建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用研究

王會中

（河北天山實業(yè)集團建筑工程有限公司 河北省石家莊市）

建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用研究

王會中

（河北天山實業(yè)集團建筑工程有限公司 河北省石家莊市）

因剪力墻結構有著優(yōu)異的抗震性能和較強的剛度被普遍應用于建筑結構設計和施工中。本文主要從建項目工程的設計過程中，剪力墻結構的具體類型及相關的設計原則入手，重點要對進行剪力墻結構設計時需要注意的一系列問題進行了分析闡述，以期為行業(yè)相關人士提供一定的參考和借鑒。

建筑；設計；剪力墻

1　引言

眾所周知，在建筑結構中，剪力墻因具備較好的整體性能、較強的抗震性能和較大的剛度等多種優(yōu)點，而被普及應用到各個項目工程設計及施工過程中。在實際應用過程中，施工單位要對剪力墻結構的優(yōu)缺點進行詳細的分析、研究，以便大大提高剪力墻結構的有效利用率，從而更好的推進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

2　剪力墻的分類及相關的設計原則

2.1剪力墻結構的分類

（1）實體墻。具體來說，指的是那些沒有開洞的截面墻體，或者截面墻體的開洞面積沒有超過15%的剪力墻。曲型是這類剪力墻的主要變形類型，但是該實體墻有著較強的承受能力，不易發(fā)生反彎和突變情況。

（2）剪力墻上有較小的開口。具體來說，指的是在剪力墻上有開洞且開洞面積占剪力墻體面積的比例沒有超過15%的情況。彎曲型為這種剪力墻的主要變形方式，其在墻體的彎矩圖處極易產生突變。

（3）多肢剪力墻。具體來說，指的是有開洞的剪力墻，且開洞的面積較大或者洞口呈列狀分布的情況。這種類型的剪力墻受力情況與第二種情況大體一致。

（4）壁式框架剪力墻。具體來說，指的是那些開洞尺寸過大的剪力墻墻體，剪切型為該類剪力墻的主要變形方式，其受力狀況與壁式框架剪力墻大體一致。

2.2剪力墻結構設計的主要原則

（1）一般來說，剪力墻的高度和寬度都比厚度要大出許多，加上幾何特征向板的作用，使得剪力墻的受力形態(tài)和柱子大致是相同的，但是二者之間還是有著細微的差別。而這種差別的產生主要是因為厚度和肢長的比值范圍所決定的。假若肢長與厚度比值沒有超過3，那么設計人員就可以依據柱子來進行剪力墻的設計，然而這個比值在3～5之間時，設計人員就可以將剪力墻當做異形柱來加以處理。

（2）眾所周知，剪力墻結構不但要承受來自水平方向的水平剪力和彎矩力，還要承受來自豎向的壓力。假若剪力墻結構還需要滿足一定的抗震指標，那么在對建筑物進行設計時，還需要對剛度和延性進行綜合考慮。

（3）在進行剪力墻設計時，最為重要的一點就是當剪力墻處于同一平面時，其承載力和剛度受力相對較大，而不在同一平面時，二者相對則較小。當處于平面外的梁與剪力墻連接時，就極易導致墻肢在平面外產生彎矩的情況，因此在設計時則盡量避免剪力墻與平面之外的梁進行連接，假若一定要出現這種情況，那么設計人員還需要做好一定的防護措施，以免發(fā)生意外事故。

（4）在計算剪力墻時，不僅要對豎向作用下的結構進行分析，還要對水平作用心愛的結構進行分析，二者綜合之后，就要依據偏拉或者偏壓進行計算。

3　剪力墻結構設計要點

3.1有效控制剪力墻的數量

大家都知道，運用剪力墻的目的就是為了讓建筑結構能夠有著較好的抗震性能和抗風性能，然而這并不意味著建設越多的剪力墻越好。在工程實際建設過程中，為了有效減少工程項目的自身重量，增強抗震性能，還需要依據實際情況對剪力墻的樹立加以控制。

3.2剪力墻的平面布置要點

（1）在剪力墻的結構設計中，全部的水平力和豎向荷載均是由鋼筋混凝土來承受的，所以布置剪力墻時也應該沿著平面重要軸線的方向設計。

（2）在布置剪力墻平面時，為了能夠使得剪力墻的剛度中心與質量中心協調統一，其應該對稱進行，這樣做還可以有效減少剪力墻的扭矩作用。此外，還需要盡量不使用單向平面的布置方式，否則將對剪力墻結構的抗震效果產生嚴重影響。

3.3剪力墻結構設計的其他要點

在實際操作過程中，為了確保項目工程的穩(wěn)定性，從而提高項目工程質量，設計人員應對各種因素進行綜合考慮，從而科學實現剪力墻結構的優(yōu)化設計，具體來說，主要體現在以下幾點：①確保剪力墻結構的順利完工是進行剪力墻結構設計的前提和基礎；②對剪力墻結構的安全性能進行綜合考慮，在建筑結構中運用剪力墻結構設計的目的就是為了大大提升項目工程的抗震性能，為項目工程的安全施工提供強有力的技術支撐，因此確保剪力墻結構的安全施工，有力促進了剪力墻結構功能的最大發(fā)揮，從而達到降低項目成本的目的；③對剪力墻結構的成本問題進行綜合考慮，為了有效降低工程成本，我們還可以從原材料選取及其相關的技術措施等方面為切入點，比如在對剪力墻結構進行設計時，一定要將原材料中鋼的含量控制在一個合理的范圍內，盡可能在確保項目安全性的基礎上最大發(fā)揮原材料的性能，從而科學實現剪力墻結構的最優(yōu)設計。

4　結論

總而言之，在科學分析剪力墻結構的設計過程中，我們應對其基本概念、設計中應當遵循的基本原則予以高度重視，從而選擇合理的寬度和長度，使得剪力墻的設計達到最科學的目的，從而為確保建設結構的安全、科學降低工程造價提供了強有力的設計支撐。

[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]趙宇.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析[J].科技傳播，2012（17）.

[3]孫雪蘭.淺談高層剪力墻結構的優(yōu)化設計[J].山西建筑，2010（24）.

TU398.2

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1673-0038（2015）20-0024-02

2015-4-28