剪力墙结构设计对建筑结构的应用

随着我国经济的快速发展，建筑行业也有了迅猛的发展。剪力墙作为高层建筑结构的一种主要承重及抗侧力结构体系，在高层建筑中得到最主要、最广泛的应用。文章从剪力墙的结构着手，探讨建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用，希望能进一步的推动剪力墙设计和施工过程中的质量全面提升。

为满足人们对建筑功能和建筑质量高要求，优化建筑结构显得尤为必要，剪力墙结构在这种情况下应运而生。由于剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震能力强等优点，在建筑结构设计中得到了广泛的应用，目前已经成为主要的建筑结构形式之一。文章侧重探究剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，首先分析剪力墙设计中应遵循的基本原则、并在此基础上简要叙述了关于剪力墙的分类，最后针对性的提出了有关剪力墙设计要点的诸多内容，希望能进一步的提升剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用效果。

1剪力墙设计中应遵循的基本原则

在实际的房屋建造过程中，剪力墙的设计和验算是十分重要的工作环节，是保障工程质量的有效途径。大量工程经验表明，对剪力墙做好全面和具体的设计方案，需要遵循以下几点原则：①必须保证剪力墙结构的顺利施工，这是剪力墙结构设计要考虑的基本因素；②要充分考虑剪力墙结构的安全性问题。剪力墙结构本身的建设就是为了增强建筑的抗震性能，保证房屋及构筑物的安全施工；③考虑剪力墙结构的工程造价问题。为了节省工程造价，可以从技术手段以及原材料的使用等方面着手。

2剪力墙的分类

实际设计中，剪力墙种类的划分主要根据墙体的厚度和必要的墙肢力度比值来确定：①墙肢长度与厚度的比值在5～8的范围内，则该剪力墙为短肢剪力墙；②墙肢长度与厚度的比值在>8的范围内，则该剪力墙为一般剪力墙。具体来说，针对于剪力墙种类的划分并不仅限于上述一种方法，还可以根据剪力墙墙面开洞大小等方法来进行分类。

3剪力墙的设计

3.1剪力墙设计需要注意的要点

剪力墙在设计和施工过程中一定要充分考虑空间和结构问题，根据实际情况来进行设计和施工。在高层结构中最为常见的剪力墙施工形式就都是对称样式的，在地势不好、地震频发的区域具有很好的应用前景。另外，在实际施工过程中，一定要将合理施工与建设作为实际的行为指导，严格杜绝单方向的剪力墙设置，保证剪力墙平稳均匀分布，切实提升建筑质量。

在一些地震频发的地区，由于剪力墙可以有效对抗侧移刚度，剪力墙的厚度一定要合理地确定。设计时必须充分地利用平面内部刚度与承载能力较大的这一优势，若剪力墙和平面外的梁是相连接的，必须从细部构造着手，尽量将剪力墙平面外的弯矩作用减少，例如：可把边剪力墙与平面外的梁连接的位置设计为铰接或半刚接。

3.2剪力墙厚度与配筋

（1）前期设计中，剪力墙厚度与配筋问题是一个相对关键的工作重点，合理完善的设计方案是保障高层建筑施工质量的主要途径。一般来说，剪力墙厚度与配筋问题要根据实际的抗震要求来确定：①如果对于高层的抗震要求是一、二级的话，设计剪力墙的底部加强位置的厚度要在200mm以上，不应小于层高或无支长度的1/16；②如果对于高层的抗震要求是三、四级的话，设计剪力墙的底部加强位置的厚度不要小于160mm，不应小于层高或无支长度的1/20。所以，剪力墙厚度必须按照建筑物所在地区地实际情况，详细计算再确定墙肢轴压比，在满足建筑物结构与受力需求的基础上，再确定剪力墙的厚度。

（2）剪力墙配筋设计。剪力墙的厚度要根据实际的抗震要求要确定，在配筋设计上也同样遵循这个原则。实际的设计施工过程中，要根据不同抗震等级来确定实际的剪力墙的配筋要求：①如果对于高层的抗震要求是一、二、三级的话，剪力墙竖向与横向钢筋分布的最小配筋率不得小于0.25%；②如果对于高层的抗震要求是四级的话，剪力墙当中钢筋分布的配筋率不得小0.20%。

另一方面，在实际的设计过程中，剪力墙配筋的常用原构件和设备也是影响剪力墙质量提升的重要影响因素，需要严格管控和实施。在实际的施工和设计过程中，剪力墙配筋的构建要建立在实际的建筑需求基础上，例如、抗震要求，地势限制等问题，还有具体的承受重力等因素。为了更好的解决这类问题，剪力墙在进行配筋设置时应当尽可能地加大剪力墙敏感位置的钢筋密度、刚度以及抗侧移的能力，保证建筑物的安全性。

3.3剪力墙边缘构造设计

当前阶段，剪力墙施工技术在建筑物的建设过程中得到了广泛的使用，具有很大的应用前景。通过大量的工作经验得知，剪力墙的截面形式会对整体的质量提升造成巨大的影响。在剪力墙边缘增加端柱，在剪力墙边缘可以进行约束边缘构件，都能够使建筑物的抗震能力有效提升。《建筑抗震设计规范》指出，设计剪力墙时，要按照建筑物实际的受力情况相应的加强剪力墙端部与洞口两侧，使剪力墙的质量得以提升。

3.4剪力墙连梁的设计

连梁在于将单个的剪力墙的墙肢之间紧密联系起来，是建筑施工过程中重要的工作环节。一旦建筑结构受到荷载，墙肢在受力之后会出现弯曲，连梁会有效分担墙肢受到的外力，从而避免墙肢出现较大的变形，发挥连梁的约束作用，确保建筑整体结构的安全性。

连梁安装时需做到以下方面：①连梁刚度要折减。由于构造问题，在建筑整个结构当中连梁受到水平力的作用而出现较大的内力，易发生墙体裂缝，造成建筑物墙体的破坏。因此设计连梁时，必须折减其刚度。按照相关规范要求，折减系数应控制在0.5以下，并按照不同设防烈度来调整；②剪力墙洞口宽度要适当增加，连梁高度尽量减小。增加洞口宽度能够使连梁跨度增加，降低连梁高度可降低连梁的刚度系数。一旦遭受地震威胁时，剪力墙会因自身刚性系数的减少从而增强了延展性，最终降低建筑受到的不良影响，建筑物整体结构的抗震能力有效提升；③增加剪力墙厚度。剪力墙厚度增加，可使建筑物整体刚度增加，还可确保连梁承载力与宽度成正比。

4结束语

随着高层建筑的快速建设，为了满足住户对居住安全的要求，建筑物结构的安全性是非常关键的环节。设计人员必须借鉴先进的设计理念与设计方法，在满足相关规范要求的同时，结合建筑物所在地区的抗震要求合理地选择剪力墙的厚度以及配筋率，加强边缘构件的设计，促进建筑物整体的安全性与可靠性全面提升。