建筑剪力墻結構分析與探討

(中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071)

隨著城市人口的越來越多, 同時人們經濟生活的提升，人們更加注重對其實際的生活品質的關注，城市居民對商品房的需求越來越大,而城市土地面積是有限的，導致各地房地產市場均向高空化方向發展,剪力墻結構體系具有優良的抗側能力及良好的經濟指標，同時空間布置上也能很好的滿足居民居住功能要求，是優良的住宅結構形式，成為高層住宅中最主要的結構形式。

1 剪力墻結構的概念簡述

剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替建筑結構中梁和柱，剪力墻在整個結構受力的過程中是需要承受較大的水平荷載以及豎向荷載，同時由于剪力墻的設置，使得整棟建筑的抗側性以及整體剛度得到較大的增強。

剪力墻其外觀上長度以及寬度比其厚度要大許多，從其結構外觀形式上來看，與板的形式較為類似，水平方向仍然是鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上，這樣構成的一個體系。剪力墻在實際的受力過程中，主要承受上部荷載而產生的豎向力以及水平荷載產生的橫向力。因此根據其受力形式對其進行實際設計時，就需要對其結構進行一定的分析，不僅要能夠承受上部荷載豎向力作用，同時還需要承受橫向水平力的作用。

2 剪力墻結構分類及計算簡化分析

2.1 剪力墻根據受力特點可以分為這幾類

(1)整截面剪力墻。墻支處于受壓、受彎、和受剪狀態在墻肢的高度上，其彎矩不會發生較為明顯的突變，并且該剪力墻的主要變形形式為彎曲變形。

(2)開洞剪力墻。開洞剪力墻的墻支大多處于受壓、受彎和受剪狀態。

(3)聯肢剪力墻。這類剪力墻在承受外界荷載的過程中其實際的應力已經不能保持為直線分布，并且將其變形曲線與小開口的變形曲線進行對比可以發現，兩者之間的區別較小。

(4)壁式框架。這種類型的剪力墻與其他類型的剪力墻之前最大的區別就是其反彎點的位置，壁式框架的反彎點可能在樓層的大多數位置都能出現，并且該種類型的剪力墻的變形是以剪切變形為主的。

2.2 剪力墻計算簡化分析

當剪力墻建筑處于水平外力的作用時，其實際的受力可以簡化為二維平面問題。因此在對其實際的受力進行計算的過程中，可以借助一定的工具，例如計算機。計算的過程中，使用有限元方法雖然其實際的計算精度較高，符合實際設計要求，但是其工作量較大。因此為了在提升工作效率的同時保證計算的精確性，就需要對其進行一定的簡化。例如當水平力對剪力墻進行作用時，該剪力墻結構可以簡化為懸臂柱進行計算，并且按照對懸臂柱的計算方式對剪力墻進行受理計算。而當對小開口剪力墻進行實際的受力計算時，由于其洞口的設置會對其整體的剪力墻的受力產生一定的影響，并且會使得當其承受荷載時，在開口的位置出現一定的應力集中的現象，此時，其實際的彎矩圖就已經不再是之前的直線型了，但是由于其實際的開口尺寸較小，雖然其受力不再是直線的形式，但是與直線型相差較小，因此只需要在對整體剪力墻的計算方式中對其進行一定的修正就可以得到其實際的受力。

3 剪力墻結構中剪力墻的布置原則

為了使剪力墻的抗震性以及抗側性得到較好的利用，應該對其進行合理布置。根據文獻以及筆者的工作經驗對剪力墻的布置原則總結如下。

3.1 剪力墻平面布置原則

為了使剪力墻在承受外界荷載的過程中受力更加合理，剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系，抗震設計時，兩主軸方向均應布置剪力墻，使該建筑不會出現兩個方向的剛度相差較大的情況。特別是對其進行抗震設計時，應該確保兩個方向都布置剪力墻，使地震波對整個建筑的雙軸的振動影響相差不大。

3.2 剪力墻豎向布置原則

在進行整個建筑物的豎向剪力墻的布置的過程中，為了使其建筑沿著豎向高度的增長期實際的剛度變化不大，就需要在整個建筑物在高度方向都布置剪力墻，使其剛度沿著高度方向不會出現突變。在對建筑的門窗進行設置時，應該使其樓層上下的門窗對齊。由于某些特定建筑的實際功能需要，使其墻體設置時容易出現錯洞剪力墻，這種剪力墻的形式會使其洞口與洞口之間形成應力的集中區域。因此需要對其相鄰樓層之間的剛度變化進行定義，使其相鄰樓層之間的剛度減弱不能超過30%。

4 結 語

由于剪力墻結構在建筑結構實際應用中具有優秀的抗震性和抗側剛度大等特點，使剪力墻結構在我國建筑行業中的應用較為廣泛，這樣才能將剪力墻結構的優點充分作用到建筑結構中，這對實現我國建筑行業在新時期的良性發展有著重要作用。