建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用价值分析

1、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用价值分析 摘 要在多元化发展的现代，高层建筑的功能及其用途越来越广泛，高层建筑的受力结构形式是设计高层建筑时必须要考虑的问题，对建筑的空间形态起到支撑作用的关键所在就是剪力墙。剪力墙具有在高层建筑中结构强度大、抗震性强、整体好等特点，得到了大众的普遍欢迎，在设计建筑结构中被广泛应用。 关键词建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用价值 中图分类号：tu398.2 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2017）09-0152-01 1 剪力墙结构设计的基本概念 剪力墙的几何特征类似于板和受力形态类似于柱子。剪力墙具有大尺寸的高和宽，其厚度尺寸却很小，在数据上

2、又与传统的板子、柱子有差别。剪力墙是一个平面结构，承载着其平面作用下和垂直向下的双重压力。要能对抗地震对建筑的作用和风的横向作用剪力墙不仅要满足刚度和强度，还必须满足一定的延展性以应对反复循环下弹力变形保证即使结构断裂却整体不倒的目的。 1.1 设计剪力墙结构应考虑以下几点： 1.1.1 楼层之间最小剪力系数的调整。首先这就需要能够正确选择剪力墙的数量。剪力墙结构的自身重力大，当出现振动时，侧向刚度的要求大于短肢剪力墙所承受的地震倾覆力矩，所以要提高最小剪力系数； 1.1.2 建筑层间最大位移与层高之比的调整。当竖向构件在高层建筑或超高层建筑占据较多时，剪力墙的楼层之间就有可能会出现剪切变形及

3、扭转变形的现象，因此要综合考虑建筑物的承载能力以及变形能力； 1.1.3 剪力墙连梁超限的调整。由于剪力墙结构范围内承载的重量及刚度都非常大，采用合理的搭接方式才能提高整体结构的稳定性，这就要避免外搭接。设计剪力墙的结构要严格遵循框架梁的设计要求，设置合理梁跨高，其抗侧力刚度的数值不应该设计的太大。这样做正是为了增加剪力墙的抗侧力刚度和承载能力，发挥剪力墙的空间利用效率。 1.2 在设计短肢剪力墙中应注意以下几点 1.2.1 从抗震设计考虑，短肢剪力墙的数量不宜过多； 1.2.2从构造上增加短肢剪力墙的延展性，选用短肢剪力墙的抗震等级比规范中规定的剪力墙的抗震等级高一级的剪力墙，也可以增加抗震

4、强度； 1.2.3 剪力墙抗震设计时为了改善剪力墙的延展性，端柱或者无翼缘的一字形短肢剪力墙，其延展性更为不佳，要增加其延展性就要求各层短肢剪力墙在重力荷载作用下产生的轴力设计值的s压比限值要相应降低0.1。 1.2.4 为避免短肢剪力墙过早损坏，底部加强部位和其他各层短肢剪力墙的剪力设计值要调整； 1.2.5 同理上来说短肢剪力墙截面其它部位的纵向钢筋的配筋率不宜小于1.0%，底部的加强部位的纵向钢筋的配筋率不宜小于1.2%； 1.2.6 无论在对短肢剪力墙是抗震还是非抗震设计，其截面最小厚度都不应小于2m，这种对墙肢厚度限制的目的是使墙肢数值不会过小。简而言之，设置剪力墙时要遵循使洞口的位

5、置和形状尽量规则的原则，这样可以杜绝重叠和偏离的现象。使受力达到平衡也方便计算，提升了剪力墙构造的可行性。 2 设计原则分析 剪力墙结构设计，不仅包括自身的结构，而且还包括结构的参数与墙体的参数等。因此，在设计过程中，设计人员要严格遵循设计及原则，结合整体建筑物的物理力学特征、强度要求等，避免出现剪力墙结构平面不规则等现象。由于建筑结构在特殊情况下，其剪力墙的设计参数计算方式各不相同，所以在设计中，要对该环节提高重视度，确保参数的合理性，进而提高建筑物的整体质量。剪力墙结构设计应遵循的原则包括： 2.1 对墙体的受力情况进行深入分析。墙体属于平面构件，其承受的压力，不仅有水平方向的剪力与弯矩力

6、，还有竖向压力。因此，在剪力墙结构设计时，要依据建筑物自身受力状况予以充分考虑，以保证墙体质量； 2.2 避免平面外的搭接。一般来说，剪力墙在同一平面中的刚度、承载力较大，在平面之外的刚度、承载力则较小。若是平面外梁体跟剪力墙结构连接，就会导致墙肢平面外的弯矩力产生。在此时，如果没有对墙体的受力状况进行计算，就会导致结构稳定性受到威胁，并留下安全隐患。 3.3 注意超限的调整。超限调整主要针对于剪力墙结构的连梁，其连梁跨高比应超过2.5，以防出现剪力超标或弯矩现象；而针对于跨高比大于等于5的结构，应严格依据框架梁标准予以设计，不可任意对刚度予以折减；对于跨高比在5-6内的连梁，要适度对其刚度予

7、以折减，避免出现弯矩、剪力超限现象。这种超限调整，不仅能够节约施工成本，而且能够保证施工质量，让施工企业获得更好利润。 4 剪力墙在结构设计中容易出现的问题 建筑结构的设计离不开剪力墙结构的设计，建筑物的安全、适用、合理、经济性都依赖于好的剪力墙结构设计。因此，除了门窗洞没有任何后砌填充墙是的力墙，也就是是全剪力墙的结构，其侧向刚度太大，设计剪力墙结构的侧向刚度设计太大，地震对建筑的影响作用也会变较大，短肢剪力墙比较多的建筑结构中，若将剪力墙纵向钢筋平均配置于所有的墙段内，就不是很合理。纵向的钢筋必须向着墙肢端部来集中而不是配置于墙肢中以及轴附近，因为这样的钢筋是不能发挥其作用的。除此以要根据

8、按柱的设计要求进行设计，外抗震墙的墙肢长度不能超过墙厚的3倍，在对剪力墙的抗震进行设计时要求底部要承受的振动倾覆力矩要大于总底部倾覆力矩的50%，这是对底层剪力墙设计厚度的要求。 4 剪力墙结构优化设计在建筑结构中应用的有效措施 采取有效、恰当的措施使剪力墙受力达到均衡，是优化剪力墙结构的设计的一项重要措施。在设计剪力墙结构的过程中，采用概念设计来分析有特殊情况的建筑物应，要适当控制墙肢轴压的比值、减少墙的厚度、保证整体的连结。在优化设计剪力墙中应首先考虑到工程的安全性和效益，合理调整剪力墙的布置才能促进剪力墙结构在建筑结构设计中的优化。剪力墙墙肢的长度应与剪力墙墙肢截面的高度相同，一般不会超

9、过8m。为了避免外力对剪力墙的破坏，将高宽比大于2的细长剪力墙设计成弯曲的延性剪力墙，这样做是在设计剪力墙结构时保证剪力墙结构的延展性。对于不能改动的此类剪力墙可以采取开设洞口的方法，把墙分成长度较小的连肢墙，洞口采用约束弯矩比较小的弱连梁。可以解决这一问题。另外可以考虑在技术手段和原材料的应用方面节省工程造价。实施工程的时，在既不损害建筑的安全性还能发挥原材料的最大用途的前提下将含钢量控制在一定范围内，可以很好的节约施工成本，也不失为剪力墙优化设计的好方法。 5 结语 剪力墙在社会发展的应用不断增加，必然的在设计中会存在缺陷和问题，并制约其发展。重视基本概念的设计，认真遵守设计中的各项原则，对剪力墙结构设计进行有效的分析，选用合理有效的设计方案，能在实施中达到最佳的效果。这样才是保证建筑结构经济性、安全性并降低工程成本增加经济效益，促进整个工程建设持续稳定发展的重要手段。 参考文