建筑结构中剪力墙结构设计的应用

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摘要：剪力墙因为具有较好的抗震性以及抗侧刚度，又称之为抗震墙，随着我国建筑行业发展的越来越稳定，在现阶段的建筑结构设计中常被应用，受到大多数建筑设计师的喜爱，剪力墙的实际应用不仅是提高了建筑物的质量，更是促进了我国建筑行业的稳定发展。本文主要就是针对剪力墙的结构设计进行讨论，研究剪力墙的设计原则以及设计重点，进而分析将剪力墙应用到建筑中的实际应用效果。

关键词：剪力墙;结构设计;建筑;实际应用

前言

随着人们的生活质量得到了明显的提高，对于建筑物的要求也变得更高，现阶段的建筑物不仅需要有较强的功能性，同时具备较高的质量也是人们追求的。通过加强建筑结构来实现人们对建筑的质量要求是相对有效的方法，而经过研究发现，剪力墙的结构设计在建筑结构中具有较强的稳定性、抗震性，能够有效的提高建筑物的质量，并且经过大量的实际应用，已经成为我国现阶段建筑结构设计中很重要的一部分，剪力墙的结构设计在建筑结构设计中受到设计师的广泛喜爱。

1关于剪力墙

1.1剪力墙的定义

剪力墙为了防止建筑在不同的环境下受到剪切性的破坏，但是在实际应用中又被称为抗震墙或者抗风墙，因为其主要需要防止建筑物受损的原因就是防风以及防震，为增强器稳定性一般会选择钢筋或者混凝土这样的材料，通过这样的材料来承受建筑中水方向或者垂直方向上的力结构，就能够有效的对建筑结构中产生的水平力进行控制。其主要应用于高层建筑或者高耸的结构里，通过电梯间、楼梯间或者设备房等的间隔墙进行帮助围成，经过混凝土浇灌使之具有较强的刚度以及强度，能够很好的承受水平方向的荷载。

1.2剪力墙的分类

剪力墙主要根据墙上是否有开口进行区分，不开口的为实体墙，开口的又会根据开口的大小分为整体上小开口的剪力墙、多肢剪力墙以及壁式框架剪力墙。实体墙一般情况指没有开口的剪力墙，这样墙体因为受力面积比较均匀，在弯矩图处显现出的特点就是，既不会有明显的反弯，也不会有明显的突变，具有较强的承受能力，是很多建筑物中必不可少的一部分。而另外三种剪力墙均为开口的，其中开口最小的是整体上小开口的剪力墙，剪力墙上的开口大小不会超出正面墙体总面积的15%，于实体墙相比，这种墙的变形为弯曲性，在弯矩图处也不会体现出反弯，但是会有出现突变的可能性；而多肢剪力墙相对开口面积较大，有一些开口还是以成列状进行排列的，在剪力墙的弯矩图处也不会发生任何异常的情况；最后一种类型就是壁式框架剪力墙，它的开口是所有类型中最大的，具有剪切型的变形。

2剪力墙的设计原理

2.1楼层之间遵循最小剪力系数调整原则

楼层之间遵循最小剪力系数的调整原则，是剪力墙结构设计中最基本的一项原则，因为现代化的建筑要求其抗震性能够更强，在建筑实际施工中，就会通过减轻房屋以及结构本身的重量来实现这一点，因此减少剪力墙的数量是比较直观的一种方法，而为了不影响剪力墙本身的作用，一般情况下会有一个临界值，即在短肢剪力墙承受的第一真幸福底部地震倾覆力能够占整体倾覆力的40%以内。在这样的基础上进行剪力墙的大开间处理，对于侧向刚度就会有更好的掌控。有效的控制楼层之间的最小剪力系数，因为减少了剪力墙的数量，从而减低了建筑工程中的成本，为建筑工程带来更大的收益。

2.2楼层之间的最大位移以及楼层高度之间必要比例的调整原则

其实常见的建筑结构设计中，重点在于楼层之间的变形处理（扭转变形、剪切变形）。剪切变形与扭转变形之间是存在一定的关系的，首先施工人员为了控制剪切变形，就会大量的增加竖向构件，而竖向构建是剪力墙中的重要组成部分，增加竖向构件无疑使得建筑中剪力墙的结构增加，直接导致剪力墙重量过大增强了建筑扭转变形的概率，建筑的各个楼层之间也会更加容易出现位移的现象，使得建筑的质量得不到保障，因此在建造剪力墙的时候，一定要注意剪力墙给各个楼层之间的位移以及高度比例造成的影响，控制好其中的比例是十分重要的。

2.3剪力墙连梁超限调整原则

剪力墙结构的连梁跨高也应该有一定的比值，因为经过实际研究可以发现剪力墙的跨高比过小的情况下，就容易导致剪力以及弯矩的实际数值超出限额值，对于剪力墙结构会有较大的影响。比如当剪力墙的连梁跨高比在5~6之间时，并且剪力连梁的刚度能够始终保持不变，剪力墙的剪力以及弯矩极有可能出现超出限额的情况，会影响整个建筑的质量，在这种剪力墙连梁跨度比超过5的时候，就应该使用壁式框架的剪力墙结构设计。总而言之所有的设计原则主要的目的就是在保证建筑工程质量的同时，尽可能的降低建筑工程的成本，使得带来更多的收益。

3剪力墙的设计重点

3.1控制剪力墙的数量

剪力墙确实能够提高建筑的抗震性，但是剪力墙的数量应该是适当的，因为上文中也提到了，剪力墙的数量过多会导致建筑负重过多，容易导致楼层出现位移或者扭转变形，因此需要注意的是建筑的设计重点中，减轻建筑本身的重量是首要考虑的问题，其次才是增强建筑的抗震性，所有控制剪力墙的数量是建筑 结构设计中的重点之一，可以根究建筑的实际需要以及结构设计进行合理的分配。

3.2剪力墙的平面布置

以轴线反向进行剪力墙的结构设计中，因为原材料主要是钢筋混凝土，因此其竖向以及水平方向的负荷均为墙体进行支撑，因此剪力墙的平面布置上就应该按照轴线方向进行布置。另外需要注意的是剪力墙与刚度之间应该是相互配合的，能够起到较好的支撑作用，因此需要遵从剪力墙中心与刚度中心相对应的原则进行布置，这种情况下剪力墙的平面布置一般会呈现出对称的状态，这样的布置方式在一定程度上增加了建筑的稳定性，减轻了建筑出现扭转变形的概率。但是设计人员还应该注意，剪力墙的平面布置是为了加强建筑的稳定性，其抗震性还需要通过竖向结构设计进行支撑，因此在建筑剪力墙的时候，应该是双向考虑的。

3.3建筑剪力墙的其他重点

建筑工程中剪力墙的设计与建造具有一定的意义，因此在建筑剪力墙的时候，应该要注意的事情也是相对较多的：①剪力墙的结构设计应该是与实际情况相符的，设计者在进行剪力墙的结构设计时，应该针对建筑的实际情况进行具体的分析，然后再进行设计，避免在实际施工的过程中，剪力墙的建造不能够顺利的进行；②要保证剪力墙的安全性问题，因为建筑物本身的安全性主要就是靠剪力墙来实现，保证了剪力墙的安全可靠性，使得剪力墙的抗震性能够最大化的发挥出来；③要考虑工程的造价问题，通过有效的控制建造剪力墙的材料中的含钢量，在不影响建筑工程质量的前提下，尽可能的降低工程的成本，是所有的材料都能够得到最大化的发挥，实现建筑工程的优化设计与施工。

4结语

综上所述，剪力墙的结构设计在建筑结构设计中是比较重要的一个部分，在我国的建筑行业进行广泛的应用，能够提高我国建筑工程的质量，同时能够有效的优化建筑的结构，设计人员应该将剪力墙的设计原则以及设计重点进行仔细的研究，然后通过探索创新出更多的新技术，促进我国的建筑事业稳定的发展。

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作者:吴星星 单位:深圳中海世纪建筑设计有限公司南昌分公司