剪力墙结构设计在建筑结构中的应用探析

常 璐

(晋城市建筑设计院,山西 晋城 048000)



剪力墙结构设计在建筑结构中的应用探析

常 璐

(晋城市建筑设计院,山西 晋城 048000)

介绍了剪力墙的相关概述及设计时需遵循的原则，确定了长度与厚度的数值选取方法，从合理定位、平面布置、墙肢截面厚度、边缘构件设计等方面，分析了剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用，从而保证建筑的质量。

剪力墙，建筑质量，钢筋，水平荷载

0 引言

建筑结构设计是我国建筑行业当中非常重要的一个部分，也是涉及到建筑质量的关键。在建筑结构设计当中，剪力墙是关键的部分，对于保持建筑稳定，防风防震都有重要的作用，如果没有设计好剪力墙，将对使用者造成极大的安全隐患。所以说，剪力墙的结构设计是非常重要的。本文着力分析了剪力墙结构在建筑结构设计中的应用，并给予了一定的建议。

1 剪力墙的相关概述

剪力墙，又被称作抗震墙、抗风墙，或者是结构墙。从名称当中我们就可以明确的看出，剪力墙是事关建筑质量高低的关键。房屋或者是建筑物中主要用来承受风荷载或者是地震作用所引起的水平荷载和竖向荷载(重力)的就是剪力墙，同时，也可以防止结构剪切破坏。剪力墙是否坚固对于建筑物来说是非常重要的，所以，一般是用钢筋混凝土做成，以达到对墙体的加固作用。一般说来，剪力墙可以分为平面剪力墙和筒体剪力墙。这两种剪力墙各有特点，在楼体当中都是非常重要的。其中，平面剪力墙主要用于钢筋混凝土的框架结构、升板结构和无梁楼盖体系当中，能够有效的提高墙体结构的强度和刚度，同时，对于抗倒塌能力的提高也有一定的作用。筒体剪力墙一般用在高层的建筑和高耸的结构当中，在目前建筑行业应用是非常广泛的，一般是由楼梯间、电梯间和辅助用房的隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土的墙体，刚度和强度都非常高，可以承受很大的水平荷载，从而对墙体整体质量的提高起到非常重要的作用[1]。剪力墙的结构特点主要包括以下几个方面。第一，结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；第二，墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；第三，能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单。

2 剪力墙设计需遵循的原则

在剪力墙的设计当中，我们需要遵循一些原则，包括对墙体进行受力分析、平面内搭接以及调整超限等等，每一个环节都是我们所必须做好的。第一，对墙体进行受力分析，这是进行剪力墙设计的第一步。在建筑的设计当中，每一面墙所涉及到的力都是非常多的，剪力墙更是这样，所以，我们在进行剪力墙设计的时候，就必须先分析好其受力的情况，从而在建设完成后保证剪力墙的质量和使用的效果。第二，平面内搭接。通常情况下，墙体在同一个平面内的承载力和刚度是相对较大的，剪力墙也是如此。剪力墙也是其自身特点所决定的，与此同时，在平面外，刚度和承载力就要相对较小了。在这种情况下，是容易产生平面外弯矩的，主要是由于剪力墙连接了平面外梁体，这是一个比较大的安全隐患，因为在一般的建筑工程当中，是不会对剪力墙的承载力和平面外刚度等参数进行测算的，这样，墙体的受力情况就会不准确。从这一点来看，相关单位和人员在设计剪力墙的时候，一定不能将平面外连接设计进去，在特殊的情况下，如果确实无法避免平面外连接，就必须要进行剪力墙的加固措施，从而确保剪力墙的安全，防止出现问题。第三，调整超限。连梁是调整超限原则的主体，从参数上来看，跨高一般来说是要大于2.5的，这样的设定相对比较安全，超限的情况不会发生，同时，也能够防止出现弯矩，而如果跨高比过大，超过了5，在剪力墙的设计过程当中，就必须按照框架梁的标准进行，坚决避免对其的刚度进行折减[2]。如果跨高比的数值超过5，但不超过6，在剪力墙的设计过程当中，要切实把握好这些原则，从而避免安全隐患。同时，也能够进一步的帮助企业降低生产和经营的成本，也就等于提高了利润，对于企业的发展是非常有帮助的。

3 剪力墙的长度与厚度的选取

在剪力墙的设计当中，长度和厚度是非常重要的两个指标，对于剪力墙的设计以及后期的施工具有非常关键的作用。一般来说，在选取剪力墙的长度和厚度时，要按照双向受力结构以及柱型受力结构的特性来设计。

3.1 剪力墙长度的确定

剪力墙的长度是其设计和建设过程当中一个非常重要的参数，对于其保证剪力墙的稳定性和外观具有非常关键的作用。通常来看，剪力墙的长度要小于8 m，同时，近年来，我国对剪力墙的长度有了更深刻的认识，如果要提高剪力墙的延伸性，防止外力对于墙体所造成的破坏，我们可以考虑在设计的过程中引入弯曲设计，主要是针对高度和宽度比相差较大的情况。这样，就可以有效的提高剪力墙的延伸性，减小损害[3]。

3.2 剪力墙厚度的确定

除了剪力墙的长度以外，剪力墙的厚度又是另外一个非常重要的指标。由于剪力墙在房屋建设中居于重要的位置，是承载自然灾害以及安全事故的关键性墙体，所以，一般来说，对于剪力墙的厚度要求是比较高的。近年来，我国对于建筑的要求非常高，不单单要求质量，对于美观度的重视程度也很高，所以，剪力墙厚度的选择要根据建筑的具体高度和建设的情况来进行，特殊的建筑要采取概念性的设计方式。在实际的工作过程当中，我们要合理的选取剪力墙的长度、厚度，从而提高建筑的质量和稳定性，同时，要尽量减小厚度，达到最佳的设计结果。

4 剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

剪力墙的结构设计是建筑设计中的一个关键部分，本文着力从剪力墙的合理定位、平面布置、墙肢截面厚度、剪力墙连梁钢筋配置、对剪力墙墙身钢筋进行分析、边缘构件设计六个方面进行叙述。

4.1 剪力墙的合理定位

剪力墙在设计的过程当中，应当尽量把刚度中心与质量中心重合到一起，这就需要在平面布置当中保证均匀、对称，这样，对于墙体的稳定性是非常有帮助的。

4.2 平面布置

平面布置是剪力墙设计过程当中一个重要的环节，如果平面布置出现问题，那么剪力墙的质量则会造成较大的影响。在平面布置的过程当中，我们要严格按照均匀、对称的原则进行[4]。保证剪力墙的刚度中心和质量中心重合，减小剪力墙的扭矩，这对于保证其稳定性具有重要的作用。与此同时，对于剪力墙来说，沿着主轴走向进行多项布置是比较理想的，这样能够保证剪力墙的功能得到最大限度的发挥，特别是进行抗震功能的设计时，要尽量避免单向墙的设计。

4.3 墙肢截面厚度

由于剪力墙在建筑设计中的重要性，所以，建筑行业对于剪力墙的墙肢截面厚度进行了准确的规范，规定了厚度的最小值[5]。特殊的，对于短肢剪力墙，规定底部加强部位的厚度要大于20 cm，而其他部位要大于18 cm，这样，对于剪力墙的强度和刚度是有保证的，能够很好的提升其质量，从而保证剪力墙的正常使用。

4.4 剪力墙连梁的钢筋配置

在建筑设计过程当中，连梁是一个非常重要的部分，且质量的好坏将直接影响到结构的刚性和承载力，而这两个指标则直接决定了建筑抗自然灾害以及外力破坏的能力。在设计的过程当中，相关单位和个人要给予连梁充分的重视，特别是其钢筋配置。控制好钢筋的配置，要严格按照设计的标准执行，防止出现质量问题，不利于剪力墙的有效使用。

4.5 对剪力墙墙身的钢筋进行分析

对于剪力墙本身来说，钢筋是非常关键的部分，对于提升剪力墙的强度起到了重要的作用，一般来说，剪力墙的配筋率是要高于0.2%的，这是抗震的要求，主要是针对四级抗震指标，而如果要求更高，则需要配筋率高于0.25%，这样，才能进一步的提高剪力墙的强度和刚度，从而保证其功能和质量。

4.6 边缘构件设计

边缘构件的主要功能是提高剪力墙的延伸性，防止水平位移现象的发生，提高抗剪能力，一般来说，剪力墙的边缘构件包括暗柱以及端柱等等，在设计的过程当中，相关单位要结合项目的实际进行，提高剪力墙的质量。

5 结语

在建筑的设计当中，剪力墙的结构设计是非常重要的一个部分，相关单位要着力做好这项工作，提高建筑的抗震功能，保证建筑的质量，从而为人们的正常居住打下坚实的基础，防止安全隐患的发生。

[1] 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(1):142-143.

[2] 许晓冬.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].黑龙江科技信息,2014(23):251.

[3] 赵 宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播,2012(17):45-46.

[4] 王小引.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].门窗,2015(3):116,118.

[5] 李冠华.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].江苏科技信息,2015(28):73-74.

On application of shearing wall structural design in design of architectural structures

Chang Lu

(Jincheng Architectural Design Institute, Jincheng 048000, China)

The paper introduces the related survey of the shearing wall and principles for the design, identifies the numeric value selection for the length and thickness, and analyzes the application of the shearing wall design in the design for the architectural structures from the reasonable positioning, plane allocation, thickness of cross walls, and design for edge members, so as to ensure the quality of the buildings.

shearing wall, architectural quality, reinforcement, horizontal loading

1009-6825(2017)16-0045-02

2017-03-22

常 璐(1982- )，男，工程师

TU318

A