剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

王平 郑晔

【摘要】剪力墙结构是建筑的主要承载部分，并且还是承担地震、风等传递水平载荷导致的轴力、剪力以及弯矩等结构构件，同时也是建筑的分隔墙和围护墙，所以在布置剪力墙的过程中，应该满足建筑物的结构布局和平面布局，剪力墙结构的开间相对较小，高层建筑的楼层盖板通常选用现浇的混凝土结构平板，这样，其空间结构的利用率更高，能够有效节约建筑的层高。本文笔者对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行了分析和探讨。

【关键词】剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用

前言：剪力墙结构一般会出现在分间较多的建筑中，如旅馆等，剪力墙结构能够使房间的分隔墙与承重墙合二为一，既节省了空间，又能够达到房间建筑强度的要求。而且在高层建筑中使用剪力墙结构，能够隐藏室内的房梁等结构，使室内的墙体更加具有整体性，更加的简洁美观，有利于室内布置。但是剪力墙结构也存在着一定的弊端，需要通过剪力墙结构设计优化的方式来减轻高层建筑的剪力墙结构存在的弊端。

1建筑剪力墙相关分析

通常而言，房屋建筑的高度越高，房屋建筑就越需要考虑到高层建筑的侧力因素。如果高层建筑的抗侧力能力没有达到标准，就可能会出现高层建筑倾斜的现象，严重的话，甚至还会出现高层建筑坍塌的可能。因此，对于高层建筑来说，房屋的结构设计一定要考虑到侧力的影响。对高层建筑来说，楼层越高，为了保证楼层的力的平衡，一般情况下，楼层也会相应增大宽度，因为楼层越高，楼层底层的结构柱子需要承受的重力也就越大，因此，对于高层建筑来说，房屋结构除了要承受来自横面的侧力外，还需要承受来自竖向的重力。在建筑领域，剪力墙是由钢筋混凝土浇灌成的墙体，通常情况下，这种墙的刚度比较大，承受力的能力也比较强。剪力墙不仅可以应对横向的剪力对建筑物的作用，也可以在很大程度上承受来自竖向的建筑物的重力。由于这种墙对水平方向的剪力的承受能力比较强，所以，这种墙被称为"剪力墙"。高层建筑剪力墙结构设计是在高层建筑中广泛使用的一种墙体结构，这种墙体结构的原料主要是钢筋混凝土，通过横向承重板和纵向承重板纵横交错来达到增强楼层的承重能力的目的。这种墙体的建造，能够使高层建筑的稳定性、刚度以及抗震能力大大加强，能够满足现今我国高层建筑的需要。另外，在高层建筑中，剪力墙的设计隐藏了大量的承重柱，能够使房屋内部建造更加简洁、美观，能够普遍符合我国居民对建筑内部的美观性的需求，而且能够为室内设计提供更大的空间，符合现代城镇居民的生活需求。

1.2剪力墙结构的特点

高层建筑剪力墙结构是使用钢筋混凝土铸造，具有良好的稳定性与刚性强度，能够有效的抵抗外界的压力，为高层建筑的建造打下了一定的基础。剪力墙结构的设计使用能够减低施工工程单位的建材成本，剪力墙结构使用钢筋混凝土为原料，价格相对低廉，而且能够满足建筑强度的需要，在一定程度上增加了施工单位的经济效益。由于剪力墙结构代替了传统的建筑承重系统，因此，在建筑物室内中不会出现过多的承重，大大的节省了建筑室内的空间，使室内设计更加美观，降低了楼房建筑的空间局限性。同时，剪力墙结构也存在着一定的弊端，在高层建筑使用过多的剪力墙结构时，会使建筑在遭遇强度大的地震时出现巨大的反震力，使建筑楼体的安全性降低。而且剪力墙结构所需的钢筋混凝土材料大多要求较低，因此，在进行建筑施工时极易出现建筑质量问题，对建筑以及居民的人身财产安全造成了极大的不利影响。

2 剪力墙结构设计的运用

2. 1 合理处理大墙肢

建筑结构中剪力墙必须突出其延性作用，剪力墙的宽高比也应，按照一定的要求进行设计，经验表明比例小于 2 的时候，剪力墙的延性较好，容易受到弯曲破坏，从而剪力墙不易受到剪切而破坏。但是如果剪力墙的长度增加，为了保证剪力墙都可具备一定的延性，确保每个独立墙段的剪力墙满足建筑结构的需求，一些剪力墙的宽高比会大于 2，此时如果要保证剪力墙的延性就必须进行开洞，减小剪力墙因为弯矩而出现裂缝，保证钢筋的支撑效果、如果墙肢的长度较长，则整个建筑楼层的载荷都会有长墙肢进行承担，地震时最先破坏的也就是这些较长的墙肢，偏小的墙肢配筋不足也不能起到承载作用，所以墙肢会出现大范围的破坏，要克服这个问题就必须在墙上进行合理的开洞以满足设计和应用需求。

2. 2 平面布置合理

在建筑设计中，剪力墙的结构应进行合理的平面设计，设计过程中应考虑利用主轴作为中心进行辐射式的布置，布置剪力墙的平面位置时，应按照对称和均匀的原则进行。使得建筑的墙体和与质量中心、刚度中心重合。对每一面墙都应进行设计处理，减小剪力墙扭曲的程度。剪力墙结构的抗侧力的刚度应进行合理计算，不能过大，应平衡剪力墙承载和抗侧力的能力，增加空间利用效率，控制剪力墙的密度。

2. 3 其他设计要点

建筑设计中结构设计较为重要和基础，要保证建筑的稳定性，就应考虑综合性的因素。剪力墙的设计也应被优化。应先保证剪力墙的施工便利性，即剪力墙可以顺利施工，同时也应充分考虑剪力墙的安全性问题，剪力墙的主要功能就是帮助建筑提高抗震能力，保證建筑的整体安全性。因此设计中必须考虑剪力墙的安全性和可靠性，使得剪力墙在地震中起到削弱地震能力的效果。最后还应考虑剪力墙的造价问题，在工程中造价和利润有直接的关系，因此在剪力墙设计中，应考虑材料和工艺等问题，如剪力墙设计中原材料的用量钢应尽量控制，在保证安全性的前提下，最大限度的节约材料，以此实现对剪力墙的优化设计。

3高层建筑剪力墙结构设计施工中应当注意的问题

在进行高层建筑建立结构施工进行的过程中，需要考虑到许多问题。例如，在进行建造过程中，一般进行楼体与部分承重系统的建造所用材料和进行剪力墙结构建造所需材料有一定的差别，在进行剪力墙结构的建造时需要用到钢筋混凝土，而一些隔墙的设计只需用到轻质的材料，这就使隔墙设置与剪力墙结构在衔接时需要对不同的材料进行处理，避免在后期用户使用时出现衔接裂痕等现象威胁住户的生命健康安全。另外，还需要建筑施工团队着重注意的便是施工质量监测的问题，在施工进行过程中以及施工结束后都必须严格的对剪力墙结构进行质量监测，保证剪力墙结构浇筑的安全性，防止建筑物在经历重大自然灾害时受到影响，从而影响建筑物的稳定性，危害住户的人身财产安全。

4 结束语

建筑设计中选择利用剪力墙为主体结构基础，就是因为其具有较好的抗震性和抗侧向力的刚度。目前在我国的建筑设计中尤其小高层的建筑中应用较为广泛。其使得建筑结构得到优化，促进建筑质量提高。但是综合上述分析，其在应用中应遵照基本原理以及相关原则，把握剪力墙的实际性能和需求，充分考虑实践对剪力墙结构形式的需求，这样才能保证设计合理性。最后还应充分利用计算机等措施对剪力墙设计进行创新和新技术结合，以此促进剪力墙以及其他建筑结构设计的优化，提高建筑设计的应用价值。

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