建筑剪力墙结构设计研究

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摘要：文章简要地介绍了剪力墙结构的特征以及主要的设计原则，继而对建筑结构中剪力墙的布置原则和相应的计算的优化方法进行了研究，以供参考。

关键词：建筑；剪力墙；结构设计；应用

随着人们生活水平的提高，人们对于居住条件的要求也越来越高，为了实现建筑质量高标准、建筑功能的齐全和建筑物的美观这三方面的要求，剪力墙结构应运而生。随后，随着剪力墙结构有着较大的抗侧刚度、较小的用钢量和较强的抗震能力等优点，其在建筑结构中的使用也越来越广泛。目前，剪力墙结构已经成为我国建筑结构中不可或缺的一部分，是建筑结构设计中腔体结构设计的主要方法。文章将简要地向大家介绍一下剪力墙结构的特征以及主要的设计原则，继而论述建筑结构中剪力墙的布置原则和相应的计算的优化方法。

1建筑剪力墙结构设计的主要原则

剪力墙结构虽然有着显著的优点，也在实际应用中展示了其极强的优越性能，但是并不是所有的建筑都可以使用剪力墙结构。下面，我们就从四个方面对建筑结构设计中剪力墙结构设计的主要原则进行阐述。（1）众所周知，通常情况下，剪力墙的高和宽都是比厚度大很多的，再加上剪力墙是几何特征向板，因此剪力墙结构可以简单理解成为墙面柱体结构。这里说的墙面柱体结构是说具有墙的外形，受力具有柱体特征。其与柱体的主要区别就是肢长和厚度的比值，如果这个比值小于3，那么剪力墙可以按照柱体进行设计。如果这个比值在3到5之间，这时的剪力墙可以看做异形柱，按照双向受压构件进行设计。（2）剪力墙结构，不仅需要承受水平方向上的弯矩和水平剪力，还要承受纵向上的竖向压力。在这两种力的夹击之下，如果剪力墙结构想要保证一定的抗震要求，在设计时，就要考虑剪力墙结构中的各项构件，在刚度和延性这两方面的需求。（3）剪力墙结构在设计时，一般会使用钢筋混凝土的墙板来代替建筑结构中的梁柱，而这种竖向的钢筋混凝土墙板，就是我们平时说的剪力墙的主要结构。此时，建筑物的水平方向，仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上的，但是建筑领域习惯将竖向和水平向这样构成的整个体系称为剪力墙结构。这样就会出现一个问题，如果剪力墙在同一平面内，那么其刚度和承载力就会变得相对比较大；如果不在同一平面内，那么其刚度和承载力就会变得相对比较小，这时就容易使墙肢在平面外的方向上产生弯矩的现象。因此，在设计时，要尽量不要将剪力墙和平面外的梁进行连接，以保证剪力墙的使用安全。（4）设计师在对剪力墙结构进行设计时，要保证水平方向和竖直方向上的双重分析和计算。在内力结果计算完成之后，要用偏压或者偏拉进行验算。

2剪力墙结构的特征和种类

剪力墙结构一般按照是否开洞以及洞的尺寸大小，大致分为五类：双肢剪力墙、多肢剪力墙、整体小开口剪力墙和整体墙以及壁挂框架等等。不同的剪力墙结构具有不同的用处，但是所有的剪力墙结构基本都具有较大的抗侧刚度、较小的用钢量和较强的抗震能力等优点。同时，使用剪力墙结构还可以使室内的空间更加平坦，但剪力墙结构在施工时需要更多的施工环节，这样在建筑成本上也会有一定的增加。

3剪力墙结构的布置原则

（1）剪力墙采用双向或者多向布置的原则。由于在剪力墙结构中，竖向全部荷载和水平力都是由钢筋混凝土墙来承受的，因此剪力墙应该沿着平面主要轴线的方向进行排布，采用双向或者多向的布置方式。尽可能地将剪力墙连接在一起，不要使剪力墙处于对直或者拉通的状态。对于剪力墙的抗震性能，设计人员在设计时，要使剪力墙的侧向刚度相差不大。由于我国现在土地资源紧张，大多数住宅楼都是高层建筑，对于这样的建筑，在对剪力墙进行抗震设计时，不要出现单方向有墙而另一个方向没有墙的现象，设计时要保证剪力墙可以发挥出最大的抗震效果。（2）剪力墙结构在竖向上保证从上而下的布置。剪力墙结构中竖向的钢筋混凝土墙，要保证是从上至下的连续布置，这样不会发生刚度突变的情况。对于高层建筑中剪力墙结构的竖向钢筋混凝土墙，要保证其在竖向方向上的刚度均匀，有洞口的剪力墙结构，要保证洞口处有明显的墙肢和连接梁。（3）剪力墙结构的布置不应太过密集。剪力墙结构的布置太过密集时，会增大侧向刚度，过大的侧向刚度会使墙体本身的重力大大增加，这时一旦发生地震，会使建筑物倒塌的可能性大大增加。（4）剪力墙结构的洞口和门窗要对齐。剪力墙结构的洞口和门窗要对齐，避免错漏洞的出现，保证其成列布置，这样才可以不影响剪力墙结构的承重，不会使其变形。

4剪力墙结构的计算优化

我国有相关规定，在计算多地震作用下的楼层最大层间位移时，以楼间的弯曲形变为主，同时计入扭转变形，可以不扣除结构整体的弯曲变形。因此，这就要求设计师在设计时要尽量减少扭转形变，但是也不可以因为层间位移不足，而盲目地增加剪力墙结构构件的刚度，这样一旦突破架构规定的架构减重比，就不能使对侧的结构刚度减小。但是如果减小减重比，减小地震作用，也可以达到理想的效果。

5结束语

剪力墙结构在我国建筑中的运用已经非常广泛，为了进一步优化建筑结构，进一步提高建筑质量，设计人员必须熟知剪力墙结构的各项理论，严格按照剪力墙结构的各项要求来进行设计，把握其设计要点，从而充分发挥出剪力墙结构的优点，满足实际应用需要。设计人员还应该具有一定的创新意识，不断采用新的方法和技术，使剪力墙结构更加优化，更好地为建筑事业服务。文章简要地总结了设计中的经验和方法，希望可以为设计人员在剪力墙结构的设计中提供经验。

作者:徐凌云 单位:汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司

参考文献：

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