淺談剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

樊文霞 胡艷嬌

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，我國建筑行業得到非常迅速的發展，特別是對于城市建設來說，建筑高度不斷增加，結構體系更加多樣化。剪力墻結構作為高層建筑中的主要形式之一，由于其整體性好，抗側剛度大，水平荷載作用下側移小，承載力容易滿足，墻面平整等優點，近年來在非地震區和地震區的高層住宅及旅館建筑中得到了越來越廣泛的應用。本文重點就對剪力墻結構在建筑結構設計中的應用進行了分析。

關鍵詞：剪力墻結構設計；建筑結構設計；應用

一、剪力墻結構內涵及分類

（一）剪力墻結構內涵。剪力墻結構是指采用鋼筋混凝土墻板，替代原有建筑物框架結構，以實現荷載承擔，并對建筑結構產生的水平力進行有效制約。換言之，選用鋼筋混凝土墻板對原有墻體進行替代。除卻性能優勢外，剪力墻結構使用成本低，有助于節約工程投資。現已被廣泛應用到我國高層建筑中。假使單個建筑物中包含很多剪力墻，會對簡體和剪力墻進行同步應用，以實現建筑物水平方向荷載承擔。盡管剪力墻多被用以高層建筑中，但為避免建筑物質量受損，僅將其作為高層建筑墻體的一部分，以延長建筑工程整體壽命。

對剪力墻結構實施抗震設計時，對剪力墻墻體地震傾覆力作為重點關注內容。其要高出結構承受的地震傾覆力矩1/2。而地震傾覆力矩位置是第一振型底部。假使剪力墻墻體數量比較少，可對墻體承受的傾覆力矩進行削減，將削減范圍控制在15%-40%之間。

（二）剪力墻結構分類。依據剪力墻墻體是否開洞或開洞尺寸大小，對剪力墻進行分類。實體墻。實體墻可開洞，也可不開洞。但開洞面積在剪力墻墻體面積15%之內。而實體墻墻體具備很強的承受力，剪力墻墻體彎矩部位不會出現反彎等異常情況，更不會發生突變狀況；剪力墻整體小開口。該種狀況是指剪力墻開洞面積在整墻體15%之內。墻體彎矩處不會存在異常情況，其異常情況多發生在連梁部位；雙肢或多肢類型剪力墻。該類剪力墻，墻體洞口呈列狀排列，或開洞面積比較大。該類剪力墻墻體彎矩處無反彎等異常情況，其異常情況也多發生在連梁部位；壁式框架剪力墻。該類墻體開洞尺寸很大，而且剪力墻墻肢線上具備的剛度與墻體連梁線上的剛度并無明顯差異，二者極為接近。該種剪力墻突變狀況多發生在樓層彎矩點處。同時，很多建筑樓層會出現反彎點。

二、剪力墻結構設計的優化原則

（一）剪力墻平面內外承載力及剛度適當

工程設計應注重剪力墻平面內外承載力及剛度適當的原則，應保證剪力墻平面外承載力及剛度較小，而平面內承載力及剛度則相對較大。實際建筑施工過程中，梁與平面外方向的剪力墻的連接方式為單側連接，這常會導致墻肢平面外彎矩，但常規的設計施工對墻的平面外的承載力及剛度實際驗算量不足，除了特殊設計施工需求，通常不要采用平面外單側連接方式，當使用平面外單側連接方式，應采用合理改進方法，保證剪力墻平面外穩定性。

（二）樓層剪力系數最小

實際工程施工過程，應保證各樓層間的剪力系數最小的原則，有效降低建筑物重量，防止建筑物的抗震性能降低進而引起嚴重安全隱患的問題，建筑設計根據短肢剪力墻承受力矩的大小，實際調整樓層間剪力系數達到最小值，并保證建筑物質量的前提下，合理減少剪力墻的數量，對剪力墻結構的側向剛度進行適當加強，這可以有效降低整個建筑工程的建設成本和資源浪費，在合理范圍內擴大建筑各方和建筑用戶的經濟利益。

（三）樓層間位移最大化

與層高比在建筑設計過程中，應實際調整層間位移和層高比，以保證樓層間位移最大值和層高比原則。與傳統建筑結構相比，剪力墻結構設計計算位移沒有加入建筑結構變形因素，其位移計算關鍵點是樓層間的彎曲變形情況，而通常樓層間發生的彎曲變形主要是扭轉和剪切，就剪切變形而言，其主要受建筑結構中的豎向構件影響。豎向構件應根據實際建筑情況進行有效調整，保證數量適中，保證樓層間不會出現扭轉變形或變形程度較小。因此實際高層建筑結構設計及施工過程中，應重點對樓層間位移最大化與層高比進行實時監測，以降低扭轉變形，進而提升整體建筑結構的安全性和剛度。

三、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

（一）剪力墻墻的測量技術

對于剪力墻的施工來說，其施工質量會受到剪力墻自身測量方法及測量頻率的影響，當施工工程中剪力墻數量較多時，在實際的施工過程中就會出現彎曲及變形的現象，同時，會造成這種現象出現的原因還有混凝土剪力墻面積較大、側向剛度較小、拼接縫較多時，也一樣會造成混凝土剪力墻發生彎曲及變形的現象，所以，在工程施工前就需要對混凝土剪力墻墻進行測量工作，并進行提前的預控及復測。

在進行混凝土剪力墻施工前，需要對剪力墻的坐標進行測量，測量所用到的方法主要是通過對內、外控制軸網相結合實現對剪力墻坐標的測量。具體的步驟是：首先要對角部框架結構進行測量校正、加固工作；其次要對剪力墻進行測量，要對每節剪力墻都按照基點進行復查及引測工作。

同時，在工程施工過程中，還需要對剪力墻側向垂直度進行測量，測量工作中所需要運用到的主要儀器有全站儀、鉛錘儀、三角鋼尺等。對于所需要應用到的測量設備來說，其都要經過嚴格的檢驗才能夠使用，檢驗結果要保證能夠達到合格的基礎。

（二）定位剪力墻

在對剪力墻進行應用的過程中，如果工作人員沒有高效的完成平面布置工作，導致平面均勻程度與行業要求存在偏差，就會使剪力墻自身所固有的剛強度和力作用相重合的偏差增大，進而導致墻體出現扭矩的現象[3]。因此，在對剪力墻進行定位的過程中，工作人員應當以事先科學估算的相關數值作為定位工作的主要參考依據，在保證平面均勻程度的基礎上，保證內外墻體的直通，避免墻體扭矩或是其他問題的出現。

（三）邊緣構件的設計

作為剪力墻結構設計的重要構成部分，對邊緣構件加以設計的主要目的在于對剪力墻所具有延伸性能的有效增加，并且對水平位移現象的出現加以規避，也就是說，對邊緣構件的設計能夠在一定程度上提高剪力墻所具有的抗剪能力。在對邊緣構件進行設計時，工作人員首先需要明確邊緣構件的構成，然后再以此為基礎結合不同建筑的實際情況和需求，開展相應的結構設計工作，將剪力墻所具有的積極作用進行最大化發揮。

結語

綜上所述，通過對剪力墻所對應的結構設計進行分析可以發現，工作人員應當對設計過程中需要嚴格遵循的原則內容加以掌握，結合建筑的實際情況，保證將剪力墻具有的作用進行完整呈現。在提升建筑安全性的基礎上，降低施工所需成本，推動我國建筑行業的發展。

參考文獻：

[1]李敏，羅聯訓. 分析剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J]. 江西建材，2014，05：34

[2]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，2014，01：142-143