1、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析摘要：在剪力墙结构设计中，对剪力墙位置的具体布置以及尺寸等是否与实际相符，现目前还没有相关的明文规定，这一工作一般都是由该建筑的结构设计师根据以往的实践经验来进行的。因此，在进行建筑结构设计中难免会出现一些问题，从而造成一定的影响。笔者结合多年的实践经验，对建立前后结构设计在建筑结构设计中运用问题作了进一步的分析探讨。 关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用分析 中图分类号：TU318 文献标识码：A 一、剪力墙结构设计的基本原则 (1)剪力墙高和宽尺寸往往比较大而厚度却很小，几何特征向板，受力形态接近于柱，然而它与柱的区别主要在于其肢长和厚度之间的比
2、值，当比值小于或等于 3 的时候可以按照柱来设计，当比值是 3 至 5 之间的时候则可以视为异形 柱，并按双向受压构件设计。 (2)剪力墙结构设计中，墙是一个平面构件，它承受沿着平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担着竖向压力。在弯矩和剪力等结合状态下工作，其在水平力作用下就好似一底部嵌固与基础悬臂梁在地震作用或风载下剪力墙除了要满足刚强度的要求外，还必须要满足非弹性变形反复循环下的延性。 (3)剪力墙的特点是，在同一平面内刚度和承载力较大，而平面外刚度以及承载力则相对偏小。当剪力墙和平面以外的梁相接时，就会造成墙肢平面外弯矩，然而通常情况下不会盐酸墙的平面外刚度和承载力，所以应避免开平面外搭接，
3、实在避不开时则应按照有关规定来采取相应的措施。以便于保证剪力墙平面外的安全。 (4)墙的设计计算是考虑到竖向和水平作用下的结构整体分析，以求得内力后按照偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力来进行验算。在剪力墙承载力计算中，对带翼墙的计算宽度一般都是按以下情况来取最小值的；门窗洞口之间的翼缘宽度；剪力墙之间的距离；墙肢总高的十分之一。 二、剪力墙的特点分类 抗侧刚度大，侧移小；结果后自重大，吸收地震能量大；室内墙面平整；施 工程序较为复杂，造价相对较高。然后剪力墙的开洞与否或开洞尺寸大小，还可 以分之为以下几类： (1)整体小开口剪力墙：开洞面积15%但仍然较小的墙。受力特点是：弯矩图在
4、连梁处突变，在整个墙胺高度上没有发生反弯点。 (2)实体墙：没有开洞或者开洞面积15%的墙。受力特点是：就像一个整体的悬臂墙，弯矩图既不发生突变也不产生反弯点（变形以弯曲型为主） 。 (3)壁式框架：洞口尺寸大，连梁线刚度与墙肢线刚度相互较为接近的墙。受力特点是：弯矩图在楼层处发生突变，并且在大多楼层中会出现反弯点。 (4)双肢或多肢剪力墙：开洞比较大或者洞口成列形状布置的墙。受力特点是：与整体小开口墙有点相似。 三、剪力墙的布置原则 (1)在设计剪力墙时，最要是沿着主轴的方向进行双向或多向布置，在不同的方向剪力墙最好是相互连接在一起，同时应注意要尽量避免对直或拉通；在进行抗震设计的时候，要使
5、得两个方向的侧向刚度相互接近，而剪力墙的墙肢见面一定要符合规则且尽量简易。在高层建筑的剪力墙结构中，剪力墙要沿着主轴的方向或其它方向进行双向或多向布置，特别是在抗震设计中，因避免出现单方向有墙的设计模式，这样才能使之具有更好的工作性能。然而，剪力墙在分布上要尽量均匀且数量要相当。剪力墙在配置比较少时，结构的抗侧力刚度就会因数量的较少而减弱，而剪力墙如果配置过多，则墙体也无法得到充分的使用，使得抗侧力的刚度过大，从而导致震力过大，自身的重力也会随之变大。如下图：剪力墙平面施工图 (2)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规则
6、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。 (3)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震力，从而导致建筑倒塌的可能。 (4)剪力墙的洞口或者门窗一定要上下对齐，并且成列布置，同时要避免使用叠合的错墙洞，因为这样做会影响到剪力墙的承重力，使之容易发生变形。 (5)断肢剪力墙指的是墙肢的界面长度与厚度之间的比值在 5 至 8 之间，在高层建筑中，我们不能全部都采用短肢剪力墙的结构设计，短肢剪力墙的结构最大的使用高度要与之相应地降低。 四、剪力墙结构设计
7、及计算的优化措施 (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。剪力墙的抗侧刚度和承载力一般都比较大，为了充分地利用剪力墙，减轻该结构的重量，剪力墙的布置不宜过于紧密，应使其结构具有适度的侧向刚度。 较长的剪力墙要开设洞口，并将其分成长度相等的几段墙面，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与截面高度的比例应当不小于或等于 2，避免剪力墙产生脆性的剪切破坏。抗震结构设计时，还应注意避免在洞口与墙边
8、或洞口之间形成墙肢截面高度和厚度之比小于4 的小墙肢，而当小墙肢截面的高度小于墙厚度得 4 倍时，就应按照框架柱的设计箍筋按照框架柱加密区的要求全高加密。 (2)剪力墙结构计算的优化原则。 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 仅是根据这层间唯一不够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足以满足规范要求，就不断地增加该 项的侧向刚度，但应当注意的是架构的剪重比如果和规范限制接
9、近还可以，如果 减重过大，就不能减小对另一侧的结构刚度，另外使其减重比减小，地震作用减 小，也可以达到想要的效果。 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 4/10 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。 剪力墙连梁朝鲜的调整原则。剪力墙连梁的跨高比一般不宜小于2.5，跨 高之比则小于 2.5 的连梁很容易出现剪力和弯矩超过规范的限值，有关制度规定
10、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。本文认为该条文在实际工程设计中如果能充分利用，则对节省工程造价 就会具有一定的影响，即将跨高比不大于 5 的连梁和减小剪力墙墙肢长度使连梁 跨高比变为大于 6 的框架梁，而后者的钢筋以及混凝土用量一般都是小于前者的，可以节省一部分工程资金。 参考文献： 1 刘勋达,冯振鹏.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用J.城市建设理 论研究（电子版）,2012,(5). 2朱放.剪力墙结构设计在高层建筑中的应用J. 城市建设,2010,(13):281-282. 3 刘仲臣.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析J.城市建设理论研究（电子版）,2012,(1). 4 辛雯. 剪力墙结构设计中若干问题探讨J. 城市建设理论研究（电子版）,2011,(21). 5 刘庆.高层建筑剪力墙结构设计J.科技资讯,2011,(31):82-82.
