建筑结构设计中剪力墙结构的应用-郝来强

建筑结构设计中剪力墙结构的应用郝来强摘要：剪力墙结构具备显著优势，设计人员需要保障其结构的合理性。通过本文的分析可知，设计人员需要明确剪力墙结构的墙肢长度、墙体受力状况及墙体厚度，合理配置墙身配筋、合理设计边缘构件，做好连梁设计，并应用先进的软件对剪力墙结构相关数据进行分析，保障剪力墙结构数据分析的准确性，为剪力墙结构设计提供准确参考依据。本文基于建筑结构设计中剪力墙结构的应用展开论述。

关键词：建筑结构设计；剪力墙；结构应用

中图分类号：TU398

文献标识码：A

引言

随着城市可用土地面积的缩小，城市建筑大都采用高层建筑，高层建筑对建筑结构的稳定性及抗震性能有较高的要求，使得剪力墙结构在高层建筑结构中的应用较为广泛。剪力墙结构的平面与壁厚相同，且室内存在突出的框架柱，不仅可以提升建筑结构的稳定性，还可以提升建筑的空间利用率，具备显著的经济效益及生产效益。因此，对于剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究是很有必要的。

1剪力墙结构的定义

剪力墙结构主要是指建筑房屋中通过钢筋混凝土代替梁柱，用于承载风负荷以及地震负荷等多种水平荷载，这种墙体可以有效控制结构的荷载。剪力墙结构设计的目的在于保护建筑，避免建筑在使用年限范围内受到不可抗外力，导致建筑使用寿命缩短。也就是说，剪力墙结构的应用能够显著提升建筑结构的荷载能力以及稳定性。就目前的建筑水平而言，我国应用较为广泛的建筑结构由剪力墙结构、框架结构以及混合结构等结构形式。和其他结构进行比较，剪力墙结构使用的钢材相对较少，而且具备更为优异的抗震性性能以及抗侧刚度，可以有效提升建筑的稳定性。在剪力墙结构研究越来越深入的背景下，剪力墙结构的施工工艺越来越成熟。目前施工单位主要应用钢筋混凝土进行剪力墙结构的建造[1]

2简述剪力墙的设计原则

2.1系数调整

建筑进行结构设计首先考虑的就是结构抗震性能，这是由于抗震性能是建筑能够稳定与耐用的保障，需要知道建筑抗震性能的高低主要受到建筑楼层之间水平作用以及剪力的影响，设计首要任务就是把结构间可能受到的水平地震作用造成的剪力以及作用力保持在最低限度。而剪力墙在结构设计中应用需要根据建筑具体的工程项目情况调整好结构重量和相关力学系数，目的是尽量不影响结构自身稳定的基础上，借助自身自重降低的方法有效增强结构抗震的力学性能。

2.2连梁调整

若是结构设计出现连梁的跨度比低于五这个数值，那么建筑所受总弯矩所占较小比例的是只有极小部分室友竖向荷载造成弯矩，同时水平荷载作用会产生较大反弯变形引起剪切变形，最终使得墙体内部引起剪切裂缝。如果连梁跨高高于五这个数值时，则总弯矩所占较大比例的主要是受到竖向荷载作用引起的弯矩，其受力情况基本与一般框架梁一致。因此设计需要严格要求结构中连梁跨高比的大小，有效做到剪力及弯矩避免在抗震组合作用下发生不符合设计规定情况。为了安全起见，实际建筑进行剪力墙的结构设计需要设计人员充分分析工程情况，做到具体情况具体分析，同时调整好横梁距离，尽量保证最终工程建筑满足抗震要求，并在保证建筑质量情况下减少成本支出。

3剪力墙结构设计分析

3.1合理控制剪力墙结构参数

相比于普通建筑，高层建筑结构的承重力较大，设计人员在设计剪力墙结构中，要掌握每一项参数，将其控制在施工要求范围之内。对于设计结构中产生的参数，设计人员也要科学合理的对待，确定结构位移的比例以及周期比例是在设计要求之中的，掌控好相关的设计数据，防止建筑中出现扭转或者偏心力的情况。有一些剪力墙结构自身不确定的因素和数据，也要保证其在正常的范围内。

3.2剪力墙边缘构造的设计

目前，剪力墙施工技术在建筑施工中得以广泛应用，而且应用领域不断扩展，该技术具有很好的发展前景。通过大量的工作经验证明，应用了剪力墙结构，对边缘构造进行设计，其截面形式对整体质量的提高有很大的影响。通过在剪力墙边缘增设端柱，可以将边缘构件约束在剪力墙边缘，如果有地震发生，就可以减小建筑结构的破坏程度。对剪力墙边缘构造合理设计，建筑物抗震能力就会相应得到提高。在《建筑物抗震设计规范》规定了相关的设计内容，当采用剪力墙时，应根据建筑物的实际情况对剪力墙端部进行加固，可以提高剪力墙的质量。

3.3合理的布置剪力墙结构

设计人员在设计剪力墙结构的过程中，要依据科学合理的方式在混凝土浇筑工作下完成剪力墙结构承载力提升的工作，尤其是提升剪力墙水平方面的荷载力。设计人员根据相关建筑建设规定，要满足建筑本身的要求，同时符合建筑的曲线规划问题。

3.4剪力墙连梁的设计

3.4.1剪力墙连梁的设计中，应降低连接梁的刚度

如果剪力墙结构上存在问题，会导致整个建筑结构都出现问题，即在水平力的作用下，连接梁内力较大，此时就容易产生墙体裂缝，导致建筑物墙壁损坏。因此，在设计连接梁的过程中，必须降低其刚度。按照相关规范要求，降低系数要控制在0.5以下，还要根据建筑结构的设防强度确定设计方案。

3.4.2减小连梁高度

剪力墙连梁的设计中，剪力墙的开孔宽度应适当增大，连接梁的高度应尽量减小。增加开孔宽度，可以增加连接梁的跨度，通过降低连接梁的高度，就可以降低连接梁的刚度系数。如果有地震发生，剪力墙一旦受到地震的威胁，其刚度系数就会有所降低，而且还提高了延性，最终减少了对建筑的不利影响，使建筑结构发抗震性能有所提高。

3.4.3剪力墙连梁的设计中，要增加剪力墙的厚度

剪力墙厚度的增加，可使建筑物整体刚性增加。在设计中，连接梁的承载力与宽度成正比，所以在设计中要对连接梁进行调整，保证其承载力与宽度的比例符合要求。要想剪力墙侧向的稳定性，建筑中的剪力墙的厚度需要大于二十厘米，如果在常常会发生地震的地区，要严格的考虑抗震的问题，另外，还要对剪力墙的地层的厚度进行合理的增加，但是并不是厚度越大越好，剪力墙一般都是混凝土的材质，这种材质的自重比较大，因此在实际的构建中要加入钢筋，因此，在设计剪力墙的厚度时，要根据实际情况对厚度进行科学的设计。剪力墙的厚度要根据沿墙的高度进行确定，需要逐渐的减小，但是需要注意的是，控制剪力墙的减少的幅度，这样可以使得剪切的破坏程度降低。在实际的剪力墙设计的过程中，其厚度不能够小于楼层高度的二十五分之一，并且不能够高度十六厘米。随着科技的不断发展，新型的建材也得到了广泛的运用，这样就降低了墙体的自重，增大了构件的强度，并且需要根据实际的情况设计剪力墙的厚度，这样可以大大增加了技术上的问题。

4结束语

剪力墙应用于建筑的结构设计能够提高建筑整体结构刚度以及抗震性能。借助剪力墙的结构分析帮助设计科学安全的剪力墙类型，使剪力墙的结构作用充分发挥。具体设计时相关力学分析以及承压计算工作必须做好，保证剪力墙的高跨比以及墙厚参数合理安全，使得剪力墙既符合实际工程需要，又给建筑的稳定性提高保障。

参考文献

[1]王红艳.建筑结构设计实践及预应力技术应用研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019（01）：133-134.

[2]何智.装配式建筑设计中BIM技术的应用研究[J].工程技术研究，2019，4（01）：