建筑剪力墙结构的设计剖析

李四中

摘 要：随着建筑业的迅猛发展，以及对建筑墙体结构的安全需求不断加强。为了能够保证建筑结构的稳定性以及安全性需求，文章对建筑墙体中剪切墙的结构设计进行分析，通过对比各种优化方案，选取最为适合具体施工的方法，为解决建筑结构的剪切墙设计及其优化方案，提供思路。

关键词：剪切墙；结构设计；建筑

中图分类号：TU973.16 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0159-02

1 建筑剪力墙结构概述

1.1 建筑剪力墙分类

建筑墙体根据承载受力的方向不同，可以分为承重墙与剪力墙两种。承重墙顾名思义，就是承担建筑自身重量的墙体。而剪力墙又称结构墙，主要用来抵抗常见的风力冲击以及突发的地震造成的破坏。所以又有抗风墙、抗震墙的说法。因此剪力墙的设计，就是要针对除了建筑自身重量之外的其他载荷，对建筑结构整体的影响。而提高其承载能力，增加建筑安全性。

剪力墙还可以分为筒体、平面两种。筒体剪力墙不是单纯一面墙壁，而是由房屋内间隔出的区域所围成的墙壁组。一般指楼梯间、电梯间、以及各种面积小的辅助性房间围成。筒壁需要较强的刚度与强度，所以一般采用混凝土与钢筋结构。平面剪力墙，一般用在无梁盖的建筑结构中。通过使剪力墙与周围的房梁和柱体浇筑融合，让楼体结构获得强大的稳定性。

1.2 建筑剪力墙特点

剪力墙具有承载能力好，整体性好、侧向刚度大、相比其他的框架结构对侧向力的抵抗能力强等特点。在保证其剪力功用的同时，剪力墙又可以成为室内隔断用的墙体。其抗剪力效用隐藏在使用功能中。可以同时满足装修、抗风、抗震等需要。由于剪力墙的结构安装可以不用梁。所以又能有效的降低室内面积占用。降低楼层单层高度。增加使用空间。

2 建筑剪力墙结构优化设计

2.1 剪力墙优化设计原则

剪力墙具有结构刚度大、整体性好、抵抗水平载荷能力强等特点。所以，在剪力墙的布置设计中，最需要考虑的是剪力墙结构对竖向载荷的影响。并对水平方向载荷与竖向载荷进行综合考量。

在楼层架构中，要保证同一平面内的剪力墙布置均匀。使剪力墙最好沿着建筑主轴的方向，对称布置。以保证承重墙所承受的重量均匀。其次，剪力墙的结构，必须能够使得其具有强大的抗风、抗震能力。因为建筑承受风载较多，并且对地面震动的反应及其敏感。所以对墙体结构抵御弹性变形的要求很高。并且绝对不可以出现脆性断裂。

在工程实际施工过程中，如果建筑结构的某一水平向位移没有达标时。设计者一般会使其侧向刚度增大。还可以结合具体的受力状况，提高剪力墙与建筑结构边缘的连接刚度。

2.2 剪力墙结构布置与优化

剪力墙的布置，首先要考虑风载、地面震动的影响。其次，要对纵向载荷进行分析。为了满足结构性需要，与建筑功能需要。剪力墙的布置应遵循简单容易操作、长度较短、不占用使用空间、按照中轴线双向对称布置等原则。如果剪力墙长度较长的情况下，可以通过连梁手段，将剪力墙分段布置。分段的剪力墙要布置均匀。理论上最好每一段不超过8 m，使得其高度是其长度的三倍以上。

不可以将剪力墙布置的过于紧密，这样会使得建筑自身重量增加。提高承重墙所成担的纵向载荷。如果实在不能减少剪力墙的长度，那么也可以采取在剪力墙上开凿结构孔的方式，降低纵向载荷。另外，为了使剪力墙载荷均匀，需要让建筑结构中一些洞口与门窗的依次对称分布。

剪力墙的设计中，应尽量避免单向布置。要沿着一定方向，最好是主轴方向进行双向布置。如此一来可以极大的增加剪力墙的抗震系数。让对称分布的剪力墙，在侧向刚度上保持一致。这样做可以使剪力墙获得良好的空间性能。

①洞口设计与优化。为了降低剪力墙自身重力，并在此基础上保证墙体的抗风载、抗振动能力。需要在墙体上设置洞口。剪力墙的洞口设计，要保证布局合理，在墙体上有规则的分布。使得洞口的截面平滑，洞口结构不复杂，最好使门窗洞口上下对齐。用洞口排布形成明显的连梁与墙肢。

②连梁设计与优化。建筑剪力墙的连梁不同于其它结构的梁。在正常情况下，风载较小、地面震动情况不发生时。它能起到连接、与支撑其他构件的作用。并且能在一定载荷的作用下连接墙体结构。有效的增加剪力墙的结构刚度。

因此，连梁实际上是一种起到保险作用的损耗件。通过自身屈服和破坏来吸收载荷和消除载荷。故而连梁的刚度与其他结构比较起来，不能设计的过高。要保证一旦发生地震等情况，首先屈服、破坏卸荷的是连梁。

为了保险，通常在建筑结构中总是参考最坏情况，来对结构材料的强度进行选择。但在连梁的设计中，就不需要这种想法。在正常标准的施工要求下，连梁所用的混凝土种所配钢筋只要达到相应标准就可以，对连梁数量的设计，要保证连梁的分布能够稳定剪力墙的整体结构，并且不增加过度重量。

连梁设计过程，要对建筑物所处的温度进行考虑。注意在温度变化的情况下，连梁的位置变化。还需要对抗震性进行考虑，使得配筋的数量与布置能够保证剪力墙的稳定。

③转换层结构优化。在建筑功能性与个性化日益加深的情况下，对建筑剪力墙的布置，要充分考虑建筑的结构变化。目前，国内最为普遍的而方法是梁式转换层。这种结构受力明确，施工过程简单。在一些底部大空间剪力墙结构中应用广泛。

在实际设计时，由于对剪力墙的转换层来讲，其结构质量与刚度较小为宜。所以在选材时，尽量选择刚度较低和重量较高的材料。

3 建筑剪力墙结构设计注意事项

3.1 节约设计成本

在任何工程建筑的施工中，其施工成本都会很高。包括工人施工的危险性成本，以及运送材料的难度成本。所以，对建筑环节的每一处消耗，都要注意尽可能的节约。首先要对施工具体任务仔细分析，对所需材料的采购综合考量。保证施工前对各项成本的计算准确。

3.2 人性化设计

建筑剪力墙除了用作提升建筑抗震、抗风载能力，保证建筑结构稳定之外，还起到室内隔墙的作用。所以为了室内设计美观、增加室内可使用空间、满足室内生活或者办公需求。所以，要充分从人性化角度进行设计。

4 结 语

建筑剪力墙的设计，为更好的保障建筑安全性提供了解决思路。尤其是与传统方法相比，剪力墙能充分的发挥其自身结构性好、空间性能强、稳定性好的优势。建筑剪力墙的设计过程中，要对其布置方式、材料选取、与建筑结构的配合、以及与连梁的配合进行细致考虑。并且要保证室内使用空间，与整体结构美观。在这些前提下，注意节约成本，提高工程效益。

参考文献：

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