淺談剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

摘 要：經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使得我國的建筑行業(yè)得到了更好的發(fā)展，建筑行業(yè)在不斷發(fā)展的過程中，要面臨的問題也在不斷的增多，現(xiàn)在建筑不僅僅要滿足人們的居住需求，同時也要滿足人們對建筑功能的要求。建筑業(yè)在不斷發(fā)展的過程中，結構也在不斷發(fā)生著改變，為了滿足不同建筑在形狀上的不同，在進行設計的時候一定要做到更加滿足人們的需求。新的結構模式在不斷的出現(xiàn)，這使得建筑結構設計要不斷進行創(chuàng)新，剪力墻結構設計在建筑結構中得到了應用，但是在應用的時候，也要不斷進行改進。

關鍵詞：剪力墻結構設計；建筑；應用

在很多的建筑結構設計中都應用了剪力墻結構設計，這是因為剪力墻結構在性能上有更好的抗震性，同時在剛度上也是非常好的。在進行高層結構設計的時候，剪力墻結構得到了更為廣泛的應用。但是在建筑結構設計中，對剪力墻的位置和布置以及尺寸大小，是否符合施工在很多方面并沒有明確的規(guī)定，這樣就使得在進行設計的時候，設計人員只能根據(jù)自身的經(jīng)驗來進行設計，同時在進行在對建筑結構進行設計的時候，不可避免的會遇到一些問題，對出現(xiàn)的問題進行更好的解決，才能確保設計的合理性。

1 剪力墻結構設計遵循的基本原則

在建筑設計中進行剪力墻的設計要遵循一定的設計原則，而且在進行設計的時候一定要嚴格滿足這些要求。在進行剪力墻設計的時候，墻高和墻寬是要注意的首要問題，在進行設計的時候經(jīng)常會出現(xiàn)強面非常大，在厚度上卻是非常小，這樣在受力方面是存在著一些問題的，同時在進行設計的時候，一定要對建筑中的區(qū)分好剪力墻和柱的作用，在肢長和厚度之間是存在一定比值的，當比值小于三的時候就要進行柱的設計，當比值大于三的時候才能進行剪力墻的設計。剪力墻在設計的時候，不僅僅要承擔水平面的受力，同時要承受豎向的壓力。剪力墻作為一個平面的構件，在彎矩和剪力的綜合作用下是要承受很大的作用力的，而且在水平力的作用下，使得剪力墻的強度一定要滿足要求，同時要具有一定的延性。剪力墻在使用的時候是要承受一個平面內(nèi)最大的剛度和承載力的，這樣就使得平面外的剛度和承載力相對是較小的。同時在剪力墻和平面外的梁相連接的時候，一定會造成墻肢在平面外出現(xiàn)彎矩的情況，這樣就一定要采取相應的措施來進行防范，保證剪力墻在平面也可以是非常安全的。剪力墻在進行設計的時候，要進行設計方面的計算，在豎向和水平力的作用下，要對結構進行整體的分析，保證設計出來的墻體在受力的時候也可以保證能夠承受荷載。剪力墻在進行計算的時候，還要對寬度和剪力墻之間的距離進行充分的分析，這樣才能更好的確保建筑物的使用效果。

2 剪力墻的特點分類

在建筑結構設計中應用剪力墻結構設計，這要是因為剪力墻在使用的時候表現(xiàn)出了良好的使用效果。剪力墻在建筑結構中抗側剛度非常好，而且在承受壓力以后不會出現(xiàn)較大的側移。建筑在遭受到地震的時候，剪力墻的抗震能力也是非常好的，在使用的時候，剪力墻使得室內(nèi)的墻面非常的平整，住戶在使用的時候會更加的滿意。剪力墻在進行分類的時候，主要是根據(jù)剪力墻的開洞大小來進行的，同時和開洞的尺寸大小也是有很大關系的，可以將剪力墻分為整體上小開口的剪力墻、實體墻、壁式框架和多肢剪力墻。整體上小開口的剪力墻是指開洞面積較小的剪力墻，這種剪力墻在受力方面表現(xiàn)出來的特點就是在墻的連接位置不會出現(xiàn)過大的突變。實體墻就是沒有開洞的墻，這種墻在受力的時候，不會出現(xiàn)突變，也不會出現(xiàn)反彎點的情況。壁式框架是指墻的開洞尺寸較大，在受力的時候非常容易出現(xiàn)突變的情況，在很多的樓層中還有可能會出現(xiàn)反彎點的情況。多肢剪力墻，是指空洞成列形狀布置的墻，在受力方面是不會出現(xiàn)過大的突變的。

3 剪力墻的布置原則

在進行剪力墻設計的時候，一定要沿著主軸方向進行雙向或者是多向的布置，不同方向的剪力墻可以盡量連接在一起，這樣可以更好的確保剪力墻的使用效果。在進行設計的時候，還要盡量避免讓剪力墻直接對直。剪力墻在抗震設計的時候，要保證兩個方向的剪力墻可以在剛度上相互接近，同時要保證剪力墻盡量簡易。高層建筑設計的時候，剪力墻要避免出現(xiàn)單向的設計模式，這樣在發(fā)生地震的時候，剪力墻的抗震效果才能更好的發(fā)揮。剪力墻設計的時候，對剪力墻的數(shù)量也要進行必要的控制，不是越多的剪力墻就是越好的，只要做到數(shù)量均勻即可。剪力墻在配置方面是非常少的，這樣并不是說剪力墻的使用效果就會受到影響，恰好相反，剪力墻的配置越多，其抗震效果就會越差。

剪力墻在豎直方向上要做到從下往上連續(xù)的布置，以避免發(fā)生剛度的突變情況。而在高層建筑中，剪力墻的墻肢截面要遵循規(guī)則簡易的原則，剪力墻在豎直方向的剛度要均勻，剪力墻的洞口或者門窗要形成明確的墻肢和連接梁。剪力墻在布置設計時不能使之過于密集，要使整個結構具有相互適應側向的剛度，如果側向剛度過大，不僅會加大其墻體本身的重力，還會在地震發(fā)生時增大震力，從而導致建筑倒塌的可能。

4 剪力墻結構設計及計算的優(yōu)化措施

4.1 剪力墻結構設計的優(yōu)化原則

在剪力墻機構中，剪力墻一般沿著主軸方向或其它方向進行雙向布置，使之形成一定的空間結構，而抗震設計的剪力墻結構，應避免單一的布置剪力墻，并要使兩個受力方向的抗側剛度相互接近，以便于使其具有一定的空間工作性能。剪力墻的抗側剛度和承載力一般都比較大，為了充分地利用剪力墻，減輕該結構的重量，剪力墻的布置不宜過于緊密，應使其結構具有適度的側向剛度。較長的剪力墻要開設洞口，并將其分成長度相等的幾段墻面，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個獨立墻段的總高度與截面高度的比例應當不小于或等于2，避免剪力墻產(chǎn)生脆性的剪切破壞。

4.2 剪力墻結構計算的優(yōu)化原則

首先，樓層的最大層間與層高之比的調(diào)整原則。規(guī)范規(guī)定在計算多地震作用的樓層最大層間位移時，要以樓間彎曲變形為主，計入扭轉變形，可以不扣除結構整體彎曲變形。因此，對于高層建筑應當盡可能地扭轉變形最小，但是又不能夠僅僅是根據(jù)這層間唯一不夠而盲目地增加豎向構件的剛度。然而，在實際結構設計中，有的設計師一看某一方向的層間位移不足以滿足規(guī)范要求，就不斷地增加該項的側向剛度，但應當注意的是架構的剪重。

其次，樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則。當滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結構總底部地震傾覆力矩不能超過4/10的前提下，要盡可能的減少剪力墻的布置，并以大開間剪力墻布置方案為目標，使其結構具有適宜的側向剛度使樓層最小剪力系數(shù)不小于規(guī)范限制，這樣做能夠減輕結構自重，有效地減小地震作用的輸入，同時可以降低工程建設成本的投入。

最后，剪力墻連梁朝向的調(diào)整原則。剪力墻連梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比則小于2.5的連梁很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過規(guī)范的限值，有關制度規(guī)定了跨高比不小于5的連梁宜按框架梁進行設計。即跨高比不小于5的連梁剛度不應折減。然而跨高比在5～6之間時，如果連梁剛度不折減就很容易出現(xiàn)剪力或彎矩超限。

5 結束語

建筑結構設計中，剪力墻結構設計得到了很大的應用，在現(xiàn)在，建筑的形狀在不斷發(fā)生著改變，同時人們對建筑的需求也在不斷發(fā)生著改變，為了更好是進行建筑的設計，設計人員要不斷進行創(chuàng)新，在建筑結構設計方面不斷使用新的技術，這樣能更好的發(fā)展建筑行業(yè)。

參考文獻

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