淺談剪力墻結構設計在建筑結構設計中的作用

董洪巖

摘要：隨著當前建筑結構設計的不斷進步和建筑質量要求的不斷提高，建筑結構設計中應用新型設計技術成為廣泛設計師的主流設計方向。新型剪力墻結構設計在現代建筑結構設計中應用較為廣泛，可以有效提高建筑結構設計整體質量和技術水平，使建筑設計更加符合用戶需求。

關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻結構設計；作用

前言

剪力墻結構設計應用于建筑結構設計中，不但可以有效提高建筑設計的整體質量水平，更具有較強的美觀性與抗震性，在現代建筑結構設計中深受廣大建筑設計師青睞。本文簡單分析了剪力墻結構設計的具體應用策略與對建筑結構設計的作用。

一、剪力墻結構概述

現如今，剪力墻結構在建筑施工設計中的應用越來越廣泛，成為了建筑設計中必不可少的一項設計工作，尤其是在高層建筑中，剪力墻結構的應用更是設計的重點內容。如何在保證建筑物質量的同時又能滿足人們對于建筑物新穎、個性的追求是每個設計師研究的重點內容，也是建筑設計未來發展的方向。剪力墻結構的發展和應用正好彌補了這一問題，采用剪力墻結構是建筑發展的必然產物，同時也有效的提高了建筑設計水平和建筑的質量，也是建筑施工未來發展的必然趨勢。

1.剪力墻結構的基本定義

剪力墻結構是在建筑中采用鋼筋混凝土來代替傳統的框架中的梁柱，從而由鋼筋混凝土來承載內里，并且達到結構水平力平衡的目的，在這其中所采用的鋼筋混凝土板承受豎向和水平力的結構剪力墻被稱為剪力墻結構。現如今，這種結構的使用已經非常普及，并且在建筑工程中承擔著重要的作用，也是必不可少的重要結構體系。

2.剪力墻結構的特點

剪力墻又被人們稱之為擋風墻、抗震墻、結構墻等，由此，我們可以看出，剪力墻有著多種結構的特點。在建筑結構中，剪力墻的作用主要用于承載建筑的負荷力，是一種以支撐為核心的建筑結構。通常來說，剪力墻的結構一方面能夠起到承載建筑負荷力的作用，同時也擔當了建筑“骨架”的作用，是在墻體和樓板之間構建出的負荷體系結構。一旦剪力墻結構被使用，那么將無法進行拆除或者破壞，這也是剪力墻結構的弱點。在很多建筑施工中，剪力墻結構由于其造價高、施工難度大等特點，往往不被建筑單位所采用，因此，剪力墻結構技術還有待進一步的改善提高。

3.剪力墻結構設計需要注意的幾點內容

剪力墻結構的設計要明確其使用的目的，大多數的建筑需要采用剪力墻結構來為建筑提供可靠的支撐，從而能夠更好的加強建筑的堅固性，尤其是在抗震效果上，剪力墻結構能夠發揮更好的作用，增加建筑物的牢固程度。另外，剪力墻結構的應用也主要表現在減少了人為的對墻體的破壞，從而提高建筑的使用壽命，加強建筑結構的整體性。

3.1剪力墻高度和寬度比控制要合理，由于剪力墻結構的高度和寬度往往較大，而厚度卻很小，這就形成了顯著的幾何特征，使得受力形態顯著的趨于柱子結構。但是，由于它與柱子結構的最大區別在于肢長和厚度之間存在著明顯的差異，當比值過小的時候往往可以按照柱體結構要求來設計。其次，在設計的時候墻體結構是一個平面構件，它沿著平面作用在承擔相應的水平應力、彎矩力之外，更是要承擔一定的豎向壓力，為此在設計中必須要滿足彈性、非彈性以及延性要求。

3.2我們在設計墻的時候，計算時要考慮到墻在重力和橫向延展力的結構下來進行分析計算的。我們在針對剪力墻承載能力的計算中，計算帶翼墻的寬度按照門窗與洞口之間的翼緣寬度以及剪力墻之間的距離的最小值來取值，通常都是墻肢總高度的十分之一。

二、剪力墻結構的優劣勢

剪力墻結構的剛度很大、用鋼量少、整體性能好的優勢在目前的高層建筑工程中得到了廣泛的發揮，但是由于室內不均勻布置、分隔墻在住宅建筑結構中的應用不斷增多，若是將承重墻和分隔墻以現澆混凝土結構來設計，那么也是較為實惠和經濟的，而且對于室內整體性布置也極為有效。

三、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

1.剪力墻合理定位

剪力墻的平面布置應本著盡可能均勻、對稱的原則，盡量使墻面結構的剛度中心和質量中心完全重合，從而減少扭矩。而內外剪力墻應盡量拉通、對直。剪力墻肢截面宜簡單、規則。

2.剪力墻中大墻肢處理

剪力墻在施工的過程中由于結構本身存在著延伸性要求，因此，結構施工與設計中也需要具備相應的延展特性，這對于提高剪力墻結構整體性和工作力度至關重要。通常情況下，剪力墻在設計中極容易形成高狀結構的剪力墻，且極容易呈現出彎曲破壞形式和剪力墻結構體系模式，這樣一來，極容易出現脆性破壞現象。因此，在設計工作中，對于墻體長度較長的剪力墻設計在滿足其承載力要求的基礎上可以進行分層間隔設計，將其分割成為小而均勻的獨立情斷，這對于提高墻體結構的承載力十分有效。

除此以外，在墻段長度較小時其受彎產生的裂縫寬度較小，可以充分發揮墻體配筋的支撐作用。為避免這種不利現象的發生，對于超過8m的墻肢長度，可以采取以下兩種處理方法：

2.1開施工洞。殲施工洞即在施工時墻上留洞，完工時砌填填充墻，把長墻肢分成短墻肢。

2.2開計算洞。是指在進行結構計算時設有洞，開始施工時仍為混凝土墻。但通過這樣的計算方式，可以加強其它小墻肢的配筋能力。

2.3剪力墻結構的墻體配筋。控制剪力墻配筋有利于結構安全及工程的經濟性，因為對于剪力墻結構而言，剪力墻面廣量大。剪力墻墻體配筋通常是把豎向鋼筋放在內側，而把水平鋼筋放在外側，配筋必須滿足計算及規范提議的最小配筋率。若采用了雙向鋼筋網片，迎水面保護層厚度至少可取值為30mm，大大節省了墻體配筋。

2.4剪力墻結構計算的優化原則。首先，樓層的最大層間與層高之比的調整原則。規范規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這層間唯一不夠而盲目地增加豎向構件的剛度。其次，樓層最小剪力系數的調整原則。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不小于規范限制，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的連梁很容易出現剪力和彎矩超過規范的限值，有關制度規定了跨高比不小于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。

四、結束語

綜上所述，剪力墻結構在建筑設計中所表現出的優勢非常明顯，能夠在新的環境下更好的適應建筑的發展需求，同時也滿足了人們對建筑的使用需求，對于提高建筑質量也發揮著重要的作用。然而就目前來看，剪力墻結構的應用還存在著諸多問題，因此，我們還需要不斷的進行探索，從而提高剪力墻結構技術水平的發展，為建筑工程的發展提供更多、更可靠的基礎保障。