建筑剪力墻結構設計研究

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摘要：文章簡要地介紹了剪力墻結構的特征以及主要的設計原則，繼而對建筑結構中剪力墻的布置原則和相應的計算的優化方法進行了研究，以供參考。

關鍵詞：建筑；剪力墻；結構設計；應用

隨著人們生活水平的提高，人們對于居住條件的要求也越來越高，為了實現建筑質量高標準、建筑功能的齊全和建筑物的美觀這三方面的要求，剪力墻結構應運而生。隨后，隨著剪力墻結構有著較大的抗側剛度、較小的用鋼量和較強的抗震能力等優點，其在建筑結構中的使用也越來越廣泛。目前，剪力墻結構已經成為我國建筑結構中不可或缺的一部分，是建筑結構設計中腔體結構設計的主要方法。文章將簡要地向大家介紹一下剪力墻結構的特征以及主要的設計原則，繼而論述建筑結構中剪力墻的布置原則和相應的計算的優化方法。

1建筑剪力墻結構設計的主要原則

剪力墻結構雖然有著顯著的優點，也在實際應用中展示了其極強的優越性能，但是并不是所有的建筑都可以使用剪力墻結構。下面，我們就從四個方面對建筑結構設計中剪力墻結構設計的主要原則進行闡述。（1）眾所周知，通常情況下，剪力墻的高和寬都是比厚度大很多的，再加上剪力墻是幾何特征向板，因此剪力墻結構可以簡單理解成為墻面柱體結構。這里說的墻面柱體結構是說具有墻的外形，受力具有柱體特征。其與柱體的主要區別就是肢長和厚度的比值，如果這個比值小于3，那么剪力墻可以按照柱體進行設計。如果這個比值在3到5之間，這時的剪力墻可以看做異形柱，按照雙向受壓構件進行設計。（2）剪力墻結構，不僅需要承受水平方向上的彎矩和水平剪力，還要承受縱向上的豎向壓力。在這兩種力的夾擊之下，如果剪力墻結構想要保證一定的抗震要求，在設計時，就要考慮剪力墻結構中的各項構件，在剛度和延性這兩方面的需求。（3）剪力墻結構在設計時，一般會使用鋼筋混凝土的墻板來代替建筑結構中的梁柱，而這種豎向的鋼筋混凝土墻板，就是我們平時說的剪力墻的主要結構。此時，建筑物的水平方向，仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上的，但是建筑領域習慣將豎向和水平向這樣構成的整個體系稱為剪力墻結構。這樣就會出現一個問題，如果剪力墻在同一平面內，那么其剛度和承載力就會變得相對比較大；如果不在同一平面內，那么其剛度和承載力就會變得相對比較小，這時就容易使墻肢在平面外的方向上產生彎矩的現象。因此，在設計時，要盡量不要將剪力墻和平面外的梁進行連接，以保證剪力墻的使用安全。（4）設計師在對剪力墻結構進行設計時，要保證水平方向和豎直方向上的雙重分析和計算。在內力結果計算完成之后，要用偏壓或者偏拉進行驗算。

2剪力墻結構的特征和種類

剪力墻結構一般按照是否開洞以及洞的尺寸大小，大致分為五類：雙肢剪力墻、多肢剪力墻、整體小開口剪力墻和整體墻以及壁掛框架等等。不同的剪力墻結構具有不同的用處，但是所有的剪力墻結構基本都具有較大的抗側剛度、較小的用鋼量和較強的抗震能力等優點。同時，使用剪力墻結構還可以使室內的空間更加平坦，但剪力墻結構在施工時需要更多的施工環節，這樣在建筑成本上也會有一定的增加。

3剪力墻結構的布置原則

（1）剪力墻采用雙向或者多向布置的原則。由于在剪力墻結構中，豎向全部荷載和水平力都是由鋼筋混凝土墻來承受的，因此剪力墻應該沿著平面主要軸線的方向進行排布，采用雙向或者多向的布置方式。盡可能地將剪力墻連接在一起，不要使剪力墻處于對直或者拉通的狀態。對于剪力墻的抗震性能，設計人員在設計時，要使剪力墻的側向剛度相差不大。由于我國現在土地資源緊張，大多數住宅樓都是高層建筑，對于這樣的建筑，在對剪力墻進行抗震設計時，不要出現單方向有墻而另一個方向沒有墻的現象，設計時要保證剪力墻可以發揮出最大的抗震效果。（2）剪力墻結構在豎向上保證從上而下的布置。剪力墻結構中豎向的鋼筋混凝土墻，要保證是從上至下的連續布置，這樣不會發生剛度突變的情況。對于高層建筑中剪力墻結構的豎向鋼筋混凝土墻，要保證其在豎向方向上的剛度均勻，有洞口的剪力墻結構，要保證洞口處有明顯的墻肢和連接梁。（3）剪力墻結構的布置不應太過密集。剪力墻結構的布置太過密集時，會增大側向剛度，過大的側向剛度會使墻體本身的重力大大增加，這時一旦發生地震，會使建筑物倒塌的可能性大大增加。（4）剪力墻結構的洞口和門窗要對齊。剪力墻結構的洞口和門窗要對齊，避免錯漏洞的出現，保證其成列布置，這樣才可以不影響剪力墻結構的承重，不會使其變形。

4剪力墻結構的計算優化

我國有相關規定，在計算多地震作用下的樓層最大層間位移時，以樓間的彎曲形變為主，同時計入扭轉變形，可以不扣除結構整體的彎曲變形。因此，這就要求設計師在設計時要盡量減少扭轉形變，但是也不可以因為層間位移不足，而盲目地增加剪力墻結構構件的剛度，這樣一旦突破架構規定的架構減重比，就不能使對側的結構剛度減小。但是如果減小減重比，減小地震作用，也可以達到理想的效果。

5結束語

剪力墻結構在我國建筑中的運用已經非常廣泛，為了進一步優化建筑結構，進一步提高建筑質量，設計人員必須熟知剪力墻結構的各項理論，嚴格按照剪力墻結構的各項要求來進行設計，把握其設計要點，從而充分發揮出剪力墻結構的優點，滿足實際應用需要。設計人員還應該具有一定的創新意識，不斷采用新的方法和技術，使剪力墻結構更加優化，更好地為建筑事業服務。文章簡要地總結了設計中的經驗和方法，希望可以為設計人員在剪力墻結構的設計中提供經驗。

作者:徐凌云 單位:漢嘉設計集團股份有限公司山東分公司

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