【摘要】文章基于裝配式建筑和剪力墻結構在現(xiàn)代建筑中的廣泛應用情況進行了研究，闡述了裝配式建筑剪力墻結構設計的原則及具體路徑，介紹了裝配式建筑的優(yōu)勢，以及剪力墻結構在高層建筑和抗震建筑中的重要性。結合具體項目，詳細分析了剪力墻位置、截面、布置及連接位置的設計要點，包括主軸位置、不同方向剪力墻的有效銜接、截面設計的規(guī)范性和簡易性、從下到上的設計順序、合理控制間距以避免受力不均等。研究結果表明，遵循這些設計原則和方法，能有效提高裝配式建筑剪力墻結構的整體性能和安全性。

【關鍵詞】裝配式建筑；剪力墻結構；抗震建筑

【中圖分類號】TU398.2 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2025）01-0025-03

0 引言

裝配式建筑因其高效、環(huán)保、標準化的特點而逐漸成為建筑領域的一大趨勢。剪力墻結構作為高層建筑和抗震建筑中的關鍵結構形式，因其出色的抗震性能和承載能力而備受青睞。因此，將裝配式建筑與剪力墻結構相結合，不僅有助于提升建筑的整體性能，還能進一步推動建筑工業(yè)化的進程。文章旨在通過裝配式建筑的剪力墻結構設計，以期為相關領域的研究和實踐提供參考。

1 裝配式建筑和剪力墻結構的背景

裝配式建筑與剪力墻結構作為現(xiàn)代建筑技術的兩大重要創(chuàng)新，正逐步改變著建筑行業(yè)的面貌。裝配式建筑是一種將建筑構件在工廠預制完成，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行組裝的新型建筑方式。這種方式不僅提高了施工效率、縮短了工期，還減少了現(xiàn)場濕作業(yè)，有利于環(huán)境保護和資源的合理利用。剪力墻結構是高層建筑和抗震建筑中的關鍵結構形式，它利用建筑物的墻體作為抵抗水平荷載（如風荷載、地震荷載）的主要構件，通過墻體的剪切變形來吸收和分散這些荷載，從而確保建筑物的穩(wěn)定性和安全性。剪力墻結構因其出色的抗震性能和承載能力，在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛應用[1]。

2 裝配式建筑剪力墻結構設計原則

2.1 調整樓層位移以及層高比例

裝配式建筑剪力墻結構設計時，需特別關注樓層位移和層高比例的合理性，以確保結構的安全性和穩(wěn)定性。剪力墻應均勻分布在建筑物的各方向，特別是在建筑的四個角部和主要開洞區(qū)域附近，以增強整體剛度。樓層位移應控制在樓高的1/500以內，層高比例（層高與寬度之比）應保持在1：1.5～1：3之間。例如，在某高層建筑中，位于第10層的剪力墻長度為6 m，厚度為0.25 m，經(jīng)過計算，樓層位移為1/550，層高比例為1：2.5，均符合規(guī)范要求。這樣的設計可以有效減少地震等外力作用下的變形，提高結構的整體性能。

2.2 確保剪力墻結構的安全穩(wěn)定性

裝配式建筑剪力墻結構設計時，需充分考慮剪力墻的承載作用力、抗震性和抗風性，確保結構的安全性和穩(wěn)定性。承載力方面，剪力墻的厚度和配筋需滿足設計規(guī)范。例如，某項目中位于第10層的剪力墻厚度為0.25 m，配筋率為0.7%，承載力達到設計要求?？拐鹦苑矫妫袅Φ奈灰茟刂圃跇歉叩?/500以內。例如，該剪力墻的位移為1/550。抗風性方面，剪力墻的剛度需足夠抵抗風荷載，例如，該剪力墻的剛度系數(shù)為1.2。這樣的設計可以有效提高結構的整體性能，確保安全穩(wěn)定[2]。

2.3 遵循最小剪力系數(shù)調整原則

裝配式建筑剪力墻結構設計時，須遵循最小剪力系數(shù)調整原則，以確保結構的安全性和穩(wěn)定性。根據(jù)規(guī)范要求，剪力墻的最小剪力系數(shù)應不小于0.02。例如，在某高層建筑中，位于第10層的剪力墻長度為6 m，厚度為0.25 m，經(jīng)過計算得到的剪力系數(shù)為0.022，滿足規(guī)范要求。此外，剪力墻的配筋率應不低于0.5%，以進一步增強其承載力和穩(wěn)定性。這樣的設計可以有效提高結構的整體性能，確保安全可靠[3]。

2.4 剪力墻位置的設定與主軸位置的關系

裝配式建筑剪力墻結構設計中，剪力墻位置的設定需與主軸位置緊密關聯(lián)，以確保結構的穩(wěn)定性和抗震性能。剪力墻應布置在建筑物的主軸線上或靠近主軸線的位置，以最大化其承載和抗側力的效果。例如，在某高層建筑中，位于第10層的剪力墻長度為6 m，厚度為0.25 m，布置在主軸線兩側各1 m處。根據(jù)規(guī)范要求，剪力墻的位置應與主軸線的距離不超過樓寬的1/10，即不超過6 m。實際布置中，剪力墻與主軸線的距離為2 m，符合規(guī)范要求。這樣的設計可以有效提高結構的整體剛度和抗震性能，確保安全穩(wěn)定[4]。

2.5 墻體具體因素的考慮

裝配式建筑剪力墻結構設計時，需綜合考慮墻體高度、用途、布局及具體形式等因素，以確保結構的安全性和功能性。剪力墻應根據(jù)建筑的功能和受力需求合理布置。例如，在某住宅樓中，位于第10層的剪力墻高度為3 m，厚度為0.25 m，布置在建筑的中部和兩端，以增強整體剛度。根據(jù)規(guī)范要求，剪力墻的高度不應超過樓層層高的1/2，即不超過4.5 m。實際設計中，剪力墻高度為3 m，符合規(guī)范要求。此外，剪力墻的布局應均勻分布，以確保結構平衡。這樣的設計可以有效提高結構的整體性能，確保安全和穩(wěn)定[5]。

3 裝配式建筑的剪力墻結構設計路徑

3.1 剪力墻位置設計

3.1.1 設定在主軸位置

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，剪力墻位置設計是一個關鍵環(huán)節(jié)。剪力墻應布置在建筑物的主軸線上或靠近主軸線的位置，以確保結構的穩(wěn)定性和抗震性能。例如，在某高層建筑中，位于第10層的剪力墻長度為6 m，厚度為0.25 m，布置在主軸線兩側各1 m處。根據(jù)規(guī)范要求，剪力墻與主軸線的距離不應超過樓寬的1/10，即不超過6 m。實際布置中，剪力墻與主軸線的距離為2 m，符合規(guī)范要求。該剪力墻的布置滿足最小剪力系數(shù)的要求，且其與主軸線的距離也在合理范圍內。這樣的設計可以有效提高結構的整體剛度和抗震性能，確保安全穩(wěn)定[6]。

3.1.2 不同方向剪力墻的有效銜接

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，剪力墻位置設計需注重不同方向剪力墻的有效銜接，以確保結構的整體穩(wěn)定性和抗震性能。剪力墻應在建筑的各方向均勻布置，并確保相鄰剪力墻之間的有效連接。例如，在某高層建筑中，位于第10層的四個方向剪力墻長度分別為6、5、6、5 m，厚度均為0.25 m。剪力墻之間的連接采用鋼筋混凝土連梁，連梁截面尺寸為0.3 m×0.5 m，確保了剪力墻之間的有效傳遞和共同工作。實際布置中，連梁的連接方式和尺寸均符合規(guī)范要求，確保了剪力墻在不同方向上的有效銜接。這樣的設計可以有效提高結構的整體剛度和抗震性能，確保安全穩(wěn)定[7]。

3.2 剪力墻截面設計

3.2.1 規(guī)范性及簡易性為基礎

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，剪力墻截面設計須以規(guī)范性和簡易性為基礎，確保結構的安全性和施工的可行性。剪力墻應布置在建筑的關鍵受力部位，如建筑的四個角部和主要開洞區(qū)域附近。剪力墻的截面尺寸需滿足規(guī)范要求。例如，在某高層建筑中，位于第10層的剪力墻長度為6 m，厚度為0.25 m，截面尺寸為0.25 m×0.6 m。根據(jù)規(guī)范要求，剪力墻的厚度應不小于樓板厚度的1.5倍，即不小于0.225 m。實際設計中，剪力墻厚度為0.25 m，符合規(guī)范要求。此外，剪力墻的配筋率應不低于0.5%，以增強其承載能力和抗震性能。實際設計中，剪力墻的配筋率為0.6%，滿足規(guī)范要求。這樣的設計既保證了結構的安全性，又便于施工。

3.2.2 從下到上的設計順序

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，剪力墻截面設計應遵循從下到上的順序，以確保結構的安全性和穩(wěn)定性。剪力墻應布置在建筑的關鍵受力部位，如建筑的底部和核心筒區(qū)域。剪力墻的截面尺寸需逐步優(yōu)化。例如，在某高層建筑中，底部第1層的剪力墻長度為6 m，厚度為0.3 m，截面尺寸為0.3 m×0.8 m。隨著樓層的升高，剪力墻的厚度逐漸減小，第10層的剪力墻厚度為0.25 m，截面尺寸為0.25 m×0.6 m。根據(jù)規(guī)范要求，底部剪力墻的厚度應不小于樓板厚度的1.5倍，即不小于0.225 m。實際設計中，底部剪力墻厚度為0.3 m，符合規(guī)范要求。此外，剪力墻的配筋率應逐步調整，底部第1層為0.7%，第10層為0.6%。這種從下到上的設計順序，既保證了結構的底部承載力，又兼顧了上部的經(jīng)濟性和施工便利性。

3.2.3 墻體高度標準對厚度的把控

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，剪力墻截面設計至關重要。剪力墻應布置在建筑的關鍵受力部位，如建筑的底部和核心筒區(qū)域，以增強整體剛度。設計時，需要細致分析墻體的高度與厚度之間的關系。例如，在某高層建筑中，底部剪力墻的截面尺寸較大，以承擔更大的荷載。隨著樓層的升高，剪力墻的截面尺寸逐漸減小，但仍須保證足夠的厚度來維持其承載能力。同時，剪力墻的厚度需根據(jù)規(guī)范要求進行調整，以確保其在不同高度下的性能。此外，剪力墻的配筋設計也需相應調整，以適應不同高度帶來的荷載變化。這種從下到上的設計思路，不僅確保了結構的底部承載力，還能兼顧上部的經(jīng)濟性和施工便利性，從而提升整體結構的安全性和穩(wěn)定性。

3.3 剪力墻布置設計

1）合理控制間距，避免受力不均。在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，合理的剪力墻布置是至關重要的。設計時，需仔細考慮剪力墻之間的距離，以避免受力不均和結構失穩(wěn)。剪力墻應均勻分布在建筑的關鍵受力區(qū)域，如建筑的四周和核心筒附近，以確保整體剛度和穩(wěn)定性。設計過程中，需要細致分析每個區(qū)域的受力情況。例如，在某高層建筑中，剪力墻在建筑四周均勻布置，確保了各部分受力均衡。通過合理控制剪力墻之間的距離，可以有效防止局部應力集中，提高結構的整體性能。這種設計思路不僅確保了結構的均勻受力，還能提高建筑的整體穩(wěn)定性和安全性。

2）合理減少墻肢，控制側面高度。在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，需合理減少墻肢數(shù)量，以控制側面高度并確保結構的穩(wěn)定性和安全性。剪力墻應均勻分布在建筑的關鍵受力區(qū)域，如建筑的四周和核心筒附近，以增強整體剛度。設計過程中，需要細致分析每個區(qū)域的受力情況。例如，某建筑中通過合理減少墻肢的數(shù)量，可以有效控制側面高度，避免局部應力集中。同時，剪力墻的布置還需考慮建筑的功能需求和空間限制，以實現(xiàn)最佳的結構布局。這種設計思路不僅確保了結構的均勻受力，還能提高建筑的整體穩(wěn)定性和安全性。

3.4 剪力墻連接位置的設計

3.4.1 對彎矩的合理控制

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，剪力墻連接位置的設計需注重合理性和安全性。剪力墻連接應設在建筑的關鍵受力區(qū)域，如建筑的轉角和開洞附近，以增強整體剛度。連接位置的剪力墻厚度和配筋需滿足規(guī)范要求。例如，在某建筑的轉角處，剪力墻厚度為0.25 m，配筋率為0.6%。實際設計中，連接處的剪力墻截面尺寸和配筋均符合規(guī)范要求，確保了連接處的結構強度和穩(wěn)定性。

3.4.2 扶壁柱設計

在裝配式建筑剪力墻結構設計路徑中，扶壁柱設計需注重合理性和安全性。扶壁柱應設在剪力墻的關鍵連接點附近，如建筑的轉角和開洞區(qū)域，以增強結構的整體剛度和抗彎能力。扶壁柱的尺寸和配筋需滿足規(guī)范要求。例如，在某建筑的轉角處，扶壁柱的截面尺寸為0.3 m×0.5 m，配筋率為0.7%。實際設計中，扶壁柱的截面尺寸和配筋均符合規(guī)范要求，確保了連接處的結構強度和穩(wěn)定性。

4 結語

通過對裝配式建筑的剪力墻結構設計的探討，揭示了其設計原則、路徑及優(yōu)化策略。剪力墻位置設計、截面設計、布置設計及連接位置設計等關鍵路徑的合理選擇和優(yōu)化，對于提升裝配式建筑的整體性能至關重要。未來，隨著建筑技術的不斷進步和人們對建筑品質要求的日益提高，裝配式建筑剪力墻結構設計的研究將更加深入和廣泛，為現(xiàn)代建筑提供更加安全、可靠、高效的解決方案。

參考文獻

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[作者簡介]柳媛萍（1982—），女，貴州盤州人，本科，講師，研究方向：建筑工程管理。