建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用研究

【摘要】近年來，在我國建筑事業快速發展的促進下，建筑結構設計取得了很大進步。建筑業是我國的基礎產業，而目前在我國大部分的建筑結構設計中，都采用了剪力墻結構。剪力墻結構的穩定性好、抗震性能強、質量好，所以才廣受業界青睞。但是，若想充分發揮出剪力墻結構的優點，還需要在設計時注重一定的技巧，從而提高其設計效果。本文主要針對建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用進行了淺要分析，僅供參考。

【關鍵詞】建筑結構；結構設計；剪力墻結構；應用

建筑結構設計關系著建筑工程的整體質量和安全，所以必須要選擇合理的結構。并采取科學的設計方案。觀目前我國大部分的建筑工程，其在結構設計中多是應用的剪力墻結構。剪力墻結構的主要優點在于剛度大、抗震性能好、質量優等。但是在剪力墻結構的實際設計中，由于技術方面的不足，加之相關法律制度不完善，所以仍然存在很多不足。為了更好地提高剪力墻結構的質量和性能，還需要進一步研究其設計技巧。筆者結合實際，對建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用進行了淺要分析，僅作拋磚引玉之用。

1、剪力墻結構簡介

1.1剪力墻結構的概念

剪力墻結構是建筑結構設計中常用的一種結構，其特點是厚度小而高度和寬度大。剪力墻結構的主要材料是鋼筋混凝土，即以鋼筋混凝土墻板代替傳統結構梁柱，從而實現對建筑的支撐。也因此，剪力墻結構的幾何特征和受力形態也都是獨特的，其幾何特征可以用板來形容，面積較大，而厚度較薄；其受力形態則有點類似于柱子，但比值與柱子又有一些不同。剪力墻結構之所以用“墻”來命名，就是因為其具有墻體的特點，這個墻是一個平面結構，同時能夠承受雙向力的作用，即豎向壓力與水平剪力[1]。并且由于剪力墻結構大多是延性彎曲型的，所以其剛度和強度較大，延性較好，這使得其具有良好的抗震性能。

1.2剪力墻結構的分類

在建筑結構中，剪力墻結構是一個大的分類，但其還可以細分成幾個小分類。目前在我國的建筑結構設計中，常見的剪力墻結構主要有四類：第一類是一種變形以曲型為主的剪力墻結構，筆者認為可以用“一個整體的懸臂墻”來形容這類剪力墻結構，從整個墻肢高度上來看，其彎矩圖既無彎點、也無突變，而實體墻一般情況下也無開洞，只有個別的有小開洞，但開洞面積也不會超過15%。第二類是也是一種變形以曲型為主的剪力墻結構，但是其與第一類的不同之處在于，從整個墻肢高度上來看，其彎矩圖無反彎點，有位置突變，整體開口較小，而開洞面積較大，一般都在15%以上。第三類是具有雙肢或者雙肢以上的剪力墻結構，其受力特點與小開口剪力墻相似，但卻是大開口，洞口往往成列分布。第四類是一種變形以剪切型為主的壁式框架的剪力墻結構，一般在高層建筑樓層中，這類剪力墻結構的彎矩圖有反彎點，個別樓層有突變，洞口尺寸較大，連梁線與墻肢線剛度相近。

1.3剪力墻結構的優點

之所以在現代建筑結構設計中多選用剪力墻結構，主要是由于其具備傳統結構所不具備的一些優點。一者，剪力墻結構的承載力大，無法隨意拆除；二者，剪力墻結構的剛度大，性能優，同時建造起來的用鋼量又較少；三者，剪力墻結構可承受的重力荷載大，并可抵抗地震和風荷載等，穩定性很好；四者，剪力墻結構能夠承受雙向力的作用；最后，剪力墻結構在外觀上也滿足人們對建筑美觀性的要求[2]。

2、建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

2.1整體布局

在建筑結構設計中剪力墻結構的設計中，最關鍵的一點在于剪力墻結構的整體布局。剪力墻結構作為一種建筑結構，其身上承擔著許多重任，如需要承受建筑自身的重力荷載、地震作用、風荷載等等，所以才要求其必須要具備良好的整體布局。一般來說，在剪力墻結構的整體布局上，第一要考慮的是軸線受力最小和對稱布局更穩定的性質，在實際布局中，盡量不要使用那些抗震性能不好的短肢結構，并要盡可能地合并處理各洞口，以免出現獨立墻肢；另外還要對其整體剛度進行有效控制，保證剪力墻結構的整體剛度達到位移限值要求，這樣才能夠確保其抗震性能的優異性[3]。

2.2數值選擇

一些關鍵數值的選擇是剪力墻結構設計中的關鍵要點。這里所說的關鍵數值，主要指剪力墻結構的長度與厚度。一般墻肢長度與墻肢截面高度一樣，且在8米及以下。為了保證剪力墻結構具有良好的延性，以免其容易發生脆性破壞，也可以將一般的細高剪力墻設計成為彎曲的延性剪力墻，但需要通過開洞將長墻分布成多個短的均勻連肢墻[4]。

2.3計算原則

剪力墻結構設計還會涉及到鋼筋配比的確定。無論是墻體本身，還是連梁，都需要合理計算鋼筋配比。對于墻體本身而言，其鋼筋配比的計算需要先對鋼筋各方向上的抗彎承載力和抗剪承載力進行計算，然后再科學控制鋼筋用量，以保證其擁有良好的抗震性能。抗震性能有三級，需要根據建筑工程的實際需要來達到特定的等級，但無論哪級，其豎向與水平的配筋率都必須在0.25%及以上、距離最好在300mm左右[5]。而對于連梁而言，為了提高剪力墻的剛度，并保證與墻肢緊密連接，需要適量減少其剛度；若折減后連梁的受彎承載力不足，可以再通過適當降低連梁高度或整體剛度來改善。

結語：

綜上所述，當今時代，隨著建筑工程，尤其是高層建筑工程數量的不斷增多，對建筑結構的設計也提出了更高的要求。剪力墻結構作為一種優勢明顯、特點鮮明的建筑結構，受到了當今建筑業界的廣泛青睞。在剪力墻結構的設計中，必須要把握好技巧，無論是在整體布局還是數值選擇上，都要科學、合理，這樣才能夠充分發揮出剪力墻結構的優勢，并確保整體建筑結構設計的質量和效果。

參考文獻：

[1]黃少坤.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用研究[J].江西建材，2017，（06）：39.

[2]張若信.建筑結構設計中剪力墻結構設計應用研究[J].住宅與房地產，2016，（15）：23.

[3]張月軍，鄭偉.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用探析[J].科技展望，2015，（12）：16.

[4]景毅.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用研究[J].門窗，2014，（09）：196.

[5]許曉冬.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用分析[J].黑龍江科技信息，2014，（23）：251.