在建筑結構設計中的剪力墻結構設計

摘要：我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，使得人們對物質(zhì)生活水平的要求不斷提高，而現(xiàn)代建筑作為工民建的重要內(nèi)容，它不僅要滿足了人們的居住需求，同時也要實現(xiàn)土地資源的高效利用，因此對現(xiàn)代建筑形式的要求也提出了新的挑戰(zhàn)，同樣也促進建筑結構設的發(fā)展。對現(xiàn)代建筑結構進行選擇時不僅僅只是要求外在的美觀程度，建筑物的結構強度等也是重要的參考指標。伴隨我國城市化進程的加速，高層建筑數(shù)量越來越多，將剪力墻應用于現(xiàn)代建筑中，可以更好的滿足建筑強度需求及抗震需求等。因此本文針對剪力墻的概念、分類及特點進行了簡要敘述，隨后針對剪力墻結構在建筑結構設計中需遵循的原則及應用進行了詳細分析探討。

關鍵詞：剪力墻；結構設計；建筑結構設計

我國城市化水平不斷提高，促使人們對建筑物的要求不斷提高，建筑物不僅要滿足日常的使用，還要具有較高的安全性及穩(wěn)定性，這就要求我們的工程設計者要對建筑結構設計進行完善和優(yōu)化。剪力墻結構是一種高強度的建造技術，它的應用可以有效的提高建筑物的穩(wěn)定性及經(jīng)濟性，受到社會各界人士的青睞。同時，該工程技術的施工環(huán)境也相對良好，因此該技術出現(xiàn)以來便在建筑行業(yè)中得到推廣，并成為現(xiàn)代建筑中較為常見的一種結構。這種結構的高效運用，可以增加建筑物強度，延長使用壽命。

一、剪力墻結構概述

現(xiàn)代社會的建筑要求隨著人們的物質(zhì)需求被逐漸拉高，同時為了節(jié)約土地資源，提高土地資源的利用率，建筑物的建筑高度越來越高，各種高層建筑及超高層建筑隨處可見，并且已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕M成部分，這些高層建筑對結構強度等的要求會更高，在建筑的設計工作中，如何能即滿足安全要求，又能夠滿足日常使用，且外觀新穎獨特，是當建筑設計行業(yè)共同追求的焦點。剪力墻就是在這樣的大背景下應運而生的一種新的建筑結構。

1.剪力墻結構概念

通常意義上的剪力墻結構指的是用鋼筋混凝土板做為承重梁柱，它能夠控制結構的水平力，并可承擔各種載荷引起的內(nèi)力，這種可以承載豎向和水平向力的鋼筋混凝土板式的剪力墻通常被叫做剪力墻結構，該結構在現(xiàn)代的高層建筑中很常見，其已經(jīng)被推廣使用。這種剪力墻結構可以提高建筑物框架結構的穩(wěn)定性，將期運用于建筑物結構設計中，使得建筑物結構的水平方向的力受到約束，從而實現(xiàn)建筑物整體承載負荷的能力的提升，這點相比于傳統(tǒng)的承重結構具有更大的優(yōu)勢。

2.剪力墻結構的分類

剪力墻結構主要可以分為四類，而分類的依據(jù)則是剪力墻是否開洞及其開洞的大小。

（1）實體墻或者截面剪力墻不開洞或者開洞的面積小于15%，這種剪力墻的變形主要為曲型，

其就像一個整體的懸壁墻，在整個墻肢的高度上，彎矩圖既沒有彎點，也不會發(fā)生突變；

（2）整體小開口剪力墻。雖然這種剪力墻的開口比較小，但是其開洞面積已經(jīng)大于15%。整個剪力墻的變形主要為彎曲型，但是整個墻肢的高度基本上沒有存在反彎點，彎矩圖的主要位置發(fā)生了突變；

（3）雙肢或多肢剪力墻。這種剪力墻一般開口較大，或者其洞口成列分布。雖然在開口上與整體小開口剪力墻不同，但是它們的受力特點卻十分類似；

（4）壁式框架。這種剪力墻洞口尺寸很大，連梁線剛度和墻肢線的剛度比較接近，其整個受力墻的變形則為剪切型，受力特點與框架結構相似。

3.特點

剪力墻也有抗震墻、結構墻等稱呼，也就是說剪力墻結構在整個房屋結構中可以起到抵抗各種負荷侵害的作用，剪力墻結構在實際的應用過程中是承擔重憊、抵擋水平載荷的主要承載結構，它與樓體的樓板及墻體共同組成了建筑物的受力體系，起到支撐整個建筑物的作用。剪力墻結構不僅擁有著承載負荷性能上的優(yōu)勢，同時在經(jīng)濟性和穩(wěn)定性上也很優(yōu)良，在建造高層建筑時具有更好的穩(wěn)定性及可靠性，使用的性價比較高，此外，將剪力墻結構進行合并使用，還能夠大幅度的提高建筑物承載負荷的能力，因此，現(xiàn)代建筑中無論是高層或多層建筑都廣泛的采用該建筑結構模式。雖然剪力墻結構具有這樣的優(yōu)點，且已經(jīng)廣泛的使用，但不是所有建筑都適合使用這種結構形式，在進行建筑結構設計時要綜合考慮各方面情況，依照實際的使用情況進行設計，確保剪力墻在恰當?shù)奈恢冒l(fā)揮最佳的效果。剪力墻結構還表現(xiàn)有明顯的抗震作用，因此在進行建筑結構設計時，就注意剪力墻結構的設計，使其有建筑物防震工作中發(fā)揮更大的作用。建筑物本身要具有一定的承擔地震傾覆力矩的能力，但承載力矩要在一定的范圍之內(nèi)。同時要注意的是，在某特定建筑物中使用的剪力墻結構較少時，就要依據(jù)現(xiàn)實狀況合理的減少剪力墻所承受的地震傾覆力矩，防止超出范圍情況的發(fā)生，力求使剪力墻結構在建筑物中抗震性能得到保障。

由于剪力墻的結構具有一體性特征及高強度性，使得對其進行拆除或破損工作時所面臨的困難是十分巨大的。在我國現(xiàn)存的建筑中，老的建筑物多還是采用傳統(tǒng)支撐柱，剪力墻結構在高層建筑及新建筑物中的應用較多，同時由于其造價相對要高些，施工材料的耗費相對較大，施工單位在進行建筑結構設計時要充分的結合實際使用因素及經(jīng)濟因素綜合考慮。

二、剪力墻結構在建筑結構設計中的設計原則

首先，因為剪力墻通常情況下都是高和寬要比厚度大很多，再加之是幾何特征向板，所以剪力墻的受力形態(tài)和柱子幾乎相同，但是兩者之間還是有差別的，之所以會產(chǎn)生這種差別主要是由于肢長和厚度的比值范圍，如果肢長和厚度的比值不超過3時，設計者就可以按照柱子看設計剪力墻，但是如果比值超過3，但小于5，那么設計者就可以把剪力墻當作異形柱處理。

其次，剪力墻結構中的墻屬于平面構件，它不僅要承受水平方向的水平剪力以及彎矩，還要承受來自縱向的豎向壓力，如果剪力墻結構要滿足抗震的要求，那么，在設計時除了要考慮剛度，還要考慮延性，這種延性能承受住非彈性變形反復循環(huán)。

再次，剪力墻最重要也是最需要注意的特點是，如果剪力墻在同一平面內(nèi)，那么它的剛度和承載力就會相對很大，但是平面外這兩者就相對要很小。所以如果與剪力墻連接的是平面外的梁，就非常容易使墻肢在平面外出現(xiàn)彎矩的現(xiàn)象，所以在實際設計時，應該盡可能的不與平面外的梁連接，如果必須要與平面外的梁連接，設計人員必須要做好保護措施，避免出現(xiàn)剪力墻平面外出現(xiàn)意外事故。

最后，在對剪力墻的設計進行計算時，不僅要考慮到豎向作用下的結構分析，好要考慮到水平作用下結構分析，在計算出內(nèi)力結果之后，就要根據(jù)偏壓或者偏拉來驗算。在計算剪力墻承載力時，如果是帶翼墻，那么，計算寬度通常情況下都是取最小值。

結語：

綜上所述，剪力墻結構在建筑物承載中起到了巨大的作用，這高大的現(xiàn)代建筑來說是十分重要的，因此在對建筑結構進行設計時，要高度重視剪力墻的作用，做好前期的實地勘查工作，根據(jù)勘探數(shù)據(jù)結果和相關的設計規(guī)范完成建筑物的結構設計，并對設計方案進行嚴格的校核，確保設計方案完全符合施工建筑要求。此外相關的研究工作者也要在專業(yè)知識的基礎上積累實踐經(jīng)驗，并將兩者相結合，完善及優(yōu)化剪力墻結構設計方案，使其在現(xiàn)代化建筑中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1]李捍文.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析[J].科技創(chuàng)新與應用.2012（09）

[2]胡金焱.淺談剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用.2013（31）.

[3]王敏，王麗，王瑞斌，許藝，李娜，張靜.基于材料改進的剪力墻中國專利技術現(xiàn)狀研究[J].科技傳播.2013（03）