剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析.pdf

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1、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析用分析摘要：房屋剪力墙结构在运用过程中具有较强抗震性能，在高层住宅整体布局设计中更加符合现代人的建筑审美眼光。在相关单位和设计人员对设计方案进行优化分析时，需严格遵守在建筑设计原则并突出其特点，可在获得技术支撑的基础上提升房屋抗震性和安全性，使工程项目成本控制效果及工期时间控制能力得到优化。关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用方式一、剪力墙结构的分类1.实体墙未经过开洞处理的完整剪力墙结构为实体墙，但是由于工程定义的广泛性，现在一般认为，及时墙体进行了开洞处理，但是洞口面积占整墙面积的比例较小时，也称之为实体墙。实

2、体墙由于没有进行开动处理或洞口较小，所以不易发生弯曲和力的突变，可以提高建筑整体的承受载荷能力2，针对这种情况，实体墙的开洞是越小越好的，但是，有时考虑到建筑材料用量、成本控制以及结构要求时开洞也是有必要的，剪力墙结构具体的实际方式应该根据实际情况的需要，综合考虑后进行设计。2.壁式框架剪力墙一般来说实体墙的开洞面积不得大于整墙面积的百分之十五，那么在剪力墙结构开洞面积大于百分之十五是，认为剪力墙结构的开洞面积已经非常大。当剪力墙结构开洞非常大时，剪力墙的墙肢就相对的较短，连梁的刚度与墙肢的刚度相差较小，剪力墙结构的实际受力情况类似于框架结构，这种剪力墙结构称为壁式框架剪力墙。有框架结构的稳定

3、性相对较好，所以壁式框架剪力墙抵御大风或地震的性能良好。3.联肢剪力墙当剪力墙结构中墙体的开洞很大，在刚度上连梁小于墙肢，这时的剪力墙结构为联肢剪力墙。由于联肢剪力墙的开洞较大，影响了剪力墙原本抗剪力的性能，所以其抗剪力性能不如实体墙。联肢剪力墙更像很多个单独的剪力墙进行的组合，其中加上连梁的作用后，联肢剪力墙形成一种完整的结构，并且剪力墙与连梁在大风与地震来袭时，共同承受载荷和剪力，虽然抗剪力性能稍差，但是根据实际建筑结构的需要，如果抗剪力条件能够满足，采用联肢剪力墙结构可以显著降低生产成本。二、建筑框架剪力墙结构的设计原则1.刚柔结合的设计原则在设计框架剪力墙的时候，不能只增加它的刚性，虽

4、然刚性很重要，可以承载大部分的重力，同时可以使建筑物变得非常的安全稳定和坚固，但是如果只增加刚性的话，在面对一些突发情况或者自然情况，导致建筑物发生摇晃坍塌时，剪力墙会因为刚性过强而对建筑物造成一定程度的破坏，从而加重了突发情况以及自然情况对建筑物的破坏程度，所以要设计剪力墙的时候刚柔结合，柔性的设计可以在发生地震等情况下，对建筑物造成一种保护的效果，不会使建筑物受到的抵抗力较大从而造成更严重的坍塌。在设计剪力墙的时候，一定要考虑周全，确保刚性和柔性方面都要设计的合理得当。2.连续性在建造建筑物时，或者是设计建筑物时，剪力墙不仅可以承受更多的重力，也可以稳固建筑物。但是面对不同功能的建筑物，不

5、同造型的建筑物，设计人员需要对每个建筑物进行细致的研究，在合理的部位设计科学合理的剪力墙，通过空间布局合理的设计，才能使剪力墙达到良好的作用效果，同时保证室内的使用空间及美观。在设计过程中，横向剪力墙之间不能距离太远，否则在水平力作用下无法保证中间楼板的刚度，从而框架柱会承担更多的水平力，增加框架柱负担，这样设计的剪力墙是不合理的，同时在面对不同建筑物时，剪力墙的使用材料也应该不同，结合剪力墙的刚柔程度和作用部位使用不同强度的钢筋混凝土或其他高性能混凝土。3.分清主次的设计原则在对框架剪力墙结构进行设计的时候，要分清哪个是主要的，哪个是次要的。剪力墙布置的位置、长短、多少对建筑的作用效果均不一

6、样，且对建筑的成本也产生影响。所以这对设计人员的设计能力以及专业能力是一个巨大的考验，要仔细分析建筑物整体的框架及建筑功能分隔，在分隔墙位置可增设剪力墙，根据建筑的高度及功能，布置相应长度及厚度的剪力墙，并控制剪力墙布置间距，这种以不影响建筑功能使用为前提的剪力墙布置，保障建筑物的安全和稳定性。剪力墙布置在满足房屋功能分隔及刚度的要求外，避免墙体集中布置，且与框架柱保证适当的比例关系，尽量提高房屋在扭转方面的刚度，在地震情况下避免因扭转产生严重的破坏。三、框架剪力墙结构在建筑结构设计中的应用1.墙体受力分析剪力墙的受力分析可以为设计和施工建设提供重要的数据支撑。首先,根据建筑体可能受到的力的影

7、响,可以分为水平、竖直和其他方向,在设计时必须充分考虑多种受力情况充分保障设计的合理性。一般由于地震和风力等因素对建筑体造成的力的作用主要是在横向。横向的建设强度可以保证建筑体不容易发生变形和弯折等情况。竖直方向的影响主要来源于建筑体本身的重力等因素的影响,要求强调墙体建设的强度,满足高层建筑的负重需求。根据力的分解原理,其他方向上的受力也可以较好地分解为上述两个方向进行处理。其次,墙体的受力与所选择的建筑建材之间也有一定的关联,高质量的钢材可以提升墙体的韧性。设计人员需要对市场上常见的建材品质进行了解,结合建设需求合理设计,在维护建设单位实际效益的同时,以保证建筑体的剪力墙施工质量。2.大墙

8、肢处理方面建筑结构设计中，使用此类墙体设计材料时所有的可伸缩性都必须满足有关规定，在使用混凝土材料时，可利用延性较高和易弯曲的特点抵御脆性剪切破坏影响。若墙体构件尺寸数值过大，则可以采用开孔分离的方法使其变成独立墙段，在保证墙间距均匀合理之后将墙段高度和长度的比值控制在指定数值范围，从而有效降低受弯裂纹的产生概率并保证了墙体稳定性，在墙面配件的承载性能方面也进行了相应提高。当大墙肢长度超过八米以上时，如在高楼层建筑整体计算时会使用大墙肢发挥重要承重能力，当出现地震等震动性损伤时也会造成大墙肢破坏，同时小墙肢也在配筋不足的影响下破坏使整体墙面损伤程度更加严重。为避免此种情形的，应在建筑构件中针对

9、墙肢尺寸采取相应对策，例如可采用对剪力墙开洞的方法，使之分解成小墙肢减轻破坏性压力；开计算洞可在结构计算中采用混凝土墙，从而使小墙肢所产生的配筋特性得以改善，从而达到减少破坏性影响的使用效果4。3.开洞处理在建筑结构设计中为了提高结构安全与稳定性，往往需要先经过开孔处理完成电梯口通道设置的功能。通过开孔处理可使构件的横向强度比较均衡，避免出现结构扭转。该处理方法可明显降低目标墙强度，而且可在有意识调整建筑结构的刚度中心位置时，保证与形心达到最大重合度。墙长在达到适宜长度时所出现的单片墙刚度才可达到最大，但其延性差及地震作用吸收力强等特点明显，无法在地震情况发生时发挥重要承重作用，应在提高结构安

10、全性时进行开洞处理，利用适当刚度的连梁减少其他墙肢所承受的地震作用影响。4.平面布置建筑物剪力墙结构的平面布置原则应尽可能均匀和对称，但在实际施工中，同一平面内剪力墙结构的重心难以与刚度中心完全吻合。但要尽量让两者接近，提高建筑稳定性并减少扭曲。如果剪力墙结构的连续长度在设计中太长，则应设计开洞并均匀地分成几个相等长度的墙面，以避免墙体结构受到剪切力的损坏。根据相关标准，墙面总高度与独立剪力墙结构截面高度的比值大于 2，开洞口应保持上下连续分布。如果剪力墙的开洞口交错或重叠，则剪力墙结构的刚度将降低并且易于变形。在抗震设计中，应使用双重或多重布局来确保剪力墙的正常运行。如果由开洞口与墙边形成的

11、墙肢的截面高度与其厚度之比小于 4，即在小壁肢的情况下，必须使用框架柱肋来加固剪力墙结构。过长的墙肢施工，超过 8 米以上，应将其分成较短的墙肢。总结：剪力墙结构的设计对整体设计质量有着至关重要的影响。严格按照相关设计原则，加强平面和剪力墙的布置以及梁的加固，保证计算的准确性和有效性。从而提高建筑设计水平，促进建筑业向更好，更快的方向发展6。参考文献：1欧艳.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析J.市场调查信息:综合版,2022(3):3.2刘建立，张茗涵.框架剪力墙结构建筑施工技术分析J.江西建材，2016.143李长武.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析J.砖瓦,2021,06:110-111.