建筑结构中剪力墙设计探究

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【摘 要】伴随着我国经济的快速发展和城乡建设水平的逐步提高，房地产业开发的加剧，楼房的建设已经成为我们生活中不可缺少的一个组成部分。就国内现状来看，目前我国建筑企业就达到了25万余家，每年的工程总产值达到5500亿人民币。在这样一个庞大的数字背后，蕴藏了我们不可忽视的问题，就是伴随着收入的增加，楼房也同样在增高，而且是从最开始的7层楼房，达到了现在世界上最高的哈利法塔828米高的楼房建筑，这样就会给人们带来潜在的危险，这个危险的就是楼房的牢固性和安全性，起源就来自于楼房的建筑结构，在整个建筑结构当中剪力墙起到了至关重要的作用，对于剪力墙的设计已经成为了当今社会楼房建筑结构中的热门话题。

【关键词】建筑结构；剪力墙；设计

笔者根据相关材料解释一下什么是剪力和剪力墙。何为剪力：就是根据力作用在物体上的形式，力可分为拉力、压力、挤力、扭力、剪力五种。所谓剪力就是作用于同一物体上的两个距离很近（但不为零），大小相等，方向相反的平行力。什么是剪力墙：是指用钢筋混凝土墙板代替框架结构中的梁柱，使其能有效地承受竖向和水平力，是已在高层建筑中被广泛运用的结构。据专家介绍，“剪力墙在建筑中的运用，起到一个至关重要的作用就是抗震。”剪力墙也称为耐震墙，一般用在房屋方面较多，由于剪力墙的刚度很大，要比柱子大上许多倍，因此剪力墙可以承担极大部份构造物的水平力，而柱子就承受小部份的水平力，设计了剪力墙则无形中可以减小了柱子的尺寸。剪力墙当然也是承重墙，同时剪力墙又分为平面剪力墙和筒体剪力墙，根据受力特点的不同还分为承重墙和剪力墙；剪力墙按结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙。其中以钢筋混凝土剪力墙最为常用。

1 建筑结构中剪力墙设计的基本样式

设计剪力墙要根据不同的建筑结构和不同的受力情况，采用不同的剪力墙进行设计，采取构造措施。剪力墙不能随便的进行拆除，剪力墙的任意拆除就会给所支撑的建筑物带来安全隐患。所以在建立剪力墙之前，要有明确的规划和建设方向，不同的格局构造采用不同的剪力墙。

1.1 没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时，可以忽略洞口的存在，这种剪力墙即为整体剪力墙，简称整体墙；当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%，且洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸时，即为整体墙。整体的剪力墙用于支撑着整个建筑结构，是建筑工程中最为重要部分之一。

1.2 剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢，故称联肢墙。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢的刚度要小一些，墙肢单独的作用就变得显著。

1.3 在联肢墙中，如果洞口开的再大一些，使得墙肢刚度较弱、连梁刚度相对较强时，剪力墙的受力特性就已接近框架。由于剪力墙的厚度较框架结构梁柱的宽度要小一些，故称壁式框架。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑

2 建筑结构中对剪力墙设计的要求

剪力墙的设计与计算，是考虑水平和垂直结构共同作用下的整体分析、内力的偏见或局部拉力的正截面承载力、斜截面受剪承载力的验算。在大量集中载荷作用下的地方压力升高时用承载力计算。墙是一个平面结构，它所能够承受的力度是除去沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还要承担竖向压力，以及在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，并且受到水平力的作用。在地震作用或风化下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型，是为了确保稳定的墙壁和便于建筑的施工,使墙具有良好的承载力和抗震能力,标准要求在一个二级抗震墙的墙厚度，应当频率160毫米,应加强区域底部≥200毫米；三、四级抗震等级应为140毫米频率、纵向钢应尽可能在边缘约束。

3 有效的提高建筑结构中剪力墙设计

3.1 合理结构设计理念和恰当的计算。选择合理的建筑结构设计方案，是整个建筑结构的首要环节，剪力墙以处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，故剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长时，将形成低宽剪力墙，就会由受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。所以在建设之前一定要有精确的计算，虽然现在使用计算机代替人工操作明显增多，但是在很多部分还是需要有良好的工作经验来解决，计算机不是能把所有的方面都考虑清楚的，因为现在还没有一套完善的相对建筑结构计算应用的软件。在利用现代工具的同时，依然要结合自己的想法双重进行判定。

3.2 合理的基础方案和承重构件的设计。在基础方案设计的构成上，应该进行实地考察，对各方面存在的隐患和需要解决的问题，进行逐一的解决，基础设计方案要根据工程和水质的地址条件，各项指标和相邻建筑的分布状态进行合理的规划，最大限度的发挥基础方案的作用，尽可能的在原基础上进行修订和整改。在实地考察之后要进行合理的承重构件设计和选择，以确保建设结构的安全性和可靠性，

3.3 有效提高整体建筑结构能力。剪力墙的根本就是防震，那么设计的原则就是简单、规则，从而减少地震时对剪力墙的抗压作用，并且在设计的同时需要结构受力明确，不能在出现地震或者其他灾难情况的时候受力不匀称，导致危害性加剧。所以要尽可能的减少薄弱部位，避免局部能力较弱，在设计的同时，要考虑到会产生薄弱的部位，从而进行认真的修订和采取相应的措施，提高总体的抗震能力。

4 总结：

近年来随着高层建筑的增多，对剪力墙的设计也提出了更高的要求，只有合理的对剪力墙进行设计，才能给购房者带来安全感。在今后的建筑过程中，要多结合工程的施工实际情况来制定剪力墙的设计方法，从而有效的提高建筑结构，以达到安全、可靠、经济的目的。

参考文献：

[1]杨斌、张红英. 关于剪力墙结构设计中若干问题的研究[J].工程地球物理学报,2007(06）.

[2]唐凌.关于剪力墙设计的概念及思路[J].山西建筑,2008(30).

[3]何丽娟.建筑结构的概念设计[J].天然气与石油,1994（04）.