建筑結構設計中剪力墻結構設計的運用分析

黎云劍

廣西大學設計研究院欽州分院

建筑結構設計中剪力墻結構設計的運用分析

黎云劍

廣西大學設計研究院欽州分院

說起剪力墻結構在建筑結構設計中的重要性，可以說其是建筑結構設計中不可缺少的一部分。但從當前的剪力墻結構設計應用來看，還是存在很多不足之處。具體體現在，設計人員的剪力墻結構設計沒有依據實際情況，而是根據自己的設計經驗來進行，導致了各類問題的出現，但總體來說，剪力墻結構在建筑結構設計中的應用還是非常廣泛的。本文結合建筑結構設計中剪力墻結構設計的相關原則及特征，對其具體的結構布置及應用優化進行了套路，以供參考。

建筑結構設計；剪力墻結構設計；運用分析

1 引言

剪力墻結構之所以能夠在建筑結構設計中得到非常廣泛的應用，還是應該從起設計上的很多優勢說起，首先，剪力墻結構設計的應用有效的提升了建筑結構設計效率，降低了工程施工總體時間。同時因其良好的結構性能還使得建筑物的使用壽命大大提升。為此，在建筑結構設計中，必須大力加強對剪力墻結構的設計和應用。當然，并不是所有的建筑結構都要用到剪力墻結構，設計者需要嚴格按照建筑設計要求和特點，進行剪力墻結構的應用分析和規劃，才能確保其良好的應用效果。

2 剪力墻結構在建筑結構設計應用中應該堅持的幾個原則

2.1 通常情況下，剪力墻的高寬要遠大于其厚度，是一種結合特征的向板，所以其受力形態類似于柱子，但具體的差距還是要根據肢長和厚度比值范圍，當肢長與厚度比值不超過3，可以參照柱子來進行剪力墻設計。當兩者比值超過3但小于5，可以將剪力墻看成異形柱進行處理。

2.2 剪力墻結構的平面結構，既要承擔水平剪力及彎矩，還需要承擔豎向的壓力。所以在考慮到剪力墻結構的抗震要求時，要同時考慮其剛度和延展性。

2.3 剪力墻的剛度及承載力考慮。當剪力墻處于同一平面時，具有較大的剛度和承載力，平面外則較小。所以如果剪力墻與平面外的梁連接，則延伸在平面外的墻肢就容易發生彎曲。在設計中應該盡量避免剪力墻與平面外梁連接的情況發生。必須連接的時候，應該設置對應的保護措施，避免因墻肢彎曲發生意外事件。

2.4 綜合考慮剪力墻橫向及豎向結構。剪力墻的設計計算中，在得出內里結果之后，就要進行偏拉或者偏壓情況下的驗算。剪力墻承載力的計算還要考慮翼墻，寬度以最小值為準。

3 常見的幾種剪力墻結構及特點

按照剪力墻是否開洞，可以分為：實體墻、框架壁式墻、小開口剪力墻等多種。這些剪力墻每種都有其自身的受力特征，設計人員應該結合建筑結構要求來進行具體的剪力墻類型選擇。所有的剪力墻從總體特征來看，主要有以下幾個方面：具有較強的抗震性能，使得室內的墻面呈現比較平坦的外觀，但是剪力墻因為其結構的建設需求，在實際的剪力墻施工中需要涉及到很多環節，所以其中的總體成本也是比較高的。

4 剪力墻的具體布置實施

4.1 設計人員在進行剪力墻具體設計規劃中，最好以雙方或者多項布置為主，布置方向以順著主軸為主。當剪力墻的方向不一致時，可以盡量的將其進行連接，避免出現對直或者拉通現象。在進行抗震設計中要確保側向剛度差距最小，關鍵還要保障墻肢間接且符合操作規則。特別是抗震設計中，要杜絕單向有墻而反向無墻的問題出現，確保剪力墻的最大性能發揮。

4.2 剪力墻的豎向布置要自下而上，確保剛度穩定。在高層建筑實施中，剪力墻的墻肢截面應該以簡化為主的原則，豎向剪力墻剛度也要均勻，洞口或者門窗要進行明確的墻肢與梁連接。

4.3 剪力墻的布置要避免過于密集。使整體結構具有一個相互適應的側向剛度，如果側向剛度過大，還會增加墻體的自身重量，這樣在面對地震災害時，比較容易導致建筑物倒塌。

4.4 剪力墻的布置中，墻體洞口及門窗必須要保持通體上下整齊一致，并呈現列隊布置。在布置中要避免錯墻洞的相互疊合，一旦出現這類問題，可能會對整體剪力墻的承重力產生嚴重的影響，從而提升結構變形的發生概率。

5 剪力墻的結構設計優化分析

5.1 剪力墻結構設計方面的優化。剪力墻一般是沿著主軸或者是其他方向雙向布置，從而成為具有一定空間的結構體。對于具有抗震性能的剪力墻結構，不要進行單獨的剪力墻布置，應該確保兩個受力方向的抗側剛度基本接近，才便于空間的工作性能。考慮到剪力墻較強的剛度和承載力，剪力墻布置間距應該合理控制，以合理降低其結構重量，來提升其側向剛度。剪力墻長度較長時，應該設定洞口，將整體剪力墻分成長度相等的墻面，并用弱連梁進行墻段連接。墻段高度與截面高度比例控制在2以內。并避免洞口與墻邊，洞口之間高度和厚度比例小于4的墻肢出現，當其比例超過4時，應該以框架柱設計要求進行全高加密處理。

5.2 剪力墻結構的計算優化。為規范地震作用力下的樓層最大曾建位移，在剪力墻結構計算中，應該以樓間的彎曲變形為主，并將其計入扭轉變形，但對結構整體彎曲變形不做扣除。所以，在高層的扭轉變形最小控制方面，還要考慮不能通過盲目的增加豎向構件剛度來提升其抗變形能力。在實際的剪力墻結構優化方面，很多設計人員往往在發現某層的層間位移不夠時，就以為的進行本層的側向剛度增加，當架構的剪重復合規范時還是比較理想的，一旦減重過大，另一側的結構剛度得不到減小。同時，考慮到工程的造價控制，對于剪力墻結構的優化，可以從技術和材料兩個方面來著手，在不影響建筑工程施工質量要求的基礎上，將含鋼量進行適當的控制，從而實現不影響建筑安全性的基礎上，以原材料的性能最大發揮類提升優化效果。

6 結語

總體來說，剪力墻結構設計已經在建筑結構設計中得到了非常廣泛的應用。但從具體的應用情況來看，由于缺乏應用標準規定，很多設計應用細則沒有按照設計人員的經驗來進行。剪力墻結構有其自身的不同劃分原則，設計人員應該能夠結合建筑結構設計需求，進行明確的選擇，切記盲目進行剪力墻的使用。

[1]李捍文.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析[J].科技創新與應用,2012(9).

[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.

[3]李捍文.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析[J].科技創新與應用,2012(4)(中).

[4]秦艷,焦維.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用[J].科技向導,2011(27).