淺談建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

王芳華

摘 要：隨著建筑行業的快速發展，建筑工藝水平不斷提高，新的設計方法和施工工藝不斷涌現。剪力墻結構作為現代建筑中的常用結構，不僅自身性質優越，而且能夠縮短施工周期，延長建筑使用年限。但剪力墻結構的應用有一定限制，在設計過程中，需要結合實際情況選擇合適的剪力墻結構類型，充分發揮其功能作用。

關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻結構設計；應用

1 前言

建筑是現代化城市規劃的一部分，也是我國經濟建設的核心內容，城市發展離不開建筑，城市發展與建筑之間存在著相互依存的關系。為了促進人們生活水平的進一步提升，需要加強對建筑結構設計工作的詳細分析，充分了解建筑結構設計過程中剪力墻結構設計的具體應用。設計人員必須要全方面掌握設計知識，熟練掌握現代化建筑結構設計理念，能夠靈活運用先進技術，保證剪力墻結構厚度和填充物的厚度一致，合理利用建筑空間。

2 剪力墻結構概述

建筑剪力墻結構具體是指建筑房屋及其附屬物中用于抵抗地震、風負荷等水平荷載影響的墻體。其設計初衷是防止建筑在使用年限內遭到外力破壞，增加結構穩定性和荷載能力。目前應用較多的建筑結構包括框架結構、框筒結構、混合結構和剪力墻結構等，其中，剪力墻結構相比于其他建筑結構形式，抗側剛度高，抗震性能優越，用鋼量較小。隨著剪力墻結構施工工藝的日益成熟，目前已經在建筑工程中得到了廣泛應用。采用剪力墻結構進行設計施工，主要建筑材料為鋼筋混凝土，利用該結構墻板承受橫向和豎向荷載力。在實際施工中，主用利用剪力墻代替柱承受豎向荷載力。

3 剪力墻結構設計的主要形式

3.1 實體墻

由于建筑不同，因此相應的剪力墻結構設計形式也不同，實體墻是其中的一種，同時它也是剪力墻結構設計中一種常見的表現形式，其受力性能與不開洞墻一樣，類似于豎向的懸臂結構構件，其最大特征是抗側力能力強，即使在水平作用下出現了彎曲變形的情況， 但是其截面仍能夠滿足截面假定，繼而應力和力形成了幾何曲線關系。實體墻大多都被設置在建筑物結構外圍，發揮抵抗地震扭轉的良好作用，有效延長建筑結構的使用年限。

3.2 整體開口墻

在剪力墻結構設計的過程中，在墻體開洞面積較大，同時在水平力作用下，部分出現彎矩的墻體會變為整體開洞墻體，其洞口成列分布，再加上，產生彎矩的墻體在整體彎矩中所占的比例較大，因此不存在反彎點。

3.3 多肢剪力墻

多肢剪力墻是指建筑結構剪力墻體上分布的洞口較多，各個墻肢之間主要靠相鄰的墻體連接起來，連續梁墻體的剛度較小，在地震作用下，墻肢之間產生的力會傳給連續梁，從而影響了墻體的穩定性，不僅安全性降低，而且各個墻體的單獨作用未能得到充分發揮。

3.4 框架式剪力墻

現階段我國的框架式剪力墻主要具有以下這幾個特點：剪力墻具有的剛度不足，墻體上的開洞較小，連續梁剛度減弱。由于墻肢洞口的寬度很大，在水平力作用下，部分建筑結構墻肢會出現反彎的情況，要想確保整個建筑結構的穩定性，還需要根據實際情況，適當加強剪力墻墻體厚度。

4 建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

4.1 剪力墻結構設計的應用原則

（1）平面內搭接原則。在剪力墻結構設計的過程中，作為專業設計人員，必須要明確設計主題，認真做好平面內搭接的相關工作，同時根據剪力墻結構的主要特點，盡量將剪力墻結構保持在一個平面內。通常情況下，在進行平面內搭接操作后，建筑結構中剪力墻的剛度增加，提高了承載力，最大限度的避免剪力墻結構出現彎曲的情況，這對整體施工質量起到了至關重要的作用。

（2）墻體受力分析的原則。設計人員要充分認識到墻體的用途，有效利用墻體的受力特點， 針對實際設計中存在的缺陷，制定科學合理的剪力墻結構設計圖， 采取有效措施，保證剪力墻結構設計工作能夠有序開展。由于剪力墻的墻體屬于一種特殊的平面構件， 并且具有很好的水平作用承載能力，因此為了提高建筑結構的穩定性，需要充分了解墻體的實際受力情況，重視墻體承載力，保證剪力墻結構設計質量。

4.2 剪力墻結構設計的實際應用

（1）剪力墻結構設計的平面布置。在使用剪力墻結構設計的時候，設計時需要根據自己的實際經驗和現場的實際情況，仔細斟酌，合理定位剪力墻的位置，保證剪力墻結構的對稱性和美觀。同時盡最大程度去提高剪力墻結構的剛度，從而避免出現扭矩現象，影響到剪力墻結構的整體效果。另外，在施工的過程中一定要注意保證外部剪力墻和內部剪力墻結構的連貫性，從而保證好剪力墻的穩定性。根據經驗來看，在布置剪力墻結構的時候，一般需要遵循“對稱原則”，力求是剪力墻的剛度中心和質量中心得以重合。若是剪力墻的整體結構分布沒有在一個平面上，則需要注意保證剪力墻結構面的平整性。只有保證好剪力墻整體結構的穩定性，才能夠進一步提高剪力墻結構承受豎向荷載的能力。此外，為了進一步保證好剪力墻結構的完整，通常都會使剪力墻結構和建筑結構在總體走勢上保持一致。同時，為了進一步增強剪力墻結構的抗震能力，建議在進行墻體結構設計的時候使用單向墻體設計的方法。總而言之，在進行剪力墻結構設計的時候，需要采取措施，控制好剪力墻的剛度，不僅要具有足夠的承重能力，并且還不能使其剛度過大，若剪力墻剛度過大時，相應的也會使剪力墻自身的重力增大。

（2）剪力墻結構設計的邊緣構件設計。邊緣構件設計工作在剪力墻結構設計工作中占據著極為重要的作用，科學的邊緣構件設計可以改善剪力墻結構的整體延展性，從而有效的避免墻體結構出現位移現象，相應的剪力墻結構的抗剪能力也會得到提高。剪力墻邊緣構件有暗柱和端柱兩種，在邊緣構件的設計過程當中，設計者需要對其合理的進行約束。同時為了保證這種約束的有效性，還需要保證好邊緣構件自身的約束力，如此才能有效的增加整個建筑結構的穩固性特點。若是剪力墻構件上承受的荷載過大時，樓層間的位移就會增大，從而影響到整體結構的抗震性。

（3）剪力墻結構設計中的連續梁鋼筋配置。連續梁鋼筋配置在高層建筑中具有極為重要的作用，能夠有效的增加建筑結構的延展性，同時改善墻體結構對上部荷載的承受力，從而使得建筑界具有一個良好的穩定性。在進行連續梁鋼筋配置的時候，需要相關的設計人員依據結構內部鋼筋的實際分布狀況，對鋼筋結構進行科學合理的布置，從而改善墻體結構的剛性，進而保證好結構的抗震性。另外，因為連續梁結構會承受較大的剪力，所以對其穩定的要求也相應的會較高，這就要求工作人員在實際操作過程中，嚴格按照相關的規定，實現合理配筋。

5 結束語

總而言之，剪力墻結構在建筑工程中具有良好的抗震性，是大多數建筑工程所采取的主要結構形式。在建筑行業不斷發展的過程中，需要對結構設計進行不斷的改革與創新，為此建筑業從業人員都應該積極學習剪力墻結構的相關理論，掌握實踐應用原則與技巧，從實踐工作中總結出設計要點，將剪力墻結構在建筑設計中的作用發揮到最大。在今后的發展中，建筑設計人員也要具備一定的思維創新意識，在結構設計中不斷總結和嘗試，積極采用新技術、新設備應用到建設過程中，促進建筑結構的不斷優化。

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