基于建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

摘要：隨著經濟的發展和技術的進步，我國的建筑事業已經取得較為顯著的成就。就當前的情況來看，在我國主要的建筑結構設計領域內，剪力墻結構得到了很大程度的推廣和應用。在建筑物中，剪力墻可以提升建筑整體的水平荷載能力，具有良好的抗風、抗震效果。基于此，本文擬以建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用為主題，對相關問題進行了考察研究。

關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻；應用

前言

剪力墻（Shear Wall）又被稱作結構墻，是防止建筑物結構遭受剪切破壞的重要墻體。并且，良好的剪力墻設計，還能夠有效提升建筑物的質量，延長其使用年限，所以在進行建筑物的設計時要注意剪力墻結構的設計，力求合理科學，下面我們就針對這一問題展開論述。

1、剪力墻的特征及其種類

1.1剪力墻的基本特征

一般來說，剪力墻高和寬的尺寸較大，但厚度卻相對更小，這種結構決定了剪力墻的幾何特性與受力特性。從幾何特性來看，這種墻像一道板子，但是其受力特性卻與柱子很相似，只是在比值方面存在一些差別。剪力墻總之是一種平面上的結構，它會同時承受來自豎直和平面的雙重壓力。

1.2剪力墻的一般分類

依照剪力墻的墻體上是否開洞，及洞的形態，可以將剪力墻分為（1）實體墻；（2）小開口剪力墻；（3）多肢剪力墻；（4）壁式框架剪力墻這四種，下面分別簡述之：

（1）實體墻

所謂的實體墻，指的是剪力墻墻體上并不開洞，或者存在開洞情況，但洞的面積占整體墻體15%以內。這樣的剪力墻在變形中表現為曲型，墻體的彎矩圖既不會發生反完，也不會擔心出現突變的問題，墻體承受能力較好。

（2）小開口剪力墻

這一類剪力墻與前面提到的實體墻很類似，都是墻體開洞面積占整體墻體15%以內，但相較實體墻，小開口剪力墻有可能發生突變的問題，承受能力要弱于實體墻。

（3）多肢剪力墻

這一類的剪力墻開口會更大，一般都超過墻體總面積的15%，或者所開的洞口呈現出成列分布的狀態。此類剪力墻與小開口墻較為相似，在彎矩圖的位置上不易發生問題。

（4）壁式框架剪力墻

壁式框架剪力墻的開洞面積一般較大，其墻肢線的剛度與連梁線的剛度較為接近。這種剪力墻主要負責剪切型的變形，其受力特性類似框架結構。

2、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的原則

2.1樓層之間最小剪力系數的調整

在建筑結構設計中的剪力墻結構設計，首先要遵循的是建筑物樓層之間最小剪力系數的調整原則。并且，在遵循這一原則的基礎上，進行剪力墻的大開間，這樣可以使剪力墻結構的側向剛度更為突出。實踐發現，經過這樣處理的剪力墻，能夠確保樓層之間的最小剪力系數嚴格得到控制，繼而顯著降低建筑物的建設成本，提高工程效率。

2.2適當調整樓層間最大位與層高的比例

就當前來說，在建筑結構的設計中，設計重點往往側重于樓層之間的扭曲變形和剪切變形上，如何對這兩種變形進行處理優化是設計人員最為關心的問題。對此，在設計時會增加豎向構件以提升強度。然而，若這樣的構件過多時，剪力墻的剪重比例無疑會增加，這樣剪力墻結構就難以勝任維持建筑樓層間位移限度的任務。所以，在進行剪力墻結構設計時，不僅要調整樓層間的豎向構件數目，還要控制樓層間的扭曲變形。

2.3剪力墻連梁超限的調整

經驗發現，在剪力墻設計時，一旦剪力墻的跨高比低于2.5，那么其剪力和彎矩很可能會超過相應的規定數值。所以，在剪力墻設計中，設計人員要嚴格把控剪力墻的連梁跨高比，并使之高于2.5，以確保建筑物的安全。即，剪力墻的設計要對墻體連梁超限的情況進行調整，這樣不僅能提升剪力墻的施工質量，同時對建設的資金、原料等成本投入也會起到簡化效果。

3、剪力墻結構設計中需要注意的事項

3.1要嚴格控制剪力墻的數量

前文業已指出，剪力墻的主要作用在于提升建筑物的風荷載及水平荷載能力。然而，若剪力墻數量過多時，也會起到反向的不良影響。在實際中，為了控制建筑物的重量，并且提升其抗震能力，需要對剪力墻安裝的位置和數量進行嚴格把控，剪力墻的修建還要遵循對稱原則，下面我們具體論述這一原則。

3.2剪力墻的平面布置要點

我們知道，剪力墻強度是由墻體中的鋼筋混凝土結構決定的，所以，在進行剪力墻平面布置時，要保證墻體沿著平面主要軸線的位置進行修筑。同時，為了確保剪力墻的質量及剛度兩個中心點居于一致，剪力墻的布置就需要遵循對稱原則，這樣設計的剪力墻可以提升扭矩的性能。

3.3剪力墻結構設計的其他要點

為了進一步提升建筑物的總體建設質量，在建筑施工時，要全方位考慮各種可能產生影響作用的要素，并優化剪力墻結構的設計，下面對剪力墻結構設計的其他注意要點概述：

（1）剪力墻結構設計的基礎性要求，是確保剪力墻結構的修筑建設完整。（2）剪力墻的設計尤其要關注其安全性和質量。前揭，剪力墻修建的目的就是為了提升建筑的水平荷載能力。所以，在剪力墻結構設計中，要密切關注剪力墻本身的建設質量，使其功能發揮到最大。（3）要對剪力墻設計的數量進行合理規劃，以減少建筑施工的總體成本。

4、結語

總之，結合前文所述，我們知道，剪力墻結構在建筑物中的作用在于提升建筑物的抗震能力，因此在當前我國的建筑中已經有大范圍的使用。為了進一步優化建筑物的結構設計，提升建筑物的整體質量，我們無疑要系統掌握剪力墻結構的相關理論，在施工過程中嚴格遵循剪力墻設計的各種原則，并牢記各種注意事項，從而使剪力墻結構在建筑中發揮出最大的作用。同時，參與剪力墻設計的工作者，要提升自身的專業素養和創新意識，在進行剪力墻設計時既大膽又巧思，不斷優化創新建立強設計的方法，促進我國的建筑事業朝更好的方向發展。

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