建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析-王原平

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析王原平摘要：对于剪力墙结构而言，存在着一定的抗侧刚度大和抗争性能比较好的优点，在现如今的建筑结构设计中已经得到了十分广泛的应用。所以在本文中，主要是针对建筑结构设计中剪力墙结构设计应用做出全面的分析，同时也在此基础上提出下文内容，希望能够给予同行业工作人员提供相应的参考价值，进一步加强建筑结构在设计过程中的剪力墙结构设计，在一定程度上促进建筑企业的全面发展。

关键词：建筑结构；剪力墙；设计；应用；分析

引言：现如今伴随着建筑行业不断的发展，建筑工艺水平也是在逐渐的进行提高，新的设计方法和施工工艺也是不断的涌现出来，剪力墙结构则是作为现代建筑中比较常用的结构，不仅是性质十分优越，同时也可以缩短工程的施工工期，对建筑物的使用寿命进行延长。但是剪力墙结构在进行应用的时候具有着一定的限制，在进行设计的时候，必须要结合实际的情况合理的选择剪力墙的结构类型，使其能够充分发挥出剪力墙自身具有的功能。

1.剪力墙结构的概述分析

对于剪力墙结构而言，其结构主要是为建筑房屋和其附属物中用于抵抗地震以及风荷载等影响的墙体，最初的设计便是防治建筑物使用年限内不会受到外力的影响，提高结构的稳定性以及荷载的能力，现如今应用较多的建筑结构主要是包括框架结构以及框简结构等，其中剪力墙的结构和其他建筑形式结构进行对比，抗侧刚度比较高以及抗震性能比较好，随着建立起结构的施工工艺在不断的成熟，现如今已经是广泛的应用到了建筑工程中。通过采取剪力墙结构进行施工，其主要的建筑材料则是为钢筋混凝土，通过利用该结构墙板承受横向以及纵向的荷载力，在实际施工的时候，可以利用剪力墙替代柱承受的竖向荷载力。

2.剪力墙的特点以及种类分析

整体而言，剪力墙的特点主要是有着以下几个方面，其侧向刚度比较强，具有相对来说比较小的侧移，如果在出现地震的情况下，能够吸收更多的地震能量，在剪力墙结构进行应用的过程中，其室内墙体多是比较平整的，但是其剪力墙结构在进行施工的时候是需要比较多的环节，因此其造价相对比较高。如果根据其剪力墙结构进行开洞与否主要是可以分为以下几种：小开洞剪力墙以及实体墙以及双肢等，这些剪力墙每一个都具有着不同的应用特点，每个结构都需要设计人员针对具体结构，从而选择出相对来说比较合理的剪力墙结构方式。

3.建筑结构设计过程中剪力墙结构受力的分析

对于剪力墙结构设计而言，是具有着自己的设计原理以及设计的原则，因为剪力墙通常情况下是比普通的墙体厚同时较为宽大，因此其特点也存在一定区别，剪力墙通过压弯构件进行计算，板则根据弯曲构件进行计算。所以有必要在进行结构设计的时候，对其设计差异进行分析。在此之外剪力墙的肢体长度以及壁厚的范围都是具有着自己的特点，在高度以及墙段比厚度小于四或者是等于四的时候，则是需要根据其框架柱的结构去进行设计，在墙肢截面的高度和厚度比大于八的时候，则是需要使用一般剪力墙，对于这些而言，也是剪力墙结构设计的基本原则。因为剪力墙结构通常是由一些列的纵向剪力墙以及横向剪力墙和空间结构组成的梁板组成，对于两种负荷而言，其主要是表现在以下几点：一是竖向的荷载，所谓的竖向荷载主要是梁板传来的活载以及恒载地震作用和剪力墙的自重，然而其他一些主要的水平荷载以及地正作用和水平风荷载，剪力墙内力以及变形则是包括了承载力极限状态以及政策使用极限状态的分析。在极限的承载力状态之下，那么剪力墙在各种工况下不会受到破坏，可以对重力荷载进行完全的承受。然而在正常使用的极限状态下，结构变形则是可以满足规范的相关要求，因此在满足设计要求的基础上能够经久耐用，框架结构的变形主要是为剪切变形，剪力墙的变形则是为弯曲变形。为了能够更好的实现剪力墙弯曲破坏的延性破坏模式，在规范中规定，墙体的长度最好是不要超过八米，然而在事实上，则是存在着两个因素对剪力墙的破坏模式打来影响，一是为轴压比；二是为剪跨比，只有轴压比在小于规定的限制，然而剪跨比大于二的时候，则是可以实现延性的破坏模式。在剪力墙的长度超过了八米的时候，虽然可能在墙体中位布置开洞，从而形成一个双墙肢，通过弱连梁进行连接，通常情况下说剪跨比也会是大于二的，能够满足延性破坏方面的需求。然而在地震的作用下，通过连梁的能量，梁端首先是进入到了塑性变形，从而可以形成塑性铰，使其梁成为了第一道的防线。

4.关于连梁的设计分析

在高层住宅剪力墙结构中，因为墙比较长时间进行开洞或者是建立起的平面内梁跨比较小，从而形成了连梁，假如出现跨高相对来说比较小的连梁，那么在进行计算的时候，十分容易产生过度抗剪的连梁，一般情况下主要是可以通过以下的方面去进行解决：一是提高连梁的截面积，这样可以提高连梁自身的抗剪能力，但是梁的刚度也会得到相应的提高，所吸收到的地震力也会相应的增加，如果只是提高了有限的抗剪承载力，那么在梁宽固定的时候，那么则是可以通过提高梁高的方法，如果梁的高度是一定的情况下，那么可以提高扩大梁宽，对其断面的连接刚度进行提高，但是宽度对于连梁的贡献是相对来说比较小的，仅仅只是为一种线性的关系，使其分担剪力的增加值则是小于抗剪力的提高值。二是需要对设计的内力进行调整，在提高连梁截面的基础上，加强抗剪承载力，则可以人为的降低连梁刚度，使其能够有效的控制剪切力分配，与此同时也是可以有效的去解决抗剪性的问题。最为简单的控制方法则是在对计算参数进行选择的时候，通过对连梁刚度的折减系数进行调整，只有在采用内力配筋计算的时候才可以进行，此外在整个计算以及非地震荷载的作用下，连梁的刚度并会降低，同时连梁也是需要具有着足够的抗弯承载力以及抗剪承载力，使其可以满足正常使用的要求。然而对于跨高比在大于五的连梁来说，则需要根据设计要求，从而满足框架梁实际的设计需求。

总结：通过对上述内容进行分析研究后得出，总而言之，我国的国民经济以建筑结构设计的整体水平和发展都在不断的提高，高层建筑已经成为了现代建筑行业发展的主流趋势，建立起结果在侧向刚度以及侧向变形等方面具有着相应的优势，在高层建筑中已经得到十分广泛的应用。所以通过对剪力墙结构的特点进行掌握，并且对其剪力墙结构设计进行良好的把握，必须要从设计的基础原则去进行出发，设计出更加合理以及经济的剪力墙结构，所以建筑结构设计人员必须要根据其实际的情况进行出发，保证对剪力墙结构的设计原理有着明确的认识，此外也需要不断的从设计实践角度出发，促进我国建筑行业的整体工艺设计水平可以得到全面的提高，带动我国建筑行业得到进一步的发展。

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