论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

曹世一

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摘要：目前，随着我国社会经济和人们生活质量的提高，人们对居住的环境提出了较高的要求，这给建筑行业的发展带来了新的契机。在现代化建筑结构设计中，剪力墙结构是一项保证建筑物稳定性的技术，同时也是建筑结构设计中最普遍的一种结构形式。本文就对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用进行探讨。

关键词：剪力墙；结构设计；建筑结构；应用

剪力墙结构能够更好地适应建筑的发展需求，是建筑结构设计中常见的一种结构，设计得当不仅能减少建筑施工时间，以其抗侧刚度大等优势还能增加建筑使用年限，在建筑结构设计中占据着重要的地位。虽然剪力墙结构应用广泛，但是并不是所有建筑都适用，设计者应结合实际情况综合考虑，根据可靠分析来设计剪力墙结构，才能最大限度发挥其作用。

1、剪力墙结构优点与类型

1.1剪力墙结构设计的优势

作为建筑结构设计中应用较为广泛的结构，剪力墙的设计结构有着其自身的优势：①稳定性：剪力墙使用含有钢筋的混凝土，比传统的框架式梁柱整体的性能更好，支撑效果也更好；②经济性：因为剪力墙的结构设计混合钢筋与混凝土，因此不需要过多填充钢材料，也减少了用混凝土浇筑钢材料对建筑结构进行加固的步骤，不仅节省环节，而且降低了成本；③美观性：剪力墙结构刚性较大，可调节性强，可以满足人们对美观的要求；④规则性：剪力墙的结构设计既简单又规则，不仅可以将建筑分为不同的区域，而且钢筋混凝土的使用使后期的维护与扩展更加容易完成；⑤连续性：剪力墙结构设计的主要是作为分隔构件对建筑进行不同区域的划分，以及对各个区域进行相应的水平方向和竖直方向的维护。因此，剪力墙的结构应该具有一定的连续性，既要保证建筑物的稳定性，又要使建筑物之间不同的格局彼此分开又彼此相连。

1.2剪力墙结构的分类

（1）小开口剪力墙结构。小开口剪力墙结构很容易变形，尽管容易变形，但是其弯曲的限度总是会在许可应力范围内的，所以其稳固性还是极好的。（2）多肢剪力墙结构。多肢剪力墙就是会分部成列，洞口面积都是比较大的洞，这些洞之间的排列很像多肽化合物的结构。（3）有壁式力墙结构。有壁式力墙和多肢剪力墙一样，都会开面积比较大的洞，并且其墙肢线的刚度与剪力墙的刚度之间的差别是很少的。而且有壁式力墙与其他不同类型的结构相比，他是最容易发生变形与弯曲的一种类型。

2、剪力墙结构设计在建筑结构设计的应用策略

2.1剪力墙结构设计原则及要点

2.1.1对墙体进行受力分析

剪力墙在建筑结构中起到重要作用，墙面在建筑整体中承受着各种方向的力，所以在设计剪力墙的时候，根据建筑的需要，在用到承受弯矩的时候，就设计成实体剪力墙，在抗侧拉力的时候，就会有另外一种设计，来发挥剪力墙在建筑中的作用。

2.1.2平面内搭接

剪力墙可以取代梁柱，所以在承载力设计上，要兼顾梁和柱的功能。在设计的时候，剪力墙的排列方向要有一定规律，它的排列方向是顺着主轴的方向。剪力墙在垂直方向的布置要有一种连续性，不可减少它的刚性。对剪力墙的设计和应用，要考虑到它的功能，不可以过多地使用，要用在关键的地方。剪力墙的作用主要是针对建筑的侧拉力，如果竖向的承重力过大，就会影响到它的实际作用，所以在设计中，要充分考虑到剪力墙的特点，进行合理的设计。在设计的时候，要尽量避免平面以外的梁和柱与剪力墙连在一起，因为这种设计会分散剪力墙的力矩，如果不可避免的，就要加大剪力墙的设计承载力，使局部达到一种平衡的关系。

2.1.3调整超限

（1）剪力墙的设计要参照楼层间的受剪承载力度来决定，剪力墙的设计要在不增加建筑的重量压力前提下，减少来自侧面的拉力对建筑的破坏。为了降低成本，尽量在满足设计标准的情况下，减少剪力墙的投入。（2）要调整楼层的高度来减少位移。在设计中，要控制楼层之间的高度，减少建筑的横向位移的距离。（3）在剪力墙的设计中，剪力墙连续梁的跨高比要大于2.5，如果超出或者达不到这个比例，都是不合理的设计，跨度过大或者过小都会对建筑不利，如果跨度过大也不会增加剪力墙的承重力，反而使剪力墙出现墙体突变的可能性加大，给建筑埋下安全隐患。在这种情况下，要设计一种框架式剪力墙，所以在设计剪力墙时，如果超限了，就要变换剪力墙的设计形式，才能满足建筑的整体要求，避免剪力墙出现刚度突变问题。

2.2剪力墙结构设计的优化

在剪力墙结构设计的过程中，结构设计人员可以根据实际情况来进行优化，如下面所阐述内容：第一，连梁设计优化。在连梁的设计中，由于受到很多因素的影响，使得连梁设计对建筑结构的优势通常会被限制，无法发挥其真正的作用。因此，在剪力墙设计的过程中，需要根据实际情况适当对连梁进行优化。第二，墙肢平面外弯矩的优化。由于现代人对建筑外观的追求逐渐强烈，因此，经常会出现一些非对称的结构设计，这就会与剪力墙结构设计的对称性原则矛盾。因此，出现了剪力墙墙肢平面外弯矩的情况来适应建筑的特点。在这种情况下，可以通过设置暗柱的方式、将连梁与墙肢进行铰接来进行优化设计，以此来提高剪力墙的承载力，避免弯曲变形的情况出现。第三，剪力墙结构的优化。由于我国近些年地震频发，导致民众对建筑结构的稳定性和抗震性有了更高的要求，因此，在剪力墙结构设计的过程中，可以通过结构的优化设计来提高建筑的稳定性和抗震性。第四，剪力墙软件的优化。随着计算机技术的发展，结构设计人员还需要不断更新和引进先进的剪力墙设计软件，借助软件来完成剪力墙相关数据的分析和设计，以此来进行更加精准的设计，提高设计的整体质量。

3、结语

综上所述，剪力墙结构在设计中的应用可以提高建筑结构刚度和抗震性。通过分析剪力墙结构的特点和分类，可以帮助建筑设计合理选择剪力墙结构类型,充分发挥剪力墙结构的作用。在设计过程中,做好相关受力分析和承压计算，合理确定剪力墙比例、墙体厚度等重要参数，满足实际建筑工程需要，为建筑提供足够的稳定性。

参考文献:

[1]贾智立.浅析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的具体实践[J].江西建材,2017(9):61.

[2]苏立强.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用研究[J].建材与装饰,2016(26):106-107.