建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用探究

陳維麗

摘要：近年來隨著我國的經(jīng)濟水平不斷提高，建筑行業(yè)取得了有目共睹的發(fā)展。在建筑過程中，建筑結(jié)構(gòu)中最重要的組成部分是剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)具有靈活組建空間的優(yōu)點，此外還有較好的承載力、抗震力，能夠加強建筑質(zhì)量，減少側(cè)移現(xiàn)象，所以目前在建筑建造過程中廣泛運用。本篇文章主要對剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中的運用做了探究。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；應(yīng)用探究

剪力墻的主要優(yōu)點是：剛度大、抗震強、整體性能好，被廣泛的運用在各項建筑結(jié)構(gòu)中，正是由于剪力墻有諸多優(yōu)點，成為了各大房產(chǎn)開發(fā)商關(guān)心的問題。但剪力墻結(jié)構(gòu)并不是十全十美，它在建筑應(yīng)用中也存在著一些缺陷，這就要求我們必須正確的了解剪力墻結(jié)構(gòu)，進行科學(xué)合理的設(shè)計，進一步保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計更好的發(fā)揮，為建筑業(yè)做出更強的貢獻。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)的概念

剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度尺寸較大，但是厚度較小，這樣的結(jié)構(gòu)決定了剪力墻的受力形態(tài)。如圖所示剪力墻結(jié)構(gòu)：

剪力墻的受力形態(tài)和柱子的受力形態(tài)基本是一樣的，但在比值上還是與柱子存在著一定的區(qū)別[1]。在剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體是一種平面結(jié)構(gòu)，承受了建筑結(jié)構(gòu)中豎向壓力以及水平壓力的雙重力量。如果發(fā)生地震或者臺風(fēng)，剪力墻結(jié)構(gòu)只滿足剛度和強度是不夠的，還必須要滿足在變形斷裂情況下不倒的要求。

二、剪力墻的分類以及特點

（一）整體墻

剪力墻中的整體墻結(jié)構(gòu)是指沒有洞口，或者門窗和洞口的總面積不超過剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)面積的15%，并且洞口與下一個洞口之間的距離以及到墻邊的距離要大于洞口的尺寸。整體墻的受力特點就像一面懸臂墻，彎矩圖受到擠壓也不會突變，沒有反彎點，在使用過程中，整體墻的變形主要特點是彎曲。

（二）小開口的整體墻

小開口整體墻是指沒有洞口門窗，或者洞口和門窗的總面積不超過整面墻的15%，小開口整體墻的特點是彎矩圖連接房屋房梁的部分會發(fā)生清楚可見的突變，小開口整體墻在高度上沒反彎點，但是出現(xiàn)這種狀況并不是絕對的，在個別的建筑設(shè)計上還是會出現(xiàn)反彎點[2]。

（三）連肢墻

連肢墻的定義是墻面上開一列或者多列洞口，而且洞口的面積較大，這時剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點和小開口整體墻有相同點。

（四）壁式框架

壁式框架的剪力墻洞口尺寸比較大，連接房梁線和墻肢線的剛度比較接近，剪力墻結(jié)構(gòu)壁式框架最顯著的特征是彎矩圖在有些建筑設(shè)計上會發(fā)生明顯突變，而且還會出現(xiàn)反彎點。

三、剪力墻設(shè)計、布置原則

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

1、按照墻面長度、厚度進行設(shè)計

在目前眾多的建筑中，剪力墻設(shè)計每次時高度、寬度的尺寸都是不同的，因此，在剪力墻的設(shè)計中，要根據(jù)墻面的受力情況計算出來墻面厚度和長度比例，并且根據(jù)得出的結(jié)果決定是采用雙重力量的受力還是按柱設(shè)計，設(shè)計出承壓力強的建筑設(shè)計[3]。

2.要有高強度承載力

在建筑設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要考慮到墻體可能會面對的來自多方面的壓力，比如豎向壓力、水平壓力、地震壓力以及臺風(fēng)壓力等，所以，作為設(shè)計師在設(shè)計之初要選用延性彎曲型，這樣就可有效的增強建筑的承載力以及抗震性。

3、要保證施工安全

建筑設(shè)計中剪力墻設(shè)計在施工過程中要盡量不使用平面外高空搭接的辦法，如果不可避免，在施工過程中就必須要采取規(guī)范的防護措施，有效的保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計平面外的安全。

（二）布置原則

剪力墻的布置一般情況下分為四個方面，即：均勻、對稱、分散和周邊，剪力墻結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)該集中在這四個方面。剪力墻結(jié)構(gòu)如果布置得當(dāng)，對于提高建筑的整體質(zhì)量的作用是顯而易見的，在施工過程中，要對薄弱環(huán)節(jié)進行合理的布置。

1、雙向布置以及多項布置

設(shè)計師在剪力墻設(shè)計的過程中，最好的辦法就是雙向布置或多項布置，設(shè)計方向最好是順著主軸方向進行設(shè)計，如果剪力墻設(shè)計方向不一樣就要盡快的將其連接在一起，一定不能出現(xiàn)拉通或者對直的現(xiàn)象。在進行剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，要做到側(cè)向的剛度差距不大，最主要的是要盡量保證墻肢簡單，嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工方法進行操作。如果是高層建筑，剪力墻設(shè)計就必須要進行雙向布置或是多項布置，而且必須順著主軸方向，尤其抗震性能的設(shè)計不能出現(xiàn)只有單面有墻的狀況，只有這樣布置才能保證剪力墻最大力度發(fā)揮價值[4]。

2、從下往上的連續(xù)布置

剪力墻設(shè)計在豎直方向上要從下向上連續(xù)布置來避免剛度突變的狀況。在高層建筑中，剪力墻設(shè)計要遵照規(guī)則簡易原則。剪力墻設(shè)計在豎直方向上的剛度要平均，剪力墻設(shè)計的門窗或者洞口要形成明確的連接梁。

3、在布置設(shè)計中不能過于密集

剪力墻設(shè)計在布置設(shè)計時不能太過密集，要讓整個結(jié)構(gòu)都有相互適應(yīng)的剛度，如果側(cè)面剛度較大，不但會加大墻體本身的重力，還會在發(fā)生地震會時增加震力，從而增加建筑物倒塌的可能性。

4、洞口、門窗一定要上下對齊

剪力墻設(shè)計洞口以及門窗一定要做到上下一致，并且成行列布置，同時要盡量避免使用疊合的錯誤墻體洞口，因為這樣會影響剪力墻設(shè)計的承重力，造成墻體變形。

四、剪力墻設(shè)計使用的優(yōu)化方案

（一）剪力墻設(shè)計的優(yōu)化方案

在剪力墻設(shè)計中，剪力墻應(yīng)沿著主軸方向進行雙向布置，使剪力墻能形成固定的空間結(jié)構(gòu)，在抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要盡量規(guī)避單一的布置，要使兩個受力方向的抗震剛度相互接近，使能有一定的空間性能。剪力墻的抗震剛度和承載性能都比較大，為了能充分的使用剪力墻的優(yōu)點，減輕剪力墻結(jié)構(gòu)的重量，剪力墻的布置不能太過緊密，應(yīng)該讓結(jié)構(gòu)具有適度的側(cè)面剛度。

比如較長的剪力墻要開設(shè)門窗或者洞口，并且將其分為長度相等的墻段，墻段之間應(yīng)該采取弱連梁相接，應(yīng)該避免剪力墻產(chǎn)生脆性損壞，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還應(yīng)該避免在洞口門窗之間形成的墻肢截面總面積較小的墻肢，當(dāng)小墻肢的截面高度小于墻肢的厚度時，就應(yīng)該按照框架柱形的設(shè)計加大密度[5]。

（二）剪力墻設(shè)計結(jié)構(gòu)計算的優(yōu)化方案

在剪力墻結(jié)構(gòu)計算時，首先要想到層樓之間的高度以及每一層之間位移的比列，調(diào)整樓層的最小剪力系數(shù)，在連接房梁的問題上，要適當(dāng)調(diào)整連梁之間的幅度，要以樓間的彎曲變形度為主，可以扣除整體的彎曲變形，所以，對高層的建筑應(yīng)該盡可能扭轉(zhuǎn)為最小變形。在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計師不能看某一方向?qū)娱g位移不滿足規(guī)范要求就增加該層的側(cè)向剛度，應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)的減重比，如果該層減重過大，就不能減小另一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度；如果比重減小，地震的損害也會減小，一樣可以達到預(yù)期結(jié)果[6]。

五：結(jié)束語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的運用已經(jīng)很廣泛，但因為目前我國并沒有規(guī)范剪力墻設(shè)計這方面的法律，致使很多細節(jié)只能依據(jù)設(shè)計師的實踐經(jīng)驗來設(shè)計。剪力墻的設(shè)計結(jié)構(gòu)按照不同的劃分也有不同的類型，設(shè)計師要依靠建筑設(shè)計自身的要求以及特點進行選擇，不要盲目的使用剪力墻結(jié)構(gòu)。在設(shè)計的時候要進行多次優(yōu)化，只有這樣，才可以保證建筑的質(zhì)量，保障群眾的生命安全和財產(chǎn)安全，適應(yīng)構(gòu)建和諧社會和經(jīng)濟化建設(shè)的要求。

參考文獻：

[1]王志會.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，14：124.

[2]寧曙偉.芻議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊），2014，08：81-82.

[3]趙宇.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2012，17：45-46.

[4]曹彬，李銘.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)的要點分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，22：65.

[5]付艷強.論剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2014，01：142-143.

[6]鄭若飛.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的使用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，01：60-61.