结构以主轴方向进行双向的布置，构建空间结构，促使剪力墙可以从至少2个方向实现荷载分担，从而保持空间布局方面的优越性。（2）洞口设置。洞口设置需要充分考虑剪力墙抗震性能，剪力墙的洞口设置应当保持截面简单且规则，在墙面上分布格局应当保持规则化，形成墙肢与连梁，规避洞口分布不均匀现象。（3）结构优化。剪力墙结构本身带有“外柔内刚”的特性，在剪力墙结构设计中，应基于剪力墙结构特征进行设计，控制剪力墙结构的外侧弯矩程度，保障剪力墙结构外侧的稳定性，在剪力墙结构的外侧和其他的墙肢连接期间，需要适当减少弯矩确保整体结构的稳定性。

3结束语

综上所述，剪力墙结构属于现代建筑工程领域中非常重要的技术措施，对于建筑产业的影响非常显著，对我国建筑工程建设综合经济效益及社会效益也存在直接影响。因为建筑物本身的特征，建筑结构设计期间需充分考虑经济、效率及安全等多方面因素，并基于剪力墙结构的运行需求保持可行、经济、安全及持续等特性。对此，在今后需要进一步优化关于剪力墙结构的设计，尽可能保障建筑工程的整体施工效益，为我国建筑工程及经济建设发展提供可靠支持。

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