剪力墻結構設計在建筑結構中的應用探析

常 璐

(晉城市建筑設計院,山西 晉城 048000)

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剪力墻結構設計在建筑結構中的應用探析

常 璐

(晉城市建筑設計院,山西 晉城 048000)

介紹了剪力墻的相關概述及設計時需遵循的原則，確定了長度與厚度的數值選取方法，從合理定位、平面布置、墻肢截面厚度、邊緣構件設計等方面，分析了剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，從而保證建筑的質量。

剪力墻，建筑質量，鋼筋，水平荷載

0 引言

建筑結構設計是我國建筑行業當中非常重要的一個部分，也是涉及到建筑質量的關鍵。在建筑結構設計當中，剪力墻是關鍵的部分，對于保持建筑穩定，防風防震都有重要的作用，如果沒有設計好剪力墻，將對使用者造成極大的安全隱患。所以說，剪力墻的結構設計是非常重要的。本文著力分析了剪力墻結構在建筑結構設計中的應用，并給予了一定的建議。

1 剪力墻的相關概述

剪力墻，又被稱作抗震墻、抗風墻，或者是結構墻。從名稱當中我們就可以明確的看出，剪力墻是事關建筑質量高低的關鍵。房屋或者是建筑物中主要用來承受風荷載或者是地震作用所引起的水平荷載和豎向荷載(重力)的就是剪力墻，同時，也可以防止結構剪切破壞。剪力墻是否堅固對于建筑物來說是非常重要的，所以，一般是用鋼筋混凝土做成，以達到對墻體的加固作用。一般說來，剪力墻可以分為平面剪力墻和筒體剪力墻。這兩種剪力墻各有特點，在樓體當中都是非常重要的。其中，平面剪力墻主要用于鋼筋混凝土的框架結構、升板結構和無梁樓蓋體系當中，能夠有效的提高墻體結構的強度和剛度，同時，對于抗倒塌能力的提高也有一定的作用。筒體剪力墻一般用在高層的建筑和高聳的結構當中，在目前建筑行業應用是非常廣泛的，一般是由樓梯間、電梯間和輔助用房的隔墻圍成，筒壁均為現澆鋼筋混凝土的墻體，剛度和強度都非常高，可以承受很大的水平荷載，從而對墻體整體質量的提高起到非常重要的作用[1]。剪力墻的結構特點主要包括以下幾個方面。第一，結合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構件，基本上不與建筑使用功能發生矛盾；第二，墻的數量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調整剛度中心的位置；第三，能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡單。

2 剪力墻設計需遵循的原則

在剪力墻的設計當中，我們需要遵循一些原則，包括對墻體進行受力分析、平面內搭接以及調整超限等等，每一個環節都是我們所必須做好的。第一，對墻體進行受力分析，這是進行剪力墻設計的第一步。在建筑的設計當中，每一面墻所涉及到的力都是非常多的，剪力墻更是這樣，所以，我們在進行剪力墻設計的時候，就必須先分析好其受力的情況，從而在建設完成后保證剪力墻的質量和使用的效果。第二，平面內搭接。通常情況下，墻體在同一個平面內的承載力和剛度是相對較大的，剪力墻也是如此。剪力墻也是其自身特點所決定的，與此同時，在平面外，剛度和承載力就要相對較小了。在這種情況下，是容易產生平面外彎矩的，主要是由于剪力墻連接了平面外梁體，這是一個比較大的安全隱患，因為在一般的建筑工程當中，是不會對剪力墻的承載力和平面外剛度等參數進行測算的，這樣，墻體的受力情況就會不準確。從這一點來看，相關單位和人員在設計剪力墻的時候，一定不能將平面外連接設計進去，在特殊的情況下，如果確實無法避免平面外連接，就必須要進行剪力墻的加固措施，從而確保剪力墻的安全，防止出現問題。第三，調整超限。連梁是調整超限原則的主體，從參數上來看，跨高一般來說是要大于2.5的，這樣的設定相對比較安全，超限的情況不會發生，同時，也能夠防止出現彎矩，而如果跨高比過大，超過了5，在剪力墻的設計過程當中，就必須按照框架梁的標準進行，堅決避免對其的剛度進行折減[2]。如果跨高比的數值超過5，但不超過6，在剪力墻的設計過程當中，要切實把握好這些原則，從而避免安全隱患。同時，也能夠進一步的幫助企業降低生產和經營的成本，也就等于提高了利潤，對于企業的發展是非常有幫助的。

3 剪力墻的長度與厚度的選取

在剪力墻的設計當中，長度和厚度是非常重要的兩個指標，對于剪力墻的設計以及后期的施工具有非常關鍵的作用。一般來說，在選取剪力墻的長度和厚度時，要按照雙向受力結構以及柱型受力結構的特性來設計。

3.1 剪力墻長度的確定

剪力墻的長度是其設計和建設過程當中一個非常重要的參數，對于其保證剪力墻的穩定性和外觀具有非常關鍵的作用。通常來看，剪力墻的長度要小于8 m，同時，近年來，我國對剪力墻的長度有了更深刻的認識，如果要提高剪力墻的延伸性，防止外力對于墻體所造成的破壞，我們可以考慮在設計的過程中引入彎曲設計，主要是針對高度和寬度比相差較大的情況。這樣，就可以有效的提高剪力墻的延伸性，減小損害[3]。

3.2 剪力墻厚度的確定

除了剪力墻的長度以外，剪力墻的厚度又是另外一個非常重要的指標。由于剪力墻在房屋建設中居于重要的位置，是承載自然災害以及安全事故的關鍵性墻體，所以，一般來說，對于剪力墻的厚度要求是比較高的。近年來，我國對于建筑的要求非常高，不單單要求質量，對于美觀度的重視程度也很高，所以，剪力墻厚度的選擇要根據建筑的具體高度和建設的情況來進行，特殊的建筑要采取概念性的設計方式。在實際的工作過程當中，我們要合理的選取剪力墻的長度、厚度，從而提高建筑的質量和穩定性，同時，要盡量減小厚度，達到最佳的設計結果。

4 剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

剪力墻的結構設計是建筑設計中的一個關鍵部分，本文著力從剪力墻的合理定位、平面布置、墻肢截面厚度、剪力墻連梁鋼筋配置、對剪力墻墻身鋼筋進行分析、邊緣構件設計六個方面進行敘述。

4.1 剪力墻的合理定位

剪力墻在設計的過程當中，應當盡量把剛度中心與質量中心重合到一起，這就需要在平面布置當中保證均勻、對稱，這樣，對于墻體的穩定性是非常有幫助的。

4.2 平面布置

平面布置是剪力墻設計過程當中一個重要的環節，如果平面布置出現問題，那么剪力墻的質量則會造成較大的影響。在平面布置的過程當中，我們要嚴格按照均勻、對稱的原則進行[4]。保證剪力墻的剛度中心和質量中心重合，減小剪力墻的扭矩，這對于保證其穩定性具有重要的作用。與此同時，對于剪力墻來說，沿著主軸走向進行多項布置是比較理想的，這樣能夠保證剪力墻的功能得到最大限度的發揮，特別是進行抗震功能的設計時，要盡量避免單向墻的設計。

4.3 墻肢截面厚度

由于剪力墻在建筑設計中的重要性，所以，建筑行業對于剪力墻的墻肢截面厚度進行了準確的規范，規定了厚度的最小值[5]。特殊的，對于短肢剪力墻，規定底部加強部位的厚度要大于20 cm，而其他部位要大于18 cm，這樣，對于剪力墻的強度和剛度是有保證的，能夠很好的提升其質量，從而保證剪力墻的正常使用。

4.4 剪力墻連梁的鋼筋配置

在建筑設計過程當中，連梁是一個非常重要的部分，且質量的好壞將直接影響到結構的剛性和承載力，而這兩個指標則直接決定了建筑抗自然災害以及外力破壞的能力。在設計的過程當中，相關單位和個人要給予連梁充分的重視，特別是其鋼筋配置。控制好鋼筋的配置，要嚴格按照設計的標準執行，防止出現質量問題，不利于剪力墻的有效使用。

4.5 對剪力墻墻身的鋼筋進行分析

對于剪力墻本身來說，鋼筋是非常關鍵的部分，對于提升剪力墻的強度起到了重要的作用，一般來說，剪力墻的配筋率是要高于0.2%的，這是抗震的要求，主要是針對四級抗震指標，而如果要求更高，則需要配筋率高于0.25%，這樣，才能進一步的提高剪力墻的強度和剛度，從而保證其功能和質量。

4.6 邊緣構件設計

邊緣構件的主要功能是提高剪力墻的延伸性，防止水平位移現象的發生，提高抗剪能力，一般來說，剪力墻的邊緣構件包括暗柱以及端柱等等，在設計的過程當中，相關單位要結合項目的實際進行，提高剪力墻的質量。

5 結語

在建筑的設計當中，剪力墻的結構設計是非常重要的一個部分，相關單位要著力做好這項工作，提高建筑的抗震功能，保證建筑的質量，從而為人們的正常居住打下堅實的基礎，防止安全隱患的發生。

[1] 付艷強.論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].科技風,2014(1):142-143.

[2] 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.

[3] 趙 宇.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析[J].科技傳播,2012(17):45-46.

[4] 王小引.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析[J].門窗,2015(3):116,118.

[5] 李冠華.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].江蘇科技信息,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，工程師

TU318

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