剪力墙结构设计原则及其在建筑结构设计中的应用研究

孙宏刚

（内蒙古乌兰察布市天观规划建筑设计有限责任公司）

我国经济发展水平的提高，带来了众多行业的公共发展，而建筑行业就是其中的一部分。人们对于建筑工程质量的要求，在不同时期是有所不同，当进入21世纪之后，我国经济水平和人民收入的提高，让人们对于建筑工程质量有了新的要求。剪力墙结构在建筑工程的结构之中起到了重要的作用，因为剪力墙结构抗侧刚度高，并且应用比较简便，造价也并不高，还具有足够的抗震性能，因此剪力墙结构被广泛的应用在建筑工程施工之中。本文就剪力墙结构在建筑结构设计之中的应用进行深入的剖析，旨在推动剪力墙结构的正确、合理应用。

1 建筑工程的剪力墙结构

1.1 剪力墙结构的含义

剪力墙结构是进行建筑工程施工之中，所能够选择使用的一种建筑结构类型，具体而言，应用剪力墙结构进行建筑工程施工，能够在提高墙体的抗外力性能，更加有效的抵消来自各个方向的水平作用，并且还能够有效的将建筑空间分割开来。接力墙结构能够承载竖向以及横向的负荷，从而提高建筑工程的抗震性能，有效的提高了建筑工程的抗击打能力，让建筑工程的稳定性和安全性能得到大幅度的提升。进行建筑工程的施工设计过程中，需要对剪力墙结构进行详尽的设计，以此才能够保证在后续施工之中，能够正确使用剪力墙结构，发挥出剪力墙结构的作用，提高建筑工程的整体性能。剪力墙结构如果不能够正确设计，则会导致建筑工程性能的下降，因此进行科学、合理的剪力墙结构设计，十分有必要。

1.2 剪力墙结构种类

剪力墙结构根据不同的特点和形态，并且在进行开洞作业时，也存在着一定的差异。根据上述情况的不同，可以将剪力墙结构分为几种不同的类型，分别包括了整体墙、壁式框架、联肢墙型剪力墙等几个不同类型。

1.2.1 整体型剪力墙

整体剪力墙，顾名思义就是在整个剪力墙之上，并不存在洞口或者是存在固定数量的洞口的剪力墙结构，这种剪力墙结构对于洞口的要求较高，需要在洞口设计或者是在开洞时，调整好洞口与墙体边缘距离上的关系，而洞口将会产生的影响则可以暂且忽略不计。整体剪力墙往往在使用之中，将会受到更多的水平符合李，因此就必须要根据确定的公式，来计算出整体剪力墙所能够承载的各种数据，从而对悬臂梁以及截面的悬臂构件进行设计，保证整体剪力墙能够充分承载建筑工程所受到的外力，从而避免发生反弯甚至更加严重情况的发生。

1.2.2 壁式框架剪力墙

壁式框架类剪力墙，是众多剪力墙结构之中开洞尺寸较大的一种，并且它的墙肢和连梁比较明显的，连梁高度和墙肢宽度都较大，因此在墙肢与连梁的连接处会产生出节点区域，从而导致连接处的柔韧性较差，需要进行中药保护。壁式框架剪力墙，往往会受到水平负荷力的影响，在这种背景之下，就能够让水平负荷力与节点区域的刚性力相抵消。在这种剪力墙结构中，一般会选择使用D值法来对外力进行计算，此时需要预设好反弯的高度和壁柱的D值，从而为整个运算确定一个准确的前提。

1.2.3 联肢墙型剪力墙

联肢墙类型的剪力墙结构，在这种剪力墙结构之中，存在着数量众多的洞口，并且洞口以一定的序列进行布置，其中的墙肢和连梁也是非常明显的，其中的洞口分布通常会以直线的形式来进行。在收到水平负荷力之后，剪力墙结构会发生一定的弯曲情况，这种情况下，将会直接影响到建筑工程的稳定性，但是采用联肢墙型剪力墙，则能够发挥出弯矩图处的高稳定性，从而对这种弯曲变形的情况进行抵消，最终避免建筑工程发生质量事故。

2 设计剪力墙结构的原则

2.1 系数调理原则

当前的绝大多数建筑工程，都具有一定的抗震能力，因此在进行剪力墙结构的设计时，需要将抗震能力计算入其中，这就要求楼层的最小地震剪力要小于楼层水平的地震剪力。在进行剪力墙设计时，也要相对灵活进行，根据不同的建筑工程楼层数和层高进行合理的计算，精准调节，确保建筑工程的抗震能力过硬。

2.2 楼层间位移调整原则

在建筑工程设计之中，重点一般是避免楼层间的扭转变形和剪切变形。针对这种问题，设计人员可以对建筑工程之中的构件类型以及数量进行调整，尤其是要对竖向构件的数量进行调整，从而对建筑工程的剪切变形情况进行调整。如果安装了较多的竖向构件，就很容易导致剪力的比重发生变化，从而导致建筑工程收到外力后，发生变形的情况。在进行设计过程中，必须要根据楼层的变形情况，来对楼层的位移以及高度来进行调整，保证建筑工程的抗外力性能。

2.3 连梁调整原则

针对很多建筑工程设计中，对于连梁的跨度比如果确定为五以下，则会导致竖向符合产出的弯矩比例较小，从而导致建筑工程结构发生变形的情况，而当连梁跨度比确定为五以上时，则会导致弯矩所占比例较大，此时所受到的外力情况则与一般框架梁情况相近，因此在进行剪力墙结构的设计时，必须要通过科学的计算，来确定连梁的跨高比，避免发生结构变形情况。

3 剪力墙结构中设计重点

3.1 数量适中

确定合适数量的剪力墙，能够提高建筑工程的抵抗水平负荷力的性能，进而提高建筑工程的抗震能力。在建筑工程施工中，并不是所采用的剪力墙越多越好，而是要确定适当数目的剪力墙，从而在保证建筑工程质量的同时，降低成本的支出，确保建筑工程具有相当的经济价值。

3.2 平面布置

在进行剪力墙布置时设计人员要注意剪力墙平面布置情况，因为剪力墙有较强的竖向荷载承受力，但是对于横向荷载承受力较弱，横向荷载力大多数都是依靠大楼板来承受，所以在布置具体墙体工作时，要保证刚度中心和墙体质量中心在一个中心点上，在剪力墙结构设计中，要保证剪力墙结构平面布置时的对称性，减少因不对称导致的结构扭矩，同时在设计时要沿着不同的方向进行双向结构布置，避免造成因单项墙体布置造成的侧向刚度在不同方向上的差异过大。

3.3 优化设计

在剪力墙结构设计过程中，要对剪力墙结构的影响因素进行多方考虑，保证在顺利施工的同时剪力墙的安全性能得到保证。设计人员在剪力墙设计中要控制监理墙的数目，减少因不必要开支造成的工程项目成本超预算，例如在原材料的选择上，要对材料的含刚比例进行控制，在不影响建筑质量的同时节约成本。

4 结束语

剪力墙在建筑工程中得到广泛应用的原因是因为其在建筑过程中既能对建筑隔墙的布置工作灵活处理，同时剪力墙结构的侧向刚度较大，连梁的耗能性也较低，所以在建筑剪力墙设计时，设计人员需要对建筑结构进行充分了解，在保证剪力墙发挥其抗震性能的同时减少成本支出，剪力墙的应用不仅可以减少建筑企业的经济支出。