浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的作用

董洪岩

摘要：随着当前建筑结构设计的不断进步和建筑质量要求的不断提高，建筑结构设计中应用新型设计技术成为广泛设计师的主流设计方向。新型剪力墙结构设计在现代建筑结构设计中应用较为广泛，可以有效提高建筑结构设计整体质量和技术水平，使建筑设计更加符合用户需求。

关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；作用

前言

剪力墙结构设计应用于建筑结构设计中，不但可以有效提高建筑设计的整体质量水平，更具有较强的美观性与抗震性，在现代建筑结构设计中深受广大建筑设计师青睐。本文简单分析了剪力墙结构设计的具体应用策略与对建筑结构设计的作用。

一、剪力墙结构概述

现如今，剪力墙结构在建筑施工设计中的应用越来越广泛，成为了建筑设计中必不可少的一项设计工作，尤其是在高层建筑中，剪力墙结构的应用更是设计的重点内容。如何在保证建筑物质量的同时又能满足人们对于建筑物新颖、个性的追求是每个设计师研究的重点内容，也是建筑设计未来发展的方向。剪力墙结构的发展和应用正好弥补了这一问题，采用剪力墙结构是建筑发展的必然产物，同时也有效的提高了建筑设计水平和建筑的质量，也是建筑施工未来发展的必然趋势。

1.剪力墙结构的基本定义

剪力墙结构是在建筑中采用钢筋混凝土来代替传统的框架中的梁柱，从而由钢筋混凝土来承载内里，并且达到结构水平力平衡的目的，在这其中所采用的钢筋混凝土板承受竖向和水平力的结构剪力墙被称为剪力墙结构。现如今，这种结构的使用已经非常普及，并且在建筑工程中承担着重要的作用，也是必不可少的重要结构体系。

2.剪力墙结构的特点

剪力墙又被人们称之为挡风墙、抗震墙、结构墙等，由此，我们可以看出，剪力墙有着多种结构的特点。在建筑结构中，剪力墙的作用主要用于承载建筑的负荷力，是一种以支撑为核心的建筑结构。通常来说，剪力墙的结构一方面能够起到承载建筑负荷力的作用，同时也担当了建筑“骨架”的作用，是在墙体和楼板之间构建出的负荷体系结构。一旦剪力墙结构被使用，那么将无法进行拆除或者破坏，这也是剪力墙结构的弱点。在很多建筑施工中，剪力墙结构由于其造价高、施工难度大等特点，往往不被建筑单位所采用，因此，剪力墙结构技术还有待进一步的改善提高。

3.剪力墙结构设计需要注意的几点内容

剪力墙结构的设计要明确其使用的目的，大多数的建筑需要采用剪力墙结构来为建筑提供可靠的支撑，从而能够更好的加强建筑的坚固性，尤其是在抗震效果上，剪力墙结构能够发挥更好的作用，增加建筑物的牢固程度。另外，剪力墙结构的应用也主要表现在减少了人为的对墙体的破坏，从而提高建筑的使用寿命，加强建筑结构的整体性。

3.1剪力墙高度和宽度比控制要合理，由于剪力墙结构的高度和宽度往往较大，而厚度却很小，这就形成了显著的几何特征，使得受力形态显著的趋于柱子结构。但是，由于它与柱子结构的最大区别在于肢长和厚度之间存在着明显的差异，当比值过小的时候往往可以按照柱体结构要求来设计。其次，在设计的时候墙体结构是一个平面构件，它沿着平面作用在承担相应的水平应力、弯矩力之外，更是要承担一定的竖向压力，为此在设计中必须要满足弹性、非弹性以及延性要求。

3.2我们在设计墙的时候，计算时要考虑到墙在重力和横向延展力的结构下来进行分析计算的。我们在针对剪力墙承载能力的计算中，计算带翼墙的宽度按照门窗与洞口之间的翼缘宽度以及剪力墙之间的距离的最小值来取值，通常都是墙肢总高度的十分之一。

二、剪力墙结构的优劣势

剪力墙结构的刚度很大、用钢量少、整体性能好的优势在目前的高层建筑工程中得到了广泛的发挥，但是由于室内不均匀布置、分隔墙在住宅建筑结构中的应用不断增多，若是将承重墙和分隔墙以现浇混凝土结构来设计，那么也是较为实惠和经济的，而且对于室内整体性布置也极为有效。

三、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

1.剪力墙合理定位

剪力墙的平面布置应本着尽可能均匀、对称的原则，尽量使墙面结构的刚度中心和质量中心完全重合，从而减少扭矩。而内外剪力墙应尽量拉通、对直。剪力墙肢截面宜简单、规则。

2.剪力墙中大墙肢处理

剪力墙在施工的过程中由于结构本身存在着延伸性要求，因此，结构施工与设计中也需要具备相应的延展特性，这对于提高剪力墙结构整体性和工作力度至关重要。通常情况下，剪力墙在设计中极容易形成高状结构的剪力墙，且极容易呈现出弯曲破坏形式和剪力墙结构体系模式，这样一来，极容易出现脆性破坏现象。因此，在设计工作中，对于墙体长度较长的剪力墙设计在满足其承载力要求的基础上可以进行分层间隔设计，将其分割成为小而均匀的独立情断，这对于提高墙体结构的承载力十分有效。

除此以外，在墙段长度较小时其受弯产生的裂缝宽度较小，可以充分发挥墙体配筋的支撑作用。为避免这种不利现象的发生，对于超过8m的墙肢长度，可以采取以下两种处理方法：

2.1开施工洞。歼施工洞即在施工时墙上留洞，完工时砌填填充墙，把长墙肢分成短墙肢。

2.2开计算洞。是指在进行结构计算时设有洞，开始施工时仍为混凝土墙。但通过这样的计算方式，可以加强其它小墙肢的配筋能力。

2.3剪力墙结构的墙体配筋。控制剪力墙配筋有利于结构安全及工程的经济性，因为对于剪力墙结构而言，剪力墙面广量大。剪力墙墙体配筋通常是把竖向钢筋放在内侧，而把水平钢筋放在外侧，配筋必须满足计算及规范提议的最小配筋率。若采用了双向钢筋网片，迎水面保护层厚度至少可取值为30mm，大大节省了墙体配筋。

2.4剪力墙结构计算的优化原则。首先，楼层的最大层间与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，要以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可以不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑應当尽可能地扭转变形最小，但是又不能够仅仅是根据这层间唯一不够而盲目地增加竖向构件的刚度。其次，楼层最小剪力系数的调整原则。当满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不能超过4/10的前提下，要尽可能的减少剪力墙的布置，并以大开间剪力墙布置方案为目标，使其结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数不小于规范限制，这样做能够减轻结构自重，有效地减小地震作用的输入，同时可以降低工程建设成本的投入。最后，剪力墙连梁朝向的调整原则。剪力墙连梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比则小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范的限值，有关制度规定了跨高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计。即跨高比不小于5的连梁刚度不应折减。

四、结束语

综上所述，剪力墙结构在建筑设计中所表现出的优势非常明显，能够在新的环境下更好的适应建筑的发展需求，同时也满足了人们对建筑的使用需求，对于提高建筑质量也发挥着重要的作用。然而就目前来看，剪力墙结构的应用还存在着诸多问题，因此，我们还需要不断的进行探索，从而提高剪力墙结构技术水平的发展，为建筑工程的发展提供更多、更可靠的基础保障。