淺談建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

李冠軍

摘要： 隨著經濟的快速發展和和諧社會的構建，我國的建筑行業得到了飛速的發展，與此同時，人們對建筑結構的質量要求也越來越高，在進行建筑結構設計時，很多設計人員會用到剪力墻結構，這種結構具有良好的抗側剛度和抗震性，能極大的提高建筑結構的質量，文章重點介紹了建設結構設計中剪力墻結構設計的應用。

關鍵詞：建筑結構；剪力墻結構；設計

前言

近年來，隨著社會經濟的快速發展，人們的生活水平越來越高，對建筑質量的要求也越來越高，只有不斷優化建筑結構，才能滿足人們的需求。剪力墻結構具有用鋼量小、坑側剛度強、抗震能力強等特點，在建筑結構設計中有十分廣泛的應用，下面就剪力墻結構及其在建筑結構設計中的應用進行分析。

1. 剪力墻結構概述

1.1 剪力墻結構

剪力墻是指主要用于承受地震、風荷載等作用引起的水平荷載的建筑墻體，剪力墻也可以稱為抗震墻、抗風墻，剪力墻的主要作用是防止建筑結構受到剪力破壞。在進行剪力墻結構設計時，設計人員經常會采用鋼筋混凝土墻板代替建筑框架結構中的梁柱，從而承載水平方向的各種荷載，對建筑結構產生的水平作用力進行有效地控制。剪力墻結構具有很好的抗震性和剛度，在建筑結構設計中有十分廣泛的應用。

1.2 剪力墻結構的分類及受力特點

根據剪力墻是否存在開洞情況，可以將剪力墻分為實體墻、壁式框架剪力墻、多肢剪力墻、整體上小開口剪力墻等四種類型，其中實體墻不需要開洞，而其他三種剪力墻需要開洞，但開洞的大小存在不同。實體墻的受力特點是整個墻體是一個懸臂墻，彎矩圖不會發生突變現象，也不會產生反彎點；壁式框架剪力墻的洞口尺寸比較大，墻體的墻肢剛度和連梁線的剛度比較接近，其受力特點是彎矩圖會在樓層出發生突變，并且在樓層中會出現反彎點；多肢剪力墻的洞口尺寸比較大，并且洞口成列布置，其受力特點是彎矩圖會在連梁發生突變，在墻肢高度中不存在反彎點；整體上小開口剪力墻的洞口面積比較小，其受力特點是彎矩圖會在連梁發生突變，在墻肢高度中不存在反彎點。

2. 剪力墻結構設計原則

2.1 樓層間最小剪力系數調整原則

在進行剪力墻結構設計時，建筑樓層之間要遵循最小剪力系數原則，在進行建筑結構設計時，為有效地降低建筑的自身重量，提高建筑的抗震能力，要在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40%的基礎上，對剪力墻的數目進行控制，然后對剪力墻進行大開間處理，這樣能極大的提高剪力墻結構的抗側向剛度。

2.2 調整樓層最大位移和樓層高度比例原則

在進行普通剪力墻設計時，設計重點在對剪切變形進行處理和對樓層扭轉變形進行處理，由于剪切變形處理是通過控制豎向構件數量進行的，如果豎向構件數量過多，剪力墻的剪重比例就會增大，這樣就會導致建筑樓層之間產生扭轉變形，剪力墻結構就難以滿足建筑樓層位移需求。因此，在進行剪力墻結構設計時，不僅要依靠豎向構件對建筑樓層位移進行調整，還要注意調整樓層最大位移和樓層高度的比例，從而減少樓層的扭轉變形。

2.3 剪力墻連梁超限調整原則

在進行剪力墻結構設計時，當剪力墻跨高比低于2.5，就很有可能出現剪力、彎矩超出相應標準的現象，因此，在設計剪力墻結構過程中，要保證剪力墻連梁跨高比大于2.5。設計人員在設計過程中還要注意，剪力墻連梁跨高比并不是越大越好，當剪力墻連梁剛度沒有發生變化，而跨高比達到6-7時，剪力墻的彎矩和剪力就會出現超標的現象。設計人員在進行剪力墻結構設計時，只有對剪力墻連梁超限情況進行合理的調整，才能為建筑剪力墻的施工質量提供保障。

3. 剪力墻結構設計要點及優化

3.1 有效地控制剪力墻數目

在建筑工程中，設置剪力墻的主要作用是為了承載地震作用和風荷載引起的水平荷載，但并不是剪力墻設置的越多其作用就越好，在實際工程中，為了有效地提高建筑物的抗震性能，減輕建筑物的自身重量，往往需要對剪力墻的數量進行有效地控制。設計人員在進行剪力墻結構設計時，要根據工程的實際情況，合理的確定剪力墻的數量，從而為建筑工程的施工質量提供保障。

3.2 剪力墻平面布置要點

在剪力墻結構中，所有水平力和豎向荷載都是由鋼筋混凝土墻承受的，因此，在設置剪力墻時，要沿著平面主軸線的方向布置，同時剪力墻的平面要對稱布置，這樣不僅能讓剪力墻的剛度中心和質量中心保持一致，還能有效地降低剪力墻的扭矩。當剪力墻主要用于抗震時，在設計剪力墻結構時，要盡量避免布置單向平面，這樣會極大的降低剪力墻的抗震能力。

3.3 剪力墻結構設計的其他要點

在進行剪力墻設計時，為保證建筑結構的穩定性，確保建筑物的施工質量符合相關規定，要充分考慮剪力墻的安全性。剪力墻結構的本質就是為了保證建筑物的安全性，如果不能保證剪力墻的安全性，那么也就難以保證整個建筑物的安全性，而如果在剪力墻結構設計中，能保證剪力墻的安全可靠，將剪力墻的功能充分發揮出來，那就能極大的提高建筑物的穩定性。同時在進行剪力墻設計時，設計人員還要考慮剪力墻結構工程造價的問題，如在進行剪力墻結構設計時，控制好原材料的質量，并且控制好材料的含鋼量，在保證建筑物的安全前提下，最大限度的減少材料的含鋼量，從而減少成本。

3.4 剪力墻的優化設計

在進行剪力墻設計時，要注意對剪力墻結構的優化，對于剪力墻上的洞口或者門窗，要保證上下對齊，成列布置，從而保證剪力墻的承重力符合相關規定。在設計過程中，嚴禁使用疊合的錯墻洞，避免出現變形的現象，當剪力墻比較長時，要將剪力墻均勻的分成幾個墻面，并且要合理的開設洞口，墻面之間要采用連梁連接起來，并且要保證每個獨立墻的總高度和截面高度之比不能低于2，防止剪力墻受到剪切破壞。在進行剪力墻結構設計時，設計人員還要注意，不能在洞口之間形成小墻肢，如果出現小墻肢，則要根據實際情況，適當的進行加密，從而保證剪力墻的質量符合相關規定。

4. 總結

剪力墻結構具有抗震性、抗側剛度大、用鋼量少等特點，將其應用在建筑工程中，能極大的提高建筑工程的施工質量，為建筑物的穩定性提供保障。在建筑結構設計中進行剪力墻結構設計時，設計人員要嚴格的按照剪力墻設計原則，根據實際情況，不斷的進行創新，從而有效地提高建筑物的綜合性能。

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