建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究

2015-04-16王会中

建材与装饰 2015年20期

关键词：剪力墙抗震结构设计

王会中

（河北天山实业集团建筑工程有限公司河北省石家庄市）

建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究

王会中

（河北天山实业集团建筑工程有限公司河北省石家庄市）

因剪力墙结构有着优异的抗震性能和较强的刚度被普遍应用于建筑结构设计和施工中。本文主要从建项目工程的设计过程中，剪力墙结构的具体类型及相关的设计原则入手，重点要对进行剪力墙结构设计时需要注意的一系列问题进行了分析阐述，以期为行业相关人士提供一定的参考和借鉴。

建筑；设计；剪力墙

1　引言

众所周知，在建筑结构中，剪力墙因具备较好的整体性能、较强的抗震性能和较大的刚度等多种优点，而被普及应用到各个项目工程设计及施工过程中。在实际应用过程中，施工单位要对剪力墙结构的优缺点进行详细的分析、研究，以便大大提高剪力墙结构的有效利用率，从而更好的推进我国建筑行业的发展。

2　剪力墙的分类及相关的设计原则

2.1剪力墙结构的分类

（1）实体墙。具体来说，指的是那些没有开洞的截面墙体，或者截面墙体的开洞面积没有超过15%的剪力墙。曲型是这类剪力墙的主要变形类型，但是该实体墙有着较强的承受能力，不易发生反弯和突变情况。

（2）剪力墙上有较小的开口。具体来说，指的是在剪力墙上有开洞且开洞面积占剪力墙体面积的比例没有超过15%的情况。弯曲型为这种剪力墙的主要变形方式，其在墙体的弯矩图处极易产生突变。

（3）多肢剪力墙。具体来说，指的是有开洞的剪力墙，且开洞的面积较大或者洞口呈列状分布的情况。这种类型的剪力墙受力情况与第二种情况大体一致。

（4）壁式框架剪力墙。具体来说，指的是那些开洞尺寸过大的剪力墙墙体，剪切型为该类剪力墙的主要变形方式，其受力状况与壁式框架剪力墙大体一致。

2.2剪力墙结构设计的主要原则

（1）一般来说，剪力墙的高度和宽度都比厚度要大出许多，加上几何特征向板的作用，使得剪力墙的受力形态和柱子大致是相同的，但是二者之间还是有着细微的差别。而这种差别的产生主要是因为厚度和肢长的比值范围所决定的。假若肢长与厚度比值没有超过3，那么设计人员就可以依据柱子来进行剪力墙的设计，然而这个比值在3～5之间时，设计人员就可以将剪力墙当做异形柱来加以处理。

（2）众所周知，剪力墙结构不但要承受来自水平方向的水平剪力和弯矩力，还要承受来自竖向的压力。假若剪力墙结构还需要满足一定的抗震指标，那么在对建筑物进行设计时，还需要对刚度和延性进行综合考虑。

（3）在进行剪力墙设计时，最为重要的一点就是当剪力墙处于同一平面时，其承载力和刚度受力相对较大，而不在同一平面时，二者相对则较小。当处于平面外的梁与剪力墙连接时，就极易导致墙肢在平面外产生弯矩的情况，因此在设计时则尽量避免剪力墙与平面之外的梁进行连接，假若一定要出现这种情况，那么设计人员还需要做好一定的防护措施，以免发生意外事故。

（4）在计算剪力墙时，不仅要对竖向作用下的结构进行分析，还要对水平作用心爱的结构进行分析，二者综合之后，就要依据偏拉或者偏压进行计算。

3　剪力墙结构设计要点

3.1有效控制剪力墙的数量

大家都知道，运用剪力墙的目的就是为了让建筑结构能够有着较好的抗震性能和抗风性能，然而这并不意味着建设越多的剪力墙越好。在工程实际建设过程中，为了有效减少工程项目的自身重量，增强抗震性能，还需要依据实际情况对剪力墙的树立加以控制。

3.2剪力墙的平面布置要点

（1）在剪力墙的结构设计中，全部的水平力和竖向荷载均是由钢筋混凝土来承受的，所以布置剪力墙时也应该沿着平面重要轴线的方向设计。

（2）在布置剪力墙平面时，为了能够使得剪力墙的刚度中心与质量中心协调统一，其应该对称进行，这样做还可以有效减少剪力墙的扭矩作用。此外，还需要尽量不使用单向平面的布置方式，否则将对剪力墙结构的抗震效果产生严重影响。

3.3剪力墙结构设计的其他要点

在实际操作过程中，为了确保项目工程的稳定性，从而提高项目工程质量，设计人员应对各种因素进行综合考虑，从而科学实现剪力墙结构的优化设计，具体来说，主要体现在以下几点：①确保剪力墙结构的顺利完工是进行剪力墙结构设计的前提和基础；②对剪力墙结构的安全性能进行综合考虑，在建筑结构中运用剪力墙结构设计的目的就是为了大大提升项目工程的抗震性能，为项目工程的安全施工提供强有力的技术支撑，因此确保剪力墙结构的安全施工，有力促进了剪力墙结构功能的最大发挥，从而达到降低项目成本的目的；③对剪力墙结构的成本问题进行综合考虑，为了有效降低工程成本，我们还可以从原材料选取及其相关的技术措施等方面为切入点，比如在对剪力墙结构进行设计时，一定要将原材料中钢的含量控制在一个合理的范围内，尽可能在确保项目安全性的基础上最大发挥原材料的性能，从而科学实现剪力墙结构的最优设计。