探究剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

[摘 要]经济的不断发展，使得我国的建筑行业得到了更好的发展，建筑行业在不断发展的过程中，要面临的问题也在不断的增多，现在建筑不仅仅要满足人们的居住需求，同时也要满足人们对建筑功能的要求。建筑业在不断发展的过程中，结构也在不断发生着改变，为了满足不同建筑在形状上的不同，在进行设计的时候一定要做到更加满足人们的需求。新的结构模式在不断的出现，这使得建筑结构设计要不断进行创新，剪力墙结构设计在建筑结构中得到了应用，但是在应用的时候，也要不断进行改进。

[关键词]剪力墙结构设计 建筑 应用

中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0172-01

在很多的建筑结构设计中都应用了剪力墙结构设计，这是因为剪力墙结构在性能上有更好的抗震性，同时在刚度上也是非常好的。在进行高层结构设计的时候，剪力墙结构得到了更为广泛的应用。但是在建筑结构设计中，对剪力墙的位置和布置以及尺寸大小，是否符合施工在很多方面并没有明确的规定，这样就使得在进行设计的时候，设计人员只能根据自身的经验来进行设计，同时在进行在对建筑结构进行设计的时候，不可避免的会遇到一些问题，对出现的问题进行更好的解决，才能确保设计的合理性。

1 剪力墙结构设计遵循的基本原则

在建筑设计中进行剪力墙的设计要遵循一定的设计原则，而且在进行设计的时候一定要严格满足这些要求。在进行剪力墙设计的时候，墙高和墙宽是要注意的首要问题，在进行设计的时候经常会出现墙面非常大，在厚度上却是非常小，这样在受力方面是存在着一些问题的，同时在进行设计的时候，一定要对建筑中的区分好剪力墙和柱的作用，在肢长和厚度之间是存在一定比值的，当比值小于三的时候就要进行柱的设计，当比值大于三的时候才能进行剪力墙的设计。剪力墙在设计的时候，不仅仅要承担水平面的受力，同时要承受竖向的压力。剪力墙作为一个平面的构件，在弯矩和剪力的综合作用下是要承受很大的作用力的，而且在水平力的作用下，使得剪力墙的强度一定要满足要求，同时要具有一定的延性。剪力墙在使用的时候是需要一个平面内很大刚度和承载力的，这样就使得平面外的刚度和承载力相对是较小的。同时在剪力墙和平面外的梁相连接的时候，一定会造成墙肢在平面外出现弯矩的情况，这样就一定要采取相应的措施来进行防范，保证剪力墙在平面外也可以是非常安全的。剪力墙在进行设计的时候，要进行设计方面的计算，在竖向和水平力的作用下，要对结构进行整体的分析，保证设计出来的墙体可以很好的承受这些荷载。剪力墙在进行计算的时候，还要对宽度和剪力墙之间的距离进行充分的分析，这样才能更好的确保建筑物的使用效果。

2 剪力墙的特点分类

在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计，这要是因为剪力墙在使用的时候表现出了良好的使用效果。剪力墙在建筑结构中抗侧刚度非常好，而且在承受压力以后不会出现较大的侧移。建筑在遭受到地震的时候，剪力墙的抗震能力也是非常好的，在使用的时候，剪力墙使得室内的墙面非常的平整，住户在使用的时候会更加的满意。剪力墙在进行分类的时候，主要是根据剪力墙的开洞大小来进行的，同时和开洞的尺寸大小也是有很大关系的，可以将剪力墙分为整体上小开口的剪力墙、实体墙、壁式框架和多肢剪力墙。整体上小开口的剪力墙是指开洞面积较小的剪力墙，这种剪力墙在受力方面表现出来的特点就是在墙的连接位置不会出现过大的突变。实体墙就是没有开洞的墙，这种墙在受力的时候，不会出现突变，也不会出现反弯点的情况。壁式框架是指墙的开洞尺寸较大，在受力的时候非常容易出现突变的情况，在很多的楼层中还有可能会出现反弯点的情况。多肢剪力墙，是指空洞成列形状布置的墙，在受力方面是不会出现过大的突变的。

3 剪力墙的布置原则

在进行剪力墙设计的时候，一定要沿着主轴方向进行双向或者是多向的布置，尽量不做单方向（一字型）剪力墙，这样可以更好的确保剪力墙的受力效果。剪力墙在抗震设计的时候，要保证两个方向（X，Y）的剪力墙可以在刚度上相互接近，同时要保证剪力墙尽量简易。高层建筑设计的时候，剪力墙要避免出现单向的设计模式，这样在发生地震的时候，剪力墙的抗震效果才能更好的发挥。剪力墙设计的时候，对剪力墙的数量也要进行必要的控制，不是越多的剪力墙就是越好的，只要做到数量均匀即可。剪力墙在配置方面精简合适，这样并不是说剪力墙的使用效果就会受到影响，恰好相反，剪力墙的配置越多，其抗震效果反而并不是太好。

剪力墙在竖直方向上要做到从下往上连续的布置，以避免发生刚度的突变情况。而在高层建筑中，剪力墙的墙肢截面要遵循简易的原则，剪力墙在竖直方向的刚度要均匀，剪力墙的洞口或者门窗要形成明确的墙肢和连接梁。剪力墙在布置设计时不能使之过于密集，要使整个结构具有相互适应侧向的刚度，如果侧向刚度过大，不仅会加大其墙体本身的重力，还会在地震发生时增大地震力，从而加大建筑震害的可能。

4 剪力墙结构设计及计算的优化措施

4.1 剪力墙结构设计的优化原则

在剪力墙机构中，剪力墙一般沿着主轴方向或其它方向进行双向布置，使之形成一定的空间结构，而抗震设计的剪力墙结构，应避免单一的布置剪力墙，并要使两个受力方向的抗侧刚度相互接近，以便于使其具有一定的空间工作性能。

4.2 剪力墙结构计算的优化原则

首先，楼层的最大层间与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，要以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可以不扣除结构整体弯曲变形。因此，对于高层建筑应当尽可能地扭转变形最小，但是又不能够仅仅根据这项层间位移不满足而盲目地增加竖向构件的刚度。然而，在实际结构设计中，有的设计师一看某一方向的层间位移不满足规范要求，就不断地增加该项的侧向刚度，这是不可取的。

其次，楼层最小剪力系数的调整原则。当满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不能超过40%的前提下，要尽可能的减少剪力墙的布置，并以大开间剪力墙布置方案为目标，使其结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数不小于规范限制，这样做能够减轻结构自重，有效地减小地震作用的输入，同时可以降低工程建设成本的投入。

最后，剪力墙连梁的调整原则。剪力墙连梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨高之比小于2.5的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范的限值，有关规范规定了跨高比不小于5的连梁宜按框架梁进行设计，即跨高比不小于5的连梁刚度不应折减。然而跨高比在5～6之间时，如果连梁刚度不折减就很容易出现剪力或弯矩超限。

5 结束语

建筑结构设计中，剪力墙结构设计得到了很大的应用。在现在，建筑的形状在不断发生着改变，同时人们对建筑的需求也在不断发生着改变。为了更好的进行剪力墙建筑的结构设计，设计人员要不断进行技术创新，优化结构设计中剪力墙的数量和布置，这样才能更好的把剪力墙结构的建筑做好！