剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

张桂云

（福建省地质工程勘察院 福建省闽地建筑设计院 350002）

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

张桂云

（福建省地质工程勘察院 福建省闽地建筑设计院 350002）

经济和科学技术的繁荣发展，为各行各业的发展进步提供了契机。城市化进程的加快，人们生活水平和审美水平的提高都在一定程度上促进了我国建筑业的高速发展。作为我国基础产业的支柱，建筑业之间的竞争也逐渐加剧。为了具有强有力的市场竞争优势，建筑企业纷纷在建筑设计和施工管理水平等方面进行改革创新，剪力墙结构设计就是其中的一种。本文围绕剪力墙在实际建筑工程中的使用，分析其应用的基本原则、具体实施中可能遇到的问题以及相关的解决方案等。为以后剪力墙结构在实际工程中的使用提供参考。

建筑结构；工程；剪力墙结构设计；高层建筑

引言

剪力墙结构被较多的使用在各种不同的建筑结构中，特别是在高层建筑中，剪力墙结构的使用更是频繁。这不光是因为剪力墙结构的抗震性能好，还因为其具有不易侧移和抗侧刚度的的优点。但是在实际工程中，剪力墙结构的使用应当因地制宜，结合实际。合理的设计剪力墙墙体的尺寸大小、各墙体之间的距离以及剪力墙位置的安放。争取最大程度地与建筑结构本身相协调。对于这些问题，我们还没有明确的标准来参考。因此这就需要建筑设计师根据自身的职业判断的以往的经历来安排剪力墙结构的整体格局。在具体实施过程中，不排除会出现一些相关问题的可能行，这必然会对工程的整体进度和造价产生一定的影响。

1　在建筑工程中使用剪力墙结构设计应遵循的基本原则

1.1剪力墙结构具有平面内外刚度和承载力相对的特性

建筑结构设计的具体施工都需要注意这点。否则，在剪力墙与平面外的梁相连的情况下，可能会产生向外弯的不利后果。大部分建筑工程队忽视了对墙体平面外侧承载力和刚度的测算和检验。因而在平面外搭接是具有一定的风险性的，在迫不得已必须使用平面外搭接设计时，相关人员应做好预防措施和应对方案。

1.2剪力墙的宽度、高度和其厚度

剪力墙的宽度、高度和其厚度明显不成比例，就像板状物一样，但是它的受力情况类似于圆柱体。所以在设计中应根据墙体厚度和长度的比例来调节结构，以保证安全性。具体实施时，应按照墙体厚度和长度的比例选择柱体结构和双向受压结构。

1.3剪力墙结构

剪力墙结构的使用，应注意水平方向和垂直方向与整体受力的协调。为了保证整体结构的安全性，相关人员最好对各方承载力进行分析，检验测量。调整墙体的长度和厚度以及墙体之间的间距，是整体和局部的负载在可接受的范围内。这不仅需要工程队进行细致的设计、精确地测算，还需要设计人员与具体施工人员进行充分的沟通。

1.4剪力墙的梁连

在剪力墙与梁连接时，跨高要在合理限度内。其跨高比要不小于2.5，否则有很大可能发生剪力不合格和距面弯曲的情形。相关文书中介绍，工程队应根据跨高比结构设计的方案。在跨高比不小于5.01的连梁结构设计中，应采用框架梁的结构设计方案。而对跨高比在5.01和6.01之间的情况，应适当减少连梁的刚度。如果在建筑工程中严格遵守这一原则，不仅能提高工程质量，还能节约工程的制造成本。

1.5剪力墙布局

在剪力墙结构设计的具体应用中，大部分情况下是以主轴的方向为基准，进行两个或者两个以上方向的设计。为了充分发挥剪力墙的效力，不仅要把各个方向的墙体连成一个整体，还要杜绝拉通对直的情况。抗震结构建筑中，为了达到一定的抗震性能，各方面要求更高。墙肢不易采用复杂结构墙体两个方向侧面的刚度不能有太大悬殊。在较高的建筑结构设计中，墙肢的设计必须以主轴的方向为基准，进行两个或者两个以上方向的设计。尽量杜绝仅一个方向有墙的情况，只有这样才能协调整体。还要注意的是，剪力墙在建筑工程中的使用密度要均匀。在保证抗侧力刚度和抗震性能的同时，要避免浪费资源和墙体承重过大的情况。

2　剪力墙结构设计在具体工程中的应用

2.1墙体平面的合理布置

为了减少墙体距面发生扭曲，在对剪力墙进项平面布置时，要遵循均匀和对称的原则，墙体的质量和刚度中心要保持在一点，剪力墙墙体内外侧最好是对直、拉通。①剪力墙墙体不能一味的追求抗侧力刚度，因为这可能导致墙体承受的重力过大。②应用相关公式对剪力墙的使用密度进行测算，例如t=（0.05～ 0.06）n（n为层数）。分析检测后。对加剪力墙的布置和数量进行调整。这样才能在保证墙体抗侧力刚度和负重能力的同时，扩展墙体之间可利用的空间。③所有剪力墙结构设计应用实例表明，仅一面有墙体的设计结构不利于建筑物的抗震性能。所以，剪力墙最好主轴的方向为基准，进行两个或者两个以上方向的布置。

2.2墙体布置中大墙肢可能出现的问题及相关措施

在墙体结构设计中，必须考虑剪力墙结构的各种特性，这样才能兼顾各个方面。其中可延展是不容忽视的一个因素，否则高宽不协调的墙体会发生弯曲，受到剪切破坏，最终导致脆性断裂。这就需要调节剪力墙的宽高比，确保墙体的长度在合理的范围内。墙体长度与其弯曲时的裂缝宽度成正比。所以，可以采用开洞的方法，来增强其配筋的作用，从而保证墙体的牢固和稳定。数据表明建筑物的剪力和受到地震等剧烈摇晃时的承受力大部分都是有大墙肢来承担的。因为小墙肢的材料运用的少，支撑力不够，容易受到毁灭性的冲击。为了做好预防措施，相关人员应根据墙肢的长度，选择处理办法，例如开施工洞、计算洞或者两种方法相结合。具体实施过程中应当联系实际情况，参照相关标准进项开洞，填充。

2.3无约束边缘构件和约束边缘构件的选择和解决相关问题

大量实践显示，边缘构件的选择关系着培板牢不牢固。因为约束边缘构件和无约束边缘构件在很多方面存在差异。约束边缘构件的矩形截面剪力墙抗震性能更好，承载力的极限更大，会使墙体更牢固。连梁设计和高层的建筑都应该选择约束边缘构件，因为它们的要求更高。而普通要求的建筑结构可以选择无约束边缘构件，因为其对重力荷载和稳定性的要求都低于梁设计和叫高层的建筑。在选择构件时应考虑剪力墙结构的级别和布置点力的作用。

2.4墙体钢筋的使用细节

在相关的文书中，国家做了具体的细节规定。只要是针对墙体各个方向钢筋的分布密度提出了标准和范围。钢筋的分布与抗震级别要求息息相关。抗震级别要求越高，钢筋的分布密度就应越大。在具体施工过程中应参考相关条例规定，严格按照标准执行。否则，可能多整体抗震能力产生不利影响。从而达不到相关指标的要求，会降低整个建筑工程的质量。

2.5在实际中把梁和剪力墙相连可能会发生的状况

（1）剪力墙与梁相连的效果

连梁指的是把剪力墙的墙体的某一面与建筑物的梁连起来。连梁在剪力墙结构设计中被广泛的应用。在这个施工过程中。必须权衡利弊，多方面考虑，选择左最优方案。着重分析各方受力情况：内力，外力和承重，以防止出现墙体不堪负重发生弯曲变形的情况。一定要把握住力的平衡，达到束缚和稳定墙肢，避免其形变的效果。

（2）对连梁超筋的分析和相关决策

剪力墙与梁相连，对剪力墙结构设计尤为关键。其设计的合理性与否会对整个剪力墙结构产生很大的影响。所以在连接位置、墙体的长度和宽度、接触面的受力情况以及平面受力情况都需要经过斟酌和测算。对于连梁过程中，钢筋使用超标的问题更要着重注意。剪力墙与梁相连的尺寸不合适会影响框架各方位的平衡。而钢筋的滥用又会使墙体承重过大。在相关文书中我们可以找到一些解决以上问题的方案：①当墙体承重不是很大时，可以在考虑地震的情况下，不采用连梁设计，仅需要考虑只有剪力墙墙肢支撑的情况下，整体结构遇到剧烈震动可能产生的后果。并对可能的结果进行分析并做好应对预案和事后处理准备。②降低剪力墙墙肢和梁接触面的高度。③对剪力墙墙肢和梁相连的结构进项塑形解决。应注意的是，选择方案时应谨慎使用第一方案，在其他方案不可用时再选择第一方案。

3　结束语

整体来看，剪力墙结构设计在建筑业中有很大的发展潜力，这不仅是因为建筑业竞争的加剧和人们对美观的追求，更重要的是剪力墙结构设计自身无法比拟的优越性。在建筑工程中使用剪力墙结构设计，会增加工程的整体结构性，加强抗侧刚度，减少发生形变的可能，与此同时，还能满足应对剧烈震动和承载力的要求。但是不可避免的吗，在实际应用过程中会出现这样或那样的问题，例如：混凝土和钢筋的使用数量不合理，连梁的截面大小和位置安排不协调，剪力墙墙体之间的间距不合适，墙体外侧连接的方案不妥当等。这些将会影响建筑的整体结构，美观度，稳定性以及安全性。所以在使用剪力墙结构设计时，建筑团队应当谨慎周到，做到从实际处罚，协调各个方面，避免顾此失彼，促进工程高效率，高质量的完成，完美收尾。

[1]孙国华，顾强，齐永胜，方有珍.钢板剪力墙结构的剪切变形分析[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2014（03）.

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[3]吕瑞孝，姜剑虹.高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点[J].科技信息，2014（17）.

TU398.2

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1673-0038（2015）18-0019-02

2015-4-16