浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

樊文霞 胡艳娇

摘要：随着我国经济的不断发展，我国建筑行业得到非常迅速的发展，特别是对于城市建设来说，建筑高度不断增加，结构体系更加多样化。剪力墙结构作为高层建筑中的主要形式之一，由于其整体性好，抗侧刚度大，水平荷载作用下侧移小，承载力容易满足，墙面平整等优点，近年来在非地震区和地震区的高层住宅及旅馆建筑中得到了越来越广泛的应用。本文重点就对剪力墙结构在建筑结构设计中的应用进行了分析。

关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用

一、剪力墙结构内涵及分类

（一）剪力墙结构内涵。剪力墙结构是指采用钢筋混凝土墙板，替代原有建筑物框架结构，以实现荷载承担，并对建筑结构产生的水平力进行有效制约。换言之，选用钢筋混凝土墙板对原有墙体进行替代。除却性能优势外，剪力墙结构使用成本低，有助于节约工程投资。现已被广泛应用到我国高层建筑中。假使单个建筑物中包含很多剪力墙，会对简体和剪力墙进行同步应用，以实现建筑物水平方向荷载承担。尽管剪力墙多被用以高层建筑中，但为避免建筑物质量受损，仅将其作为高层建筑墙体的一部分，以延长建筑工程整体寿命。

对剪力墙结构实施抗震设计时，对剪力墙墙体地震倾覆力作为重点关注内容。其要高出结构承受的地震倾覆力矩1/2。而地震倾覆力矩位置是第一振型底部。假使剪力墙墙体数量比较少，可对墙体承受的倾覆力矩进行削减，将削减范围控制在15%-40%之间。

（二）剪力墙结构分类。依据剪力墙墙体是否开洞或开洞尺寸大小，对剪力墙进行分类。实体墙。实体墙可开洞，也可不开洞。但开洞面积在剪力墙墙体面积15%之内。而实体墙墙体具备很强的承受力，剪力墙墙体弯矩部位不会出现反弯等异常情况，更不会发生突变状况；剪力墙整体小开口。该种状况是指剪力墙开洞面积在整墙体15%之内。墙体弯矩处不会存在异常情况，其异常情况多发生在连梁部位；双肢或多肢类型剪力墙。该类剪力墙，墙体洞口呈列状排列，或开洞面积比较大。该类剪力墙墙体弯矩处无反弯等异常情况，其异常情况也多发生在连梁部位；壁式框架剪力墙。该类墙体开洞尺寸很大，而且剪力墙墙肢线上具备的刚度与墙体连梁线上的刚度并无明显差异，二者极为接近。该种剪力墙突变状况多发生在楼层弯矩点处。同时，很多建筑楼层会出现反弯点。

二、剪力墙结构设计的优化原则

（一）剪力墙平面内外承载力及刚度适当

工程设计应注重剪力墙平面内外承载力及刚度适当的原则，应保证剪力墙平面外承载力及刚度较小，而平面内承载力及刚度则相对较大。实际建筑施工过程中，梁与平面外方向的剪力墙的连接方式为单侧连接，这常会导致墙肢平面外弯矩，但常规的设计施工对墙的平面外的承载力及刚度实际验算量不足，除了特殊设计施工需求，通常不要采用平面外单侧连接方式，当使用平面外单侧连接方式，应采用合理改进方法，保证剪力墙平面外稳定性。

（二）楼层剪力系数最小

实际工程施工过程，应保证各楼层间的剪力系数最小的原则，有效降低建筑物重量，防止建筑物的抗震性能降低进而引起严重安全隐患的问题，建筑设计根据短肢剪力墙承受力矩的大小，实际调整楼层间剪力系数达到最小值，并保证建筑物质量的前提下，合理减少剪力墙的数量，对剪力墙结构的侧向刚度进行适当加强，这可以有效降低整个建筑工程的建设成本和资源浪费，在合理范围内扩大建筑各方和建筑用户的经济利益。

（三）楼层间位移最大化

与层高比在建筑设计过程中，应实际调整层间位移和层高比，以保证楼层间位移最大值和层高比原则。与传统建筑结构相比，剪力墙结构设计计算位移没有加入建筑结构变形因素，其位移计算关键点是楼层间的弯曲变形情况，而通常楼层间发生的弯曲变形主要是扭转和剪切，就剪切变形而言，其主要受建筑结构中的竖向构件影响。竖向构件应根据实际建筑情况进行有效调整，保证数量适中，保证楼层间不会出现扭转变形或变形程度较小。因此实际高层建筑结构设计及施工过程中，应重点对楼层间位移最大化与层高比进行实时监测，以降低扭转变形，进而提升整体建筑结构的安全性和刚度。

三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

（一）剪力墙墙的测量技术

对于剪力墙的施工来说，其施工质量会受到剪力墙自身测量方法及测量频率的影响，当施工工程中剪力墙数量较多时，在实际的施工过程中就会出现弯曲及变形的现象，同时，会造成这种现象出现的原因还有混凝土剪力墙面积较大、侧向刚度较小、拼接缝较多时，也一样会造成混凝土剪力墙发生弯曲及变形的现象，所以，在工程施工前就需要对混凝土剪力墙墙进行测量工作，并进行提前的预控及复测。

在进行混凝土剪力墙施工前，需要对剪力墙的坐标进行测量，测量所用到的方法主要是通过对内、外控制轴网相结合实现对剪力墙坐标的测量。具体的步骤是：首先要对角部框架结构进行测量校正、加固工作；其次要对剪力墙进行測量，要对每节剪力墙都按照基点进行复查及引测工作。

同时，在工程施工过程中，还需要对剪力墙侧向垂直度进行测量，测量工作中所需要运用到的主要仪器有全站仪、铅锤仪、三角钢尺等。对于所需要应用到的测量设备来说，其都要经过严格的检验才能够使用，检验结果要保证能够达到合格的基础。

（二）定位剪力墙

在对剪力墙进行应用的过程中，如果工作人员没有高效的完成平面布置工作，导致平面均匀程度与行业要求存在偏差，就会使剪力墙自身所固有的刚强度和力作用相重合的偏差增大，进而导致墙体出现扭矩的现象[3]。因此，在对剪力墙进行定位的过程中，工作人员应当以事先科学估算的相关数值作为定位工作的主要参考依据，在保证平面均匀程度的基础上，保证内外墙体的直通，避免墙体扭矩或是其他问题的出现。

（三）边缘构件的设计

作为剪力墙结构设计的重要构成部分，对边缘构件加以设计的主要目的在于对剪力墙所具有延伸性能的有效增加，并且对水平位移现象的出现加以规避，也就是说，对边缘构件的设计能够在一定程度上提高剪力墙所具有的抗剪能力。在对边缘构件进行设计时，工作人员首先需要明确边缘构件的构成，然后再以此为基础结合不同建筑的实际情况和需求，开展相应的结构设计工作，将剪力墙所具有的积极作用进行最大化发挥。

结语

综上所述，通过对剪力墙所对应的结构设计进行分析可以发现，工作人员应当对设计过程中需要严格遵循的原则内容加以掌握，结合建筑的实际情况，保证将剪力墙具有的作用进行完整呈现。在提升建筑安全性的基础上，降低施工所需成本，推动我国建筑行业的发展。

参考文献：

[1]李敏，罗联训. 分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 江西建材，2014，05：34

[2]付艳强. 论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]. 科技风，2014，01：142-143