建筑结构设计中剪力墙结构设计的使用研究

（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东 东莞 523080）

建筑结构设计中剪力墙结构设计的使用研究

郑若飞

（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东 东莞 523080）

自从改革开放以后，随着社会主义经济建设的不断发展，我国经济发展成果有目共睹。人们的生存离不开衣食住行，城市化进行的加快，城市中的高楼鳞次栉比，为了显现其不同和别具一格，高楼设计样式也是层出不穷，样式越是新颖的楼层，其结构设计也就越难，结构设计是影响建筑质量的尤为重要的一个因素，其中剪力墙结构几乎在所有的建筑结构设计中都有设计，具有灵活组成建筑空间的优点，并且其也有较高的承载力、延生性、以及抗震能力，能够大大加强建筑整体质量，减少建筑侧移，所以在建筑建造过程中有广泛使用，故而探讨建筑结构设计中剪力墙的结构设计具有社会意义。

建筑结构；剪力墙；社会意义

1 剪力墙的特点和类别

根据剪力墙上洞口的大小、多少以及排列方式，一般情况下，可以将剪力墙分为以下几种类型。

1.1 整体墙

整体墙就是指没有洞口，或者门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积15%的并且洞口之间的净距离以及孔洞到墙边的净距离大于洞口长边的尺寸。整体墙的受力特点就如同一面悬臂墙，整体墙的弯矩图上既没有突点变，没看不到反弯点，整体墙的变形主要是以弯曲型为主。

1.2 小开口整体墙

小开口的整体墙指的是墙面的开孔面积超过整个墙体面积的15%，但是总体来说还是小面积开孔的范畴之内，这种小开口整体墙一个显著的特点就是弯矩图在连接房梁的部分会发生明显的突变，而在高度上并没有反弯点，但这种情况也并非是绝对的，在个别的楼层还是会有反弯点。

1.3 连肢墙

连肢墙指的是在墙面开有一列或者多列洞口，并且洞口的尺寸相对较大，这时剪力墙的受力特点和小开口的整体墙有些类似。

1.4 壁式框架

这种类型的剪力墙洞墙面洞口的尺寸相对来说比较大，此时，连接梁线以及墙肢线的刚度较为接近。壁式框架的一个显著的特点就是弯矩图在有楼层的地方会发生明显的突变，并且会出现反弯点。

2 剪力墙结构设计的原则

2.1 按照墙面肢长和厚度的比例进行结构设计

在众多的高层建筑中，剪力墙的高度、宽度尺寸都是不一样的，所以，在剪力墙的设计过程中要根据墙面的结合特征以及受力情况来计算墙面肢长和厚度的比例，并根据得出的比例结果来决定是按柱设计还是按照双向受压结构进行建筑设计。

2.2 剪力墙要具有高强度的承载力、延生性

在剪力墙的结构设计中，要考虑到墙体会经受到多方面的压力，例如水平剪力、竖向压力等，所以，设计师在设计的时候一般采用的是延性弯曲型，这样就可以有效地增加建筑物的抗压防震的能力。

2.3 保证施工安全

剪力墙在设计的过程中要尽可能地不使用平面外搭接的方法，如若是在避免不了此类事情的发生，就必须要采用规范的措施方法，进而有效保证剪力墙平面外的安全。

3 剪力墙的布置原则

剪力墙的布置一般涉及四方面，即均匀、分散、对称以及周边。其中分散的原则是要求设计师在设计的过程中要求剪力墙的片数不能太少，每片剪力墙的刚度以及尺寸也不能过大，弯曲刚度也要适中，还要考虑剪力墙的距离问题，如果距离太远的话，就会造成墙面的刚度过大，缺乏韧性。剪力墙的周边原则是就因外力而致使建筑物扭转现象发生而言的，剪力墙的布置于周边对称的位置，进而增加建筑物抵抗扭转的内力臂，使刚度中心和平面中心相适应。建筑墙面平面形状往往富于变化，剪力墙的布置应该集中在这些地方，剪力墙的设置对于建筑物整体质量的提高是不容分说的，但是如果在高层建筑的电梯点、楼面、楼梯间等地方进行开动便会严重影响建筑的刚性，所以，在施工过程中，对这些薄弱的地方，需要使用钢筋混泥土剪力墙进行建造[3]。

4 剪力墙设计使用的优化措施

4.1 剪力墙设计的优化措施

在对剪力墙进行布置时，最好是沿着主轴或者其他方向进行双向结构的布置，尽量避免单向布置。在进行双向结构布置的时候，要在两个受力方向上进行布置，这样才能使剪力墙的抗侧刚度能够达到恰到的好处，还要注意在剪力墙布置的时候，不能够太密，并尽量减轻剪力墙其本身部位的重量。如果剪力墙较长，应该对其进行均匀划分，然后使用弱连梁进行连接，独立性的剪力墙其高度和截面高度的比例至少要在2以上，进而提高剪力墙的刚性，对于剪力墙的抗震效果的设计，要保证剪力墙的洞口与墙边的高度和厚度的比例在4以上，不然很容易会出现小墙肢的情况。对于剪力墙的墙肢截面的设计应该简单、规范，门窗洞口在上下两个方向要形成对称的情况，对于洞口的设计，要尽量避免墙肢之间刚度过大现象的发生。

4.2 剪力墙结构计算的优化措施

对于剪力墙结构的计算首先要考虑到楼层高度以及层与层之间位移的比例，最小弱化建筑扭曲变形的力度，侧向刚度要适度，不能过大也不能过小。还要调整楼层之间的最小剪力系数，如果第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩的40%以下，剪力墙就可以进行大开间，其侧向刚度也最合适，最小剪力系数也最接近规范。在连梁问题上，要适时调整连梁的塑性幅度，在计算内力之前，要对连梁的刚度进行折减，或者将计算内力后的剪力以及梁弯矩的组合数值和折减系数进行相乘，无论采用的是哪一种方法，都能够连梁子在较小的地震发生时或者在日常使用中，不会出现裂缝的问题[4]。

结语

近年来，我国钢产量已经位居世界第一位，同时也是钢铁、混凝土使用量第一大国，在我国所有的高层建筑中，12-30层的建筑占据多数，占比额为80%，采用的大多是钢筋混泥土结构，建筑物的结构体系以框架、剪力墙、框架-剪力墙三大结构为主，我国西南临海，处于世界地震多发地带，房屋建筑作为人们安生立命、生活工作的地方，其质量问题是人们普遍关注的问题，在建筑设计中，剪力墙具有较高的承载力、延生性、以及抗震能力能力。所以在设计的时候，一定要对多方面进行优化，只有这样，才能有效保证建筑本身的质量，进而保障人们的生命财产安全，顺应构建社会主义和谐社会以及经济现代化建设的要求。

[1]崔维华．高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨[J]．中国高新技术企业，2009，06：152-153．

[2]秦莹．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J]．科技致富向导，2013（29）：309． [3]赵宇．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J]．科技传播，2012（17）：45-46．

TU39 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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