论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

陈迪 袁浩

【摘要】剪力墙在实际的工程应用中能够对于建筑体起到很好的支撑与稳定的作用，在结构设计中很有必要遵循相关的设计原则与标准合理设计剪力墙的结构。不仅要对于剪力墙的结构长度、厚度以及配筋比有合理的设置，对于边缘结构也要有合理的选择，此外，还应当根据实际的工程情况良好处理剪力墙连梁的相关问题，这样才能够保障整个剪力墙的安全性与稳定性。本文对此进行了分析研究。

【关键词】剪力墙；结构设计；建筑；结构设计；应用

剪力墙是建筑体中非常重要的一个结构，剪力墙的合理设计与应用能够很好的保障建筑体的稳定性与抗震性。在实际的工程展开中结构设计在进行剪力墙的设计时应当充分遵循相关的设计原则与设计标准，这样才能够让剪力墙更稳定的支撑整个建筑结构。

一、剪力墙结构设计的原则和标准

剪力墙结构主要是由墙肢和连梁装置这两种结构组成，它的刚度和抗震性都比较好，而且其结构较为简单美观，非常便于室内布置和装修，其使用效果也不错。要想发挥剪力墙结构的优势和特点，就要对其进行合理的设计和安排。剪力墙结构设计中主要要遵循以下几个原则：

首先，剪力墙一般其高度和宽度都较大，而其厚度却比较小，外形有点类似于板状，但是其受力状态却与柱体物相似，因此，在进行剪力墙设计时，就要严格依据其外形墙体长度与厚度的比值来进行设计，按照规定，如果比值不超过3，其墙体结构就按照柱体进行设计；如果比值超过3而又小于5的话，就按照双向受压结构来进行设计。

其次，剪力墙具有平面内刚度和实际承载力度大，而其平面外刚度和承载力度相对而言要小很多，这样就会导致剪力墙和平面外梁相连时，容易形成外弯的状态，而相关工作人员基本上不会验算其外刚度和承载力，因此，建筑设计人员就要尽量避免设计这种外接结构，如果实在无法避免，也要采取一定的防护措施。

最后，在进行剪力墙结构设计时，相关设计人员也要充分考虑墙体的水平和垂直方向上的作用力以及整体结构的作用力，而且也要对墙体的正截面和斜截面受到的承载力进行分析和验算。如果墙体受到的集中负载作用较大，还要对其进行局部承载力进行计算。另外，在剪力墙的结构设计分析中，对于剪力墙间的距离、墙体门洞之间的宽度、墙体总长度的1/10等等这些情况下都要取其计算最小值。以上就是在进行剪力墙结构设计中要遵循的一些原则和要求。

二、剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

1. 剪力墙肢种类和具体结构设置

以剪力墙的墙肢类型为依据可以将剪力墙分为两种：一般剪力墙和短肢剪力墙。一般剪力墙的墙体高度会是其墙体厚度的7倍以上，当高度与厚度的比值保持在5-8之间时这种剪力墙则为短肢剪力墙。此外，根据剪力墙的墙面开口的大小还可以将剪力墙分为整体小开口剪力墙、整面剪力墙以及连肢剪力墙等几种结构形式。对于高层建筑体而言剪力墙的使用较为频繁，这样的建筑体也更需要剪力墙支撑整个建筑结构。高层建筑通常会需要更大的空间工作能力，剪力墙在结构设置上通常会设为双向式，对于建筑体中的抗震区域采取双向式的剪力墙结构同样非常有必要，这样才能够更好的让剪力墙为建筑体的稳定性提供保障。

2. 剪力墙结构长、厚度及配筋

根据剪力墙的一般设计原则，对于剪力墙的结构长度、厚度以及配筋比也存在一定的要求。根据国家对于建筑体抗震性能的有关规定，剪力墙的结构在设置上对于墙体的长度与厚度都需要根据建筑体的抗震等级系数进行相关调整。一般情况下，为了保障剪力墙结构的抗震性、稳定性以及刚性，剪力墙的墙体厚度不得小于200mm，高度与厚度的比值不得高于1/6。对于一些高层建筑体而言，当其剪力墙的结构厚度与长度的比值不符合这些规范时，剪力墙结构必须进行相关调整，可以通过L型或T型的结构形式来替代一字型剪力墙，并且通过一些其它的技术手段对于剪力墙的结构进行进一步调整，直至符合相关规范。对于一般剪力墙而言，其配筋比也有一定的规定，通常不能低于1/400，对于一些特殊的剪力墙结构，如底部加强部位，其配筋比值则要不低于3/1000，其它的一些特殊情況则可以依据具体的问题来做相关调整。

3. 剪力墙边缘结构

对于剪力墙的边缘结构而言，是否要设置约束性边缘结构这要依据实际情况做决定。有研究显示，比起无约束边缘构件的矩形结构剪力墙而言，有约束边缘构件的矩形结构剪力墙的极限承载力能够提升40%左右，对于地震的能量消耗能力也能够提升约20%。对于不同轴压比的剪力墙而言应当选取有不同边缘构件的剪力墙。这些都需要根据具体的项目情况以及施工要求而定，选取合适的剪力墙边缘结构才能够更好的发挥剪力墙的功效与性能。

4. 剪力墙连梁相关问题

剪力墙的连梁是用来连接剪力墙的墙肢与连接墙肢的部位。由于受到水平荷载的作用力，当墙肢受力发生弯曲形变后，连梁也会相应的产生内部作用力。这股内力会反向支撑与连梁相连的墙肢抑制其发生形变，进而一定程度起到对于墙肢的约束效力，并且能够有效改善墙肢的受力情况。由此不难看出，连梁不仅是连接两个结构的重要部位，它也能够很好的起到控制墙肢受力形变的作用，能够有效支撑整个结构的稳定性能。连梁最常见的就是超筋问题，这也是实际工程中应当处理好的一个要点。国家相关的规定中对于连梁超筋问题都给出了具体的处理方案，一旦这些问题产生时工程上很有必要依照这些规定与标准进行改善，这样才能够保障整个剪力墙的安全性与稳定性。

结语：剪力墙在实际的工程应用中能够对于建筑体起到很好的支撑与稳定的作用，在结构设计中很有必要遵循相关的设计原则与标准合理设计剪力墙的结构。不仅要对于剪力墙的结构长度、厚度以及配筋比有合理的设置，对于边缘结构也要有合理的选择，此外，还应当根据实际的工程情况良好处理剪力墙连梁的相关问题，这样才能够保障整个剪力墙的安全性与稳定性。

参考文献：

[1] 胡金焱. 浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 科技创新与应用. 2013（31）

[2] 庆彦营. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 中华民居（下旬刊）. 2013（08）

[3] 赵宇. 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J]. 科技传播. 2012（17）

[4] 吕西林，孟良. 一种新型抗震耗能剪力墙结构——结构的抗震性能研究[J]. 世界地震工程. 1995（02）

[5] 刘强，黄柏松. 剪力墙结构的砼及模板施工[J]. 黑龙江科技信息. 2003（02）

[6] 田巍，戴春军. 剪力墙结构洞的处理方案探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2003（09）

[7] 叶利彬，王军. 浅议剪力墙结构优化设计[J]. 科技风. 2009（10）

[8] 周勇. 浅析高层建筑剪力墙结构设计[J]. 科技风. 2010（11）