黄永攀

摘 要：在现代建筑结构设计中，剪力墙结构可以有效保证建筑物的稳定性，同时也是建筑结构设计中应用十分广泛的一种建筑结构形式、基于此，文章论述了剪力墙结构设计的相关原则以及在建筑结构设计中的应用。

关键词：剪力墙；结构设计；应用

1 剪力墙结构概述

剪力墙结构是应用范围较广的承重体系，是纵向与横向的钢筋混凝土墙的结合，因能承受水平方向与竖直方向的力而得名，同时还能制约建筑在水平方向上产生的力。剪力墙由钢筋混凝土墙体构成，它的产生是建筑结构的一种革新，用钢筋混凝土墙体代替最初起承重作用的梁柱来承担荷载以及荷载自身产生的力。剪力墙结构在高层建筑中应用的十分广泛，发展至今已经成为一种十分常见的结构体系。剪力墙结构的优点：剪力墙结构具有较好的稳定性和整体性，能够提高建筑物的承载能力；侧向刚度较大，对建筑物水平方向的荷载有较好的限制作用，适合高层建筑；无外露梁柱和构件，不会影响建筑内部空间美观和功能的分布。剪力墙结构的缺点：剪力墙虽然稳定性好，承载力佳，但对建筑的类别限制较大，因其承重原理是靠墙体和楼板形成的受力系统，且一旦建成就不易拆除，在空间上更是宜小不宜大，所以对于住宅和宾馆等空间间隔不大的居住类建筑，比较适用剪力墙结构；除此之外，剪力墙对钢材的消耗也较大，在经济性上不具备优势。总的来说，剪力墙结构整体性好，水平荷载作用下侧向变形小，刚度好，但空间布局不够灵活。

剪力墙结构体系特点剪力墙结构是现代建筑结构设计中一项必不可缺的构件和组成部分，剪力墙在建筑结构设计的应用中有其独特的体系特点，加强对剪力墙结构体系特点的研究和分析能使剪力墙结构更好的发挥作用。承载力和平面内刚度较大是剪力墙结构的优点，然而，剪切变形相对较大、平面外薄弱，以及剪力墙状态常常会受到外力因素的破坏在其结构发生变化时影响其抗震性能，这些都是剪力墙结构在实际应用过程中的缺点，加上建筑工程中的诸多不确定因素，剪力墙结构中存在的缺陷对建筑结构的稳定性有很大的影响。在建筑结构中具备的较强的承载能力是剪力墙结构最大的优点，其水平荷载和竖向荷载的承受能力都十分强大，特别是剪力墙的侧向刚度大，对建筑物的安全性有极大的保障。此外，由于剪力墙结构设计中是将石柱与房梁隐蔽起来的，这在很大程度上有利于建筑内部的美感度提升。然而，由于剪力墙结构具有较高的成本费用，因此其在建筑结构设计中的应用会给建筑单位带来一定的经济压力。

2 剪力墙结构设计的优化原则

2.1 剪力墙平面内外承载力及刚度适当。工程设计应注重剪力墙平面内外承载力及刚度适当的原则，应保证剪力墙平面外承载力及刚度较小，而平面内承载力及刚度则相对较大。实际建筑施工过程中，梁与平面外方向的剪力墙的连接方式为单侧连接，这常会导致墙肢平面外弯矩，但常规的设计施工对墙的平面外的承载力及刚度实际验算量不足，除了特殊设计施工需求，通常不要采用平面外单侧连接方式，当使用平面外单侧连接方式，应采用合理改进方法，保证剪力墙平面外稳定性。

2.2 楼层间剪力系数最小。实际工程施工过程，应保证各楼层间的剪力系数最小的原则，有效降低建筑物重量，防止建筑物的抗震性降低进而引起严重安全隐患的问题，建筑设计方和施工方根据短肢剪力墙承受力矩的大小，实际调整楼层间剪力系数达到最小值，并保证建筑物质量的前提下，合理减少剪力墙的数量，对剪力墙结构的侧向刚度进行适当加固，这可以有效降低整个建筑工程的建设成本和资源浪费，在合理范围内扩大建筑各方和建筑用户的经济利益。

2.3 楼层间位移最大化与层高比。在建筑设计过程中，应实际调整楼层间位移和层高比，以保证楼层间位移最大值和层高比原则。与传统建筑结构相比，剪力墙结构设计位移计算没有加入建筑结构变形因素，其位移计算关键点是楼层间的弯曲变形情况，而通常楼层间发生的弯曲变形主要是扭转和剪切，就剪切变形而言，其主要受建筑结构中的竖向构件影响。竖向构件应根据实际建筑情况进行有效调整，保证数量适中，保证楼层间不会出现扭转变形或变形程度较小。因此实际高层建筑结构设计及施工过程中，应重点对楼层间位移最大化与层高比进行实时监测，以降低扭转变形，进而提升整体建筑结构的安全性和刚度。

2.4 剪力墙结构连梁限额。结构设计重点应保证剪力墙的跨高比超出2.5。如跨高比达不到该数值，其会使得剪力和弯矩超出标准范围，进而可能产生相应的安全隐患。如果结构设计剪力墙的跨高比过大，也会引起相应危害的产生，如剪力墙结构的异变情况，使得剪力和弯矩超出标准范围。因此实际建筑施工过程中，剪力墙结构设计应保证结构连梁超限调整原则，进而提高建筑物安全稳定和坚固程度，有效保障建筑物质量和效率，控制建筑施工成本。

2.5 楼层最大层间最大位移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，以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可不扣除结构整体弯曲变形，因此，对于高层建筑应尽可能扭转变形最小，但又不能仅根据这些层间位移不够，不加分析地增加竖向构件的刚度。在实际工程设计中，有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求，就不断地增加该项的侧向刚度，此举虽然可以解决问题，但应该注意此时结构的剪重比，若与规范限制接近则可行，若剪重比已经较大，则不应一味地增加也要学会减小对应一侧的结构刚度，使其剪重比减小，地震作用减小，同样可以达到较好的效果。

2.6 短肢剪力墙的应用。短肢剪力墙在《高规》中有明确规定：指截面厚度不大于300mm、各肢横截面的高度与厚度之比应在4和8之间的剪力墙。短肢剪力墙的应用越来越广泛，与长肢剪力墙相比，它的肢厚比更小，这种改进对于住宅建筑来说，更有利于空间的排布，室内的布局及二次设计中受到的结构限制也大大减小。虽然短肢剪力墙在灵活性和自由度上较长肢剪力墙更具优越性，但是同长肢剪力墙相比，短肢剪力墙仍存在许多待解决和待提高的问题，比如它会使整个建筑结构的受力能力和承载力降低。虽然有过关于短肢剪力墙对结构受力性能影响大小的测试，其结果表明短肢剪力墙对结构受力的影响性较小，但在高层建筑的结构中仍不应选用全部为短肢剪力墙的布置形式。当建筑结构布置中，短肢剪力墙的数量较多时，应布置成筒体或者是一般剪力墙，通过这种方法使短肢剪力墙与筒体或一般剪力墙形成整体，一同抵抗水平力作用的剪力墙结构

3 结语

通过上述剪力墙概念、分类和剪力墙结构设计的优化原则的阐述，以及剪力墙结构设计进行优化分析来看。剪力墙结构设计的高抗震性和刚度等特点，可以对传统建筑结构设计进行合理优化。而剪力墙结构设计过程，应注重新材料、新技术和新方法的使用，同时也需对建筑设计施工成本进行有效控制，进而实现剪力墙的最大使用价值。

参考文献

[1] 李捍文.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J].科技创新与应用，2012（09）：164.

[2] 赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播，2012（17）：45-46.

[3] 付艳强.论剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技风，2014（01）：142-143.