浅谈在建筑结构设计中剪力墙结构的运用

许航

【摘要】剪力墙结构被广泛的应用于我国诸多建筑结构墙体设计中，例如高层建筑、地下车库、大型商场等等，这一墙体结构的应用不仅满足了现代居民用户对建筑安全性能和使用性能的需求，还极大的提高了建筑本身的强度、抗震性以及抗压性，也正是这一优势促使剪力墙结构在建筑结构设计中的普及。而除了上述的优势外，剪力墙结构的施工较为简单、经济成本较低，可以说是现代建筑结构设计的首选。本文根据笔者工作实践，对剪力墙结构体系特点及在建筑结构设计中剪力墙结构的运用进行了分析和探讨。

【关键词】建筑 结构 设计 剪力墙

在建筑领域，剪力墙是由钢筋混凝土浇灌成的墙体，通常情况下，这种墙的刚度比较大，承受力的能力也比较强。剪力墙不仅可以应对横向的剪力对建筑物的作用，也可以在很大程度上承受来自竖向的建筑物的重力。由于这种墙对水平方向的剪力的承受能力比较强，所以，这种墙被称为“剪力墙”。

一、剪力墙结构体系特點

通常而言，房屋建筑的高度越高，房屋建筑就越需要考虑到高层建筑的侧力因素。如果高层建筑的抗侧力能力没有达到标准，就可能会出现高层建筑倾斜的现象，严重的话，甚至还会出现高层建筑坍塌的可能。在房屋结构的设计当中，建筑物框架结构主要承担来自横向的力的作用，因此，风力和地震产生的力的作用就会被承担在高层建筑的结构当中，如果高层建筑的结构没有设计好，就会使高层建筑的抗侧力大打折扣，对高层建筑的安全质量产生不利影响，因此，对于高层建筑来说，房屋的结构设计一定要考虑到侧力的影响。对高层建筑来说，楼层越高，为了保证楼层的力的平衡，一般情况下，楼层也会相应增大宽度，因为楼层越高，楼层底层的结构柱子需要承受的重力也就越大，因此，对于高层建筑来说，房屋结构除了要承受来自横面的侧力外，还需要承受来自竖向的重力。在建筑领域，剪力墙是由钢筋混凝土浇灌成的墙体，通常情况下，这种墙的刚度比较大，承受力的能力也比较强。剪力墙不仅可以应对横向的剪力对建筑物的作用，也可以在很大程度上承受来自竖向的建筑物的重力。由于这种墙对水平方向的剪力的承受能力比较强，所以，这种墙被称为“剪力墙”。高层建筑剪力墙结构设计是在高层建筑中广泛使用的一种墙体结构，这种墙体结构的原料主要是钢筋混凝土，通过横向承重板和纵向承重板纵横交错来达到增强楼层的承重能力的目的。这种墙体的建造，能够使高层建筑的稳定性、刚度以及抗震能力大大加强，能够满足现今我国高层建筑的需要。另外，在高层建筑中，剪力墙的设计隐藏了大量的承重柱，能够使房屋内部建造更加简洁、美观，能够普遍符合我国居民对建筑内部的美观性的需求，而且能够为室内设计提供更大的空间，符合现代城镇居民的生活需求。

剪力墙结构的设计使用能够减低施工成本，剪力墙结构使用钢筋混凝土为原料，价格相对低廉，而且能够满足建筑强度的需要，在一定程度上增加了施工单位的经济效益。由于剪力墙结构代替了传统的建筑承重系统，因此，在建筑物室内中不会出现过多的承重，大大的节省了建筑室内的空间，使室内设计更加美观，降低了楼房建筑的空间局限性。同时，剪力墙结构也存在着一定的弊端，在高层建筑使用过多的剪力墙结构时，会使建筑在遭遇强度大的地震时出现巨大的反震力，使建筑楼体的安全性降低。而且剪力墙结构所需的钢筋混凝土材料大多要求较低，因此，在进行建筑施工时极易出现建筑质量问题，对建筑以及居民的人身财产安全造成了极大的不利影响。

二、在设计时的原则和标准

虽然剪力墙结构被广泛的应用于各种建筑结构设计中，但是，要想真正的发挥出其结构的优势和作用，那就必须按照剪力墙结构设计原则和规定进行其设计工作，具体的设计原则和要求有以下几点：第一点，剪力墙结构的内部强度高于其外部强度，在此基础上，剪力墙结构设计人员会着重分析和演算其内部结构，而对外部则采取外加防护措施来确保墙体结构质量达到要求，这一分析方式能够保证墙体的抗压能力，从而保证施工的质量。第二点，在进行剪力墙结构应用时，必须着重对墙体的垂直和水平方向以及墙体抗压承载力进行演算，以此保证墙体结构能够达到建筑施工的要求，从而保证建筑工程的安全性和可靠性。第三点，在对建筑整体进行受力分析时，要着重对剪力墙结构的宽度、高度以及跨度进行受力演算，这是由剪力墙结构自身特性所决定的。只有对剪力墙上述几点进行详尽的演算，才能保证剪力墙结构设计的精确度，才能保证整体建筑工程施工的质量。第四点，理论必须要结合实践才能取得真正的成功，，因此，剪力墙结构的设计工作不能埋头于书籍理论中，要积极的进行实地考察和数据收集，以此确保设计的剪力墙结构对建筑的适用性。综上所述，剪力墙结构的设计工作也具有较高的难度的，只有遵守相应的设计原则和要求，才能保证墙体设计结果的科学性和实用性，从而保证建筑的整体质量。

三、在设计时的主要应用

剪力墙结构的设计要分步骤、分环节的进行，不能为追求速度而一蹴而就，这样根本无法保证设计质量。具体的设计步骤和环节有以下几点：

（一）结构的设置

建筑在应用剪力墙结构进行设计时必须考虑建筑的空间能力，要双向设计剪力墙，利用墙体的链接来完善高层建筑的空间结构，特别是地震高发区，更要注重剪力墙结构的双向设计，而且要注意控制两个方向剪力墙的刚度中心位置和墙体的具体数值保持一致，这样能够保证双向墙体之间的受力均衡，同时能够降低扭转效应带来的影响。另外，为了提高剪力墙的结构安全性，在进行设计时，要根据楼层面积的大小来采取铰接或半刚接式的结构，这种墙面结构能够增加墙体的安全性能。

（二）在长度和厚度方面的配筋要求

建筑墙体结构长度和厚度的配筋率是关乎墙体质量以及整个建筑结构设计合理性的关键所在，因此，在进行墙体设计工作时，必须明确配筋率取值范围。为了解决抗震问题，建筑结构必须具备一定的延性，而这也要求了建筑墙体配筋率要达到最低要求标准。在进行建筑剪力墙结构配筋率设计时，要严格按照相关规定以及工程结构需求进行设计，而且要保证配筋率的设计满足建筑结构其他部分的设计需求，必须慎重的进行配筋率数据设计。

（三）边缘结构

剪力墙的边缘结构包括约束性边缘结构和非约束性边缘结构，在对以往的建筑分析中我们不难发现，约束性的截面剪力墙要比非约束性的承载能力好百分之四十还要多，在抗震时消耗的能量也要比非约束性的要多百分之二十。所以，在我们对建筑物进行设计时要根据建筑的要求和效果来选择用哪种边缘表结构，这样才能更好的对质量有所保证。

（四）连梁结构的设计

连接墙肢和墙肢之间的梁，我们称之为连梁。在剪力墙受到水平的作用力而出现弯曲时，剪力墙就会改变墙体的受力的状态使墙肢达到稳定，并且它也会对墙肢起到约束的作用。从这就可以看出，在剪力墙的设计过程中，连梁的设计是必不可少的，如果连梁的设计出现不合理或者设计失误的状况，那么就会对建筑物产生不可估量的不良影响。因此在对连梁进行设计时，设计师要严格的根据建筑的要求增加连梁的跨度，同时减小连梁的高度和刚度。除此之外，适当的增加剪力墙的厚度能够使建筑物的抗震能力和承载能力得到提高。而且也能够时连梁的作用发挥到最大的限度，也能在使用的过程中不会出现质量的问题。

四、结语

综上所述，建筑剪力墙结构设计对整个建筑项目的施工质量保证具有关键性作用，必须重视对设计技术的研究和不断探索。另外，建筑的各部分结构之间是具有紧密联系的，不能将其切割、分立，要利用剪力墙结构设计将整个建筑的各部分进行联合，使其成为一个统一的整体，这对提高建筑的结构质量具有重大意义。

参考文献

[1]张媛，王禹.浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部，2014（24）.

[2]]蓝培余.解析建筑结构设计中剪力墙结构的应用[J].中华民居（下旬刊），2014（24）.

[3]李敏，罗联训.分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].江西建材，2014（24）.