建筑结构设计中的剪力墙结构设计

建筑结构设计中的剪力墙结构设计

陆璐

湖北晨璐建设有限公司  湖北襄阳  441100

摘要：我国经济的快速发展使得工程项目的数量呈逐年递增趋势。随着工程建设的不断深入，越来越多的新科技成果被诸多企业所关注。剪力墙结构是一种新型的剪力构造形式，由于其剪力、耐久、稳定等特点，使其成为一种既能承受垂直荷载，又能抵抗各种不利因素的组合，是提升建筑物整体质量的关键。本文阐述了剪力墙结构设计的概述、优点以及原则，重点分析了剪力墙结构设计在建筑结构中的应用，以此来推动我国建设行业的健康发展。

关键词：剪力墙结构设计；建筑结构；应用

引言：

在建筑结构设计中，采用剪力墙结构设计可以有效地改善结构的整体剪力性能，进而达到延长结构使用寿命的目的。另外，这种墙体的设计具有更加显著的优势，即在建筑物内没有诸如梁柱之类的凸出或开口的构造，这样既能扩大室内可利用的面积，又能为室内装修提供充足的空间。一般而言，剪力墙结构的优点是显而易见的，但是，它的使用也会受到建筑物形式的制约。因此，设计者在进行设计时，应该根据实际情况，选择合适的构造形式，保证剪力墙的优越性得到充分发挥。

一、剪力墙结构设计的概述

在建筑工程中，按其受力特征，可将其划分为承重墙与剪力墙。承重墙是承担垂直荷载，如墙砌体；剪力墙主要承担横向荷载。在地震加固区,水平荷载主要由水平地震作用引起,于是剪力墙也叫抗震墙。因此，在建筑结构中进行剪力墙的设计，其首要目标就是使建筑物整体不受外力的损伤。建筑结构既是一种空间的概念，也是一种由大量的、互相联系的部件组合而成的结构，其自身承受着很大的荷载。建筑设计形式因其种类的不同而有较大差别，按建造技术可将其划分为框架式、剪力墙式和混合型。其中，剪力墙结构在剪力能力、抗侧刚度等方面都有明显的优越性，而且所用的材料也比较低廉，因此被广泛采用[1]。

二、剪力墙结构设计的优点

1.稳定性强

当前，我国经济发展面临严峻挑战，为适应城市建设发展需要，优化施工区域结构，提高其利用率，这就需要建筑工程的稳定性。剪力墙结构的最大优势在于它具有很高的稳定性，从而保证了建筑物对外界环境的较强抵抗力。通过对实际工程实例的分析，证明该设计能较好地满足上述要求，并能改善建筑结构整体的稳定性能。

2.剪力性能好

由于剪力墙结构具有极强的剪力性能，此不仅可以有效提高建设项目内部结构的稳定性和可持续性，还可以减少地震破坏性影响，从而确保人民生命财产安全。

3.高安全性

建筑工程必须首先考虑安全问题。在充分发挥其良好的稳定性与剪力性能的基础上，可有效提升建筑物的总体安全，满足人民群众日常工作与生活的基本需要[2]。

4.便利建筑

剪力墙结构的施工具有操作简单、工期短等优点，能有效地加快建设进度、节约建设费用。此外，剪力墙结构能在整个建筑过程中同时建成，从而降低了人力、物力的浪费，有利于提高建筑的效率。

三、剪力墙结构设计的原则

1.弹性调整的原则

在结构设计中，要考虑到墙体的高度、用途、布局以及具体形式等因素，才能保证剪力墙结构的整体适应性。比如，在对墙体有特别要求的情况下，剪力墙结构一般不适用，若对其进行严格的设计，则会使其无法达到整体结构的要求，进而很难发挥其优点。

2.控制墙外力矩的原则

剪力墙为单侧抗侧力结构，其面内刚度较大，但由于外墙的刚度偏低，因此，在保证墙体整体传力体系的整体稳定性方面，应采取合理的措施加以控制。其主要做法：一是设置与连接梁同向的剪力墙，并选定适当地点安装暗柱、支架等；二是梁柱的连接方式为铰接式。在实际的建筑结构设计中，通过采用上述的结构设计方法能够保证剪力墙承受外力时的稳定性。

3.墙壁接合原则

地板与墙体的设计重点在于墙体与墙体间的构造。在楼面制作时，要考虑到具体问题，并进一步细化楼面规范。由于墙体本身的自重、竖向荷载、侧向剪力等作用，使其具有较高的整体刚度。平面剪力墙结构所承受的外部荷载相对于刚性小，因而具有更强的自稳性和延伸性，同时也具备更高的承载力。值得注意的是，在进行墙体拼接后，仍需保留其结构上的优越性，若与主梁相连，则有较大的面外弯矩增大的可能性。因此，对梁板结构的承载力以及剪力墙结构的承载力，都需要进行专门的计算。

4.剪力墙的合理布局原则

由于竖向力和水平力都是通过墙体传递到墙体上，因此要沿建筑轴线双向排列，尤其在剪力墙结构设计中，要杜绝采用单壁结构，并且其侧向刚度要接近双向抗力。为了提高剪力性能，剪力墙应沿直线方向伸展，通过对上、下两层对齐门窗洞口，形成明确的墙体及相连梁，使得受力明确，计算简便。在进行剪力结构设计时，要避免开有不规则的孔洞，由于孔洞间距非常小，甚至孔洞相互交叠易造成剪力墙结构不均匀，进而使孔洞间较弱的部位不利于剪力。在竖向变动时，可通过调整墙体厚度、混凝土标号、局部墙肢等方法，逐步减小结构抗侧刚度，防止各层刚度突变而引起的应力集中。

四、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用

1.剪力墙结构设计

在设计时，墙体的肢数要尽量均匀，刚度核心尽量接近建筑物外形的中央，当这两个部位有了更明显的差异时，就需要用一根极长的墙肢来让刚度核心复位。此外，影响建筑结构稳定性的一个重要因素是剪力墙的侧向刚度较强，因此，通过减小墙体厚度、增大主、副墙体间距等措施，减轻建筑自身自重，来增强建筑抗侧刚度[3]。

2.转换层结构布局

现有的转换层结构形式主要有厚板、巨型梁和巨型桁架等。在建筑工程中，转换梁是一种常用的剪力墙结构形式，其电压稳定，操作方便，适用范围较广。高层建筑转换层是一种巨型梁式转换层，建筑地下室受周边地质、环境等因素的影响，其一面没有被完全覆盖。为保证结构安全，应先从地下二层楼面高程算起，以进一步改善整个建筑物的受力及抗拉能力。在施工过程中，底层框架梁、柱均应采用钢筋砼，既可确保建筑物的整体受力，又可作较大幅度的提高。

3.优化设计依据

为了保证剪力墙结构能够达到整体构造的要求，发挥结构的优越性，必须对其进行优化。对于设计者所采用的具体措施，必须经过实地考察，如水文地质的情况、施工要求、施工环境等方面，因此，在剪力墙结构设计中设计者应遵守有关规范。在此基础上，结合工程实例，探讨了剪力墙结构在施工中存在的一些安全和质量问题，并提出了相应的预防措施。通过对上述设计依据的编写与优化，为今后的剪力墙结构设计提供了依据。与此同时，设计者应对此给予更多的关注，不断更新改进设计依据，全面提升工程建设的整体水平，推动建设事业的快速发展。

结束语

上述表明分析，目前，我国的建设事业取得了很大成就，但是其发展并不完美，也不完整。以剪力墙结构设计为例，虽然它具有提高建筑功能和提高结构剪力性能的优势。但是，从技术、材料以及设备上来看，在剪力结构设计中还存在着许多问题。对此，施工企业应该积极地进行分析，并加以改善，这对构建科学且合理的建设项目管理体制、优化建设项目管理模式、提高建设项目质量、推动我国经济发展具有重要意义。

参考文献

[1]陈梅.建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究[J].住宅产业,2023,(03):72-75.

[2]陈烨.建筑结构设计中的剪力墙结构设计探究[J].大众标准化,2023,(03):88-90.

[3]游榕华.建筑结构设计中剪力墙结构设计应用[J].居舍,2022,(28):81-84.