解析建筑结构设计中剪力墙结构的应用

王美娟

摘要：随着社会的不断进步和发展，城市建筑的数量也在不断的增加，建筑物的风格也是越来越丰富。人们对于住宅建筑的需求已经从最基本的住宿功能转为人性化需求与美观需求。剪力墙结构在建筑中的应用可以极大地提高了住宅建筑内部的结构调整。剪力墙结构设计在现代建筑结构设计中应用较为广泛，体现出了极高的价值。本文从剪力墙结构设计概念入手，对其应用进行分析。

关键词：建筑；结构设计；剪力墙

中图分类号：TB482文献标识码： A

前言

剪力墙在实践的过程中具有整体性较好、刚度大、结构抗震性较好等优点，正是由于这些优点，使得剪力墙结构在房屋建筑中的应用也是越来越广泛，并且得到了广大建筑开发商的普遍认可。并且在综合应用的过程中不仅仅需要深入的分析剪力墙结构的优缺点，掌握剪力墙结构设计过程中的基本原则，从而全面提高剪力墙结构的综合使用的效率，以此来促进房屋建筑企业的稳定长久发展。在剪力墙结构的应用之中，首先需要明确的是基本概念和分类标准，同时明确剪力墙结构设计的计算原则，逐步的调整剪力墙连续梁超限的标准，并且以楼层之间的最小剪力系数作为调整的基本依据，真正意义上做到根据建筑条件来设计基本结构。

1.剪力墙的概念

剪力墙，就是指在建筑包括房屋以及其他的房屋建筑物的附属构筑物中，主要就是用来承受风载荷或者地震作用的影响之下引起的水平荷载的墙体。因此，剪力墙又被成为抗风墙、抗震墙或者是结构墙。换句话说，建设剪力墙的主要目的就是就是为了防止建筑结构遭到了剪切的破坏。为了保证房屋及其构筑物的坚固性，剪力墙的建筑材料一般选用钢筋混凝土。所谓建筑结构，是指在房屋或者构筑物中，由一定数量的构件（即组成建筑结构的单元，如梁、板、柱等）连接而构成的能够承受一定的荷载的空间（包括平面）体系。按照不同的标准，建筑结构有不同的分类。根据施工方法的不同，建筑结构可以分为混合结构、框架结构、剪力墙结构以及框筒结构等。由于剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优点，目前已经在我国建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。

换句话说，剪力墙结构就是使用钢筋混凝土墙板用来承受来自于垂直方向和水平方向的力的结构。在剪力墙结构设计的过程中，施工单位就会采用钢筋混凝土墙板来代替之前的建筑物框架结构中的梁柱，以此承受竖向和水平方向的各类荷载，从而有效地控制建筑结构产生的水平力。也就是说，剪力墙结构主要是指竖向的钢筋混凝土墙板，建筑物的水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上的，建筑领域习惯将这样构成的整个体系称为剪力墙结构。由于剪力墙结构不仅在性能上具有良好的抗震性，而且具有非常好的刚度，因此在建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。

2.剪力墙在建筑结构设计中的应用

2.1、剪力墙的布置

剪力墙是高层建筑结构的核心主体框架，其在平面布置时应该尽可能地保持均匀与对称，同时墙面结构的刚度中心与质量重心保持吻合，减少因为两侧受力不均导致的扭矩问题。剪力墙布置不均，造成的建筑主体出现沉降不均的问题也时有发生。内外剪力墙要拉通、对直。在剪力墙的结构设计时要充分计算应力，同时也要考虑施工的难以程度，在同样满足业主需求的同时，降低整个项目的成本也是结构设计要考虑的一项因素之一。最后剪力墙的肢截面要尽可能地简单、规则，适应性更强，也更容易得到业主的认可。

2.2、连梁设计

剪力墙结构中的连梁是连接墙肢与墙肢之间的梁。当剪力墙受到水平荷载的时候，墙肢可能会出现扭曲情况，连梁装置则能够均衡墙肢的水平负荷力，改善墙肢受力状态，对墙肢起到了一定的约束和稳定作用。可见，墙肢之间的连梁对整个剪力墙结构都具有重要作用，在剪力墙结构设计中是不可或缺的环节，一旦设计失误或是不合理，必然会对剪力墙结构的设计带来不良影响。所以，在进行连梁结构设计的时候，设计师应按照相关规定适当折减连梁结构刚度和高度，适当增加其跨度，从而降低结构刚度，完善抗震结构的设计，缓解地震作用的对剪力墙结构的影响。另外，为了进一步提高结构的承载力和抗震性能，设计师也可适当增加剪力墙结构厚度，增加连梁截面，使连梁装置的作用得到最大限度发挥。

2.3、剪力墙中大墙肢处理

剪力墙在施工的过程中由于结构本身存在着延伸性要求，因此，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，这对于提高剪力墙结构整体性和工作力度至关重要。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，且极容易呈现出弯曲破坏形式和剪力墙结构体系模式，这样一来，极容易出现脆性破坏现象。因此，在设计工作中，对于墙体长度较长的剪力墙设计在满足其承载力要求的基础上可以进行分层间隔设计，将其分割成为小而均匀的独立情断，这对于提高墙体结构的承载力十分有效。为避免这种不利现象的发生，对于超过8m的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：（1）开施工洞：歼施工洞即在施工时墙上留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。（2）开计算洞：是指在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。

2.4、剪力墙截面厚度和墙体配筋

为了保证剪力墙结构的抗震性、刚性和稳定性，一、二级剪力墙底部加强部位墙厚应大于200mm，其他部位墙厚要大于160mm。剪力墙的厚度首先要满足高规附录D的墙体稳定要求；还应满足剪力墙受剪截面限制条件、剪力墙正截面受压承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。但是这些规定不适用于低层剪力墙结构的设计。控制剪力墙配筋有利于结构的安全性和工程的经济性，在1-3级抗震等级的剪力墙中，竖向、水平分布筋的最小配筋率应大于0.25%，部分框支剪力墙底部加强部位的配筋率要大于0.30%，上述配筋率比较适用于高层建筑的剪力墙结构设计；对于低层建筑、结构相对较矮小的建筑的剪力墙，其水平分布筋和配筋数量要适当增加。

3.剪力墙结构设计中需要注意的问题

剪力墙结构的应用主要就是必须要对上层的建筑物进行可靠的支撑，从而加强建筑的坚固性。剪力墙结构在发生地震的时候，可以有效的增强建筑结构的抗震性，尽量减少破坏。业主对于剪力墙的破坏非常的困难，从而从侧面提高了整体建筑的使用寿命。在建筑结构设计的过程中对剪力墙进行结构设计的过程中必须要注意几个问题：首先，必须要控制剪力墙的高度和宽度的比例，剪力墙的结构高度也相对于较高，也就是我们平时所称的层高较大，在一些通透型建筑中剪力墙的宽度也非常大，为了减轻重量，只得在厚度方面不断降低，也就在形式上向框架、柱子结构靠拢。与柱子结构不同的是，二者在厚度方面存在明显不同，如果剪力墙的高宽比例过低时，可以按照柱子结构进行设计。剪力墙是一个平面结构，不但需要承载水平应力与弯矩力，还要承担竖向压力，所以需要满足弹性要求。其次，在进行剪力墙设计计算时，要把重力与横向延展力结构进行分析计算。在一些剪力墙中有门洞等情况时，更需要对其进行精确计算，避免在某处产生应力弱点，影响使用，产生施工后的裂缝问题。

结束语

随着城市化进程的不断加快，人们对于高层的需求也在不断的加大，商业和住宅都出现了高层建筑，这是对城市土地面积有效利用的一种体现。高层建筑中剪力墙的应用更是体现出了绝对的优势。不但满足最基本的实用性要求，更是对人们日益增长的个性化需求、工程经济性需求以及耐久性要求都可以实现。剪力墙结构设计技术的应用，极大地提高了建筑工程的质量，也有效降低了生产成本。在未来，剪力墙的结构设计将会有效避免劣势问题，通过技术的运用、完善的计算，不断提高剪力墙结构设计技术水平，促进我国建筑工程质量的不断提升。

参考文献

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