文/杨润强　北京中外建建筑设计有限公司佛山分公司　广东佛山　528311

关于建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用分析

文/杨润强北京中外建建筑设计有限公司佛山分公司广东佛山528311

剪力墙结构由于具备良好的刚度和抗震性能，已经成为现代建筑结构设计中重要的组成部分。剪力墙的结构是需要设计与计算的，如此才能满足建筑结构设计的需求，并发挥其最好的性能。本文将详细阐述剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用，以帮助人们更好的掌握剪力墙的结构设计。

建筑结构；剪力墙；结构设计；运用

剪力墙结构因具备良好的抗侧刚度性、抗震性，并且侧移幅度比较小；可满足上部住宅房间内的柱不突出墙面的建筑功能要求，因此得到建筑结构设计中广泛的应用。但需要注意的是，我国目前并没有一套完整关于剪力墙结构设计的相关标准。因此剪力墙的结构设计在很大程度上还是需要依赖设计师的经验，加大对剪力墙的位置和尺寸的控制，最大限度降低剪力墙结构设计中的安全隐患。

1、剪力墙的概述

剪力墙结构是指运用钢筋混凝土板做为柱，成为各种负荷力的主要承担者，并且加强了控制建筑结构的水平力量。在现代建筑结构中，剪力墙已经成为建筑结构中的主要支撑结构，是承担竖向负荷和抵抗横向荷载的重要存在。剪力墙结构能提升建筑的整体稳定性，减少建筑建设的含钢量，在一定程度上控制了建筑的成本。尤其是在高层建筑中，剪力墙结构能有效的结合建筑物内部的分离墙和称重强，在不影响建筑整体性能的同时，提升了建筑内部的空间，避免。

由于剪力墙自身结构的关系，当发生地震时，其地震反应也是比较大的。剪力墙结构可以利用自身刚度的优势，很好的防止侧向变形，但需要加强建筑物的下部结构作为基础，这就无形中增加了建筑的成本。同时，剪力墙结构中的配筋率比较低，可以有效的控制钢材的消耗。

2、剪力墙的设计原则

在设计剪力墙时一般要遵循以下三点［1］：（1）重视并确定剪力墙结构中的高度、宽度和跨度的比值。在正常情况中，剪力墙结构的高度和宽度都是比较大的，所以其受力情况是和柱形体结构非常相似。由于每个建筑的对剪力墙的要求和自身特点都不一样，因此计算并确定好剪力墙结构中的高度、宽度和跨度就显得非常重要了。（2）注重保护剪力墙结构中平面外的刚度和承载力。在剪力墙结构中，其平面内的刚度和承载力是非常理想的，但平面外的刚度和承载力就比较弱。有经验的设计师一般都不会计算剪力墙结构平面外的刚度和承载力，但会采取相关的保护措施保护剪力墙尽量免受外界环境的影响，进而造成质量问题。（3）重视对剪力墙结构水平力和垂直力的计算。剪力墙结构的性能需要依赖于准确的计算和设计，根据建筑的设计要求，进而设计出合理的剪力墙结构，以保证建筑的质量和性能。设计师在保证对剪力墙结构水平力和垂直力的计算准确时，还要注重对结构整体截面的承载力的分析，进一步增强建筑物的性能。

在设计剪力墙位置时，要注重均匀性、对称性和分散性等方面的设计原则，平面布置宜简单、规则，沿两个主轴方向双向布置；在建筑方案阶段结构专业就需要介入，尽可能形成明确的墙肢和连梁，才能保证整个建筑的整体刚度。根据具体的建筑特点与要求，在建筑的端部或形状变化较多的位置设置剪力墙的结构设计。在不能或不容易满足剪力墙对称性要求的位置，应尽可能的靠近刚度的中心，以保证剪力墙结构的质量［2］。需要特别要注意的是，在剪力墙上设计洞口的位置要尽量安排在截面的中心的部位（见图1）。

图1　某工程剪力墙结构的截面设计

3、剪力墙结构的运用分析

3.1根据建筑物的高低运用剪力墙结构

（1）低于18层的住宅建筑剪力墙结构的设计

在低于18层的住在建筑中运用剪力墙结构，应尽量选用短肢剪力墙结构。如此可以利用短肢剪力墙结构上的结构洞减低自重，并减少其自身的刚度。如此，即便是发生地震，地震的反应也会比较小。同时，短肢剪力墙的各个墙肢的承载力能够得到充分的发挥。另外，短肢剪力墙能够改善建筑墙体的保温性能，有利于建筑室内热环境的维持。从经济的角度来看，短肢剪力墙面的开洞数是有限的，在一定程度上降低了相应位置的材料使用。短肢剪力墙结构得到降低，所以建筑物上部的截面积也会得到相应的减少，如此关于相关基础福分的费用支出也能得到控制。剪力墙结构的刚度降低，也就降低水平力及其所引起的结构反应大小，让建筑物的上部结构和基础费用都得到控制。

（2）高于18层的住宅建筑剪力墙结构的设计

在高于18层的住宅建筑剪力墙结构中，应尽量选用传统的现浇剪力墙结构。在高于18层的住宅建筑中，建筑的结构体系、结构顶点的位移、层间位移及底部建立系统都很难得到有效的控制，使之符合相关的建设要求。而传统的现浇剪力墙结构能很好的解决这一问题，提升对建筑结构体系各方面因素的控制，加强建筑结构的安全性。对于高层和超高层建筑还可以利用塔楼电梯间剪力墙落地形成一个核心筒来抵抗水平力，达到对顶点位移和层间位移的有效控制。

3.2重视避免剪力墙的连梁超筋

剪力墙的连梁超筋情况在剪力墙结构实际运用中，是一种出现率比较低的情况，但同样不能够忽视。造成剪力墙出现连梁超筋的原因主要有四个［3］：（1）连梁自身跨高比较小；（2）剪力墙结构中，墙面的竖向中心线出现错位，导致整个结构处于一个不共线的状态；（3）剪力墙连梁两端的连接墙肢过长；（4）剪力墙结构中剪力墙布置的数量不合理，导致承受的水平力不平衡。

因此在处理剪力墙连梁超筋的问题上，也可以从这个四个方面解决：（1）适当的加大连梁中间部位的洞口及连梁跨高比，或者设置一道贯穿缝以改善这一情况；（2）在前期设计时，设计师应尽量保持洞口竖向中心线保持在同一条直线中，为实际施工提供良好的基础。如果实际施工过程中实在无法满足，可采用相关的有效措施在洞口的相应位置。（3）当剪力墙的墙肢过长时，可以在相对中间的位置设置结构洞以解决。（4）在最初的设计过程中，设计人员就应该具备全局思想，以全局的角度去思考、计算和设计剪力墙的数量、分布情况和墙肢情况。在开始施工前就将造成剪力墙连梁超筋的相关因素控制在可解决的范围内。

结论：

剪力墙结构已经成为建筑建设中非常重要的部分，能提升建筑的整体性能，具备良好的刚度和抗震性能。因此在设计之初，设计师要应该详细了解建筑的特点及对剪力墙结构的具体要求，选择合适的剪力墙结构，发挥剪力墙结构应有的作用，并同时控制好建筑的成本，避免剪力墙连梁超筋的出现。让剪力墙结构更好的发挥其作用，促进我国建筑行业的发展，保证社会经济的快速进步。

［1］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.

［2］陶健，杨丽琛.关于建筑结构设计中剪力墙设计的探讨［J］.中小企业管理与科技（中旬刊），2015，03：127-128.

［3］宁曙伟.刍议建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用［J］.中华民居（下旬刊），2014，08：81-82.