剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

冯波

【摘要】随着时代发展，我国的经济实力也在不断的提高，因此建筑事业也得到了发展，为了适应新时代人们的要求，在建筑工程的质量、适用性等方面上人们也有了越来越多的要求，为了适应要求，在建筑结构上的研究得到了重大的突破和进步。其中剪力墙结构被人们熟识并经常使用。本文针对当前的建筑工程中剪力墙的概念、原理、作用进行研究讨论，并对其发展前景进行了简要论述。

【关键词】剪力墙结构；建筑工程；结构设计；应用

1、剪力墙的概念、分类及应用

1.1剪力墙的概念

剪力墙是指，在建筑工程中，主要用来承受负载和发生地质灾害或天气灾害时起到荷载目的的墙体，又被称作抗风墙或抗震墙、结构墙。

剪力墙按照所应用在的建筑结构的不同分为两种，平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙主要被用来增加结构的负载能力、抗倒塌能力和结构稳定性，这种剪力墙结构一般被用在钢筋混凝土框架结构、升板结构或无梁楼盖体系中，在这些结构中的一些特定部位可以预制或现浇钢筋混凝土剪力墙，这能起到减少工时、方便建筑建造的作用，在现浇或预制剪力墙时能够与周边建筑结构整体一气建成，能起到整体性好、结构更稳定的作用；筒体剪力墙主要被用来增加水平荷载能力，这种剪力墙结构一般被用在高层建筑、悬吊结构中，例如在电梯间。楼梯间或其他辅助作用结构的间隔墙都是使用钢筋混凝土结构的墙体，这种结构增加了墙体的刚度，使结构整体在水平方向上的承受荷载能力变强。

剪力墙按照受力所承受的力方向特点可以分为承重墙和剪力墙，承重墙主要是用来承受垂直水平面方向上的力，一般都是指物理的重力对强的负载，而剪力墙则是在水平方向上承受力的墙。

1.2剪力墙的作用

剪力墙结构能很好的承受建筑给墙体带来的压力，事实上，剪力墙的主要作用就是负载建筑在竖直或水平方向上产生的压力或重力。相比于框架结构，剪力墙结构有着更好地整体简洁性、空间作用和抗侧力能力，在建筑工程上，对建造更高的建筑起著重要作用；剪力墙有良好的抗侧力能力，因此其侧向刚度大，在水平荷载条件下的侧移就变得很小，但是这样也很容易造成剪力墙建设时在空间布置上就会产生一定限制，剪力墙的密度变小。而这种结构本身的重量也比较大，灵活性差；在无梁楼盖体系中，剪力墙结构可以不设梁，所以对空间的利用率效果更好，能节约层高，已便建设更高的楼层。

2、剪力墙结构设计在建筑工程中的应用

2.1找出剪力墙合理设计的位置

在设计剪力墙结构之前，应对剪力墙的建设方案有个大体的了解认识，首先在剪力墙的布置之前，要避免在设计图中出现单向有墙的情况出现，而且应该尽量考虑沿着建筑主轴或其他方向展开多方面的设计，这个过程中应该注意以下几点：首先布置剪力墙时之前要注意考察建筑中是否有弧形、圆形或正多边形的平面结构，如是存在这类平面结构可以沿着环向或者径向方向上布置剪力墙。其次，在对剪力墙进行布置的时候，因为墙有双面，在对两面墙面的平面进行结果设计时，就可以沿着剪力墙自身的三个轴线方向进行剪力墙的布置。最后在设计一般的形状或矩形等的平面结构时，要根据剪力墙自身的两条轴线的方向对剪力墙进行设计分析。

综上所述，在剪力墙设计过程中，剪力墙结构在平面设计时应该时刻注意保持着对称美，保持着对称、均匀的原则下，要保证剪力墙的墙面结构质量，例如结构在质量和刚度上的中心的应尽可能的保证重合，这样能有效的减少墙体变形、扭曲的现象。因而对剪力墙的设计时应该注意把轴线方向对建筑的影响。

2.2剪力墙建设时墙肢的处理

墙肢是指，两根连梁之间的墙，要注意不要将连梁与在墙体上开小洞的事混为一谈，更不要误认为任何洞边之间的连接都是墙肢。而在实施剪力墙施工时，由于在剪力墙的施工过程中结构本身就要求着延伸性，因此，在结构施工和设计过程中也需要考虑与剪力墙相应的延展特性，考虑延展特性对工程的影响以及提高剪力墙结构的整体性和降低施工人员的工作力度有着重要影响，一般来说在剪力墙设计过程中经常会出现剪力墙呈现高状结构、弯曲破坏心事和剪力墙结构体系模式，这些现象和容易造成建筑脆弱易被破坏的现象。

2.3剪力墙结构的墙体配件结构

对剪力墙结构而言，其主要目的是为了负载承重，墙体配件主要是指钢筋，剪力墙的主要目的和墙体噢诶吉安看起来毫无关系，事实上，二者有很大的联系。对剪力墙结构而言，剪力墙有很多面而且受力大小、种类也非常多。将竖直方向的钢筋放在内侧，水平方向的钢筋放在外侧，而采取一定的措施，如采用双向钢筋网片能起到节约墙体钢筋的使用。因此，可见剪力墙的钢筋合理使用能有效的提高工程的经济效益和安全性。

3、剪力墙设计的基本原则

剪力墙的自身重量是很大的，因此为了减轻整个建筑的重量，并且为了减少地质灾害对建筑的影响和损害，在设计和建造过程中应该合理使用剪力墙，控制剪力墙的数量，合理安排剪力墙的建设位置和密度，用这种方式减少建筑重量也需要满足一定要求，在地震发生时，剪力墙所受的地震力矩不能超过总力矩的百分之四十以内。同时，在建筑建设时也可以采用大开间剪力墙的设计方式，这种设计方式能在保证最小剪力系数维持在可行范围内的同时，既能保证剪力墙刚度不会受到影响，也能减少建筑工程的造价，以获得最好的经济效益。

剪力墙能起到负载建筑重量的作用，但是并不代表其本身的重量就不算在建筑重量之内，恰恰相反，剪力墙本身重量就很大，剪力墙在分担了建筑重力压力的同时，其本身的重量也是压力之一，如若剪力墙建造数量过多，那么不仅无法对建筑产生“分担压力”的作用，反而会“增添压力”，而且剪力墙的竖向构件的数量也同样会导致剪力墙的比重偏差变得更严重，这种影响甚至会让建筑变形过大，超出了应有的控制范围，所以应该对目前正在施工的建筑工程采取科学技术化的方式，由此达到建设高品质的建筑的目的。

4、总结

由于时代和经济贸易的发展，人们对于建筑的要求也逐渐变高，人口增长和城市化的进程的加快，为了让建筑更能贴合人心、适应社会发展需要，建筑在功能、外观、材料上也逐渐走向了多元化发展的发展之路上。剪力墙结构的出现增强了建筑的安全性和视觉美观性，但是剪力墙结构的设计使用过程中很容易产生设计不合理、也可能发生实际情况考察和推算存在误差的问题，这些造成了建筑会出现安全隐患的问题。因此，在剪力墙结构应用在建筑中时，要考虑多方面的因素，才能建设出高品质的建筑。

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