浅析剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

陈福欣

（广东凯誉设计事务有限公司 广东 广州 511400）

0 引言

剪力墙结构是一个承重体系，由钢筋混凝土墙体构成。剪力墙既是建筑物的分隔墙，也是建筑物的围护墙，具备很好的承载能力。随着人们居住条件的不断改善，高层建筑物的不断增加，剪力墙结构可以适应建筑物的发展，缩短施工时间，延长建筑物的使用年限，因此，剪力墙结构在建筑结构的相关设计中，应用日益广泛，然而从整体情况来看，当前中国并没有统一的规范和规定，对于剪力墙的相关结构设计内容标准不一致，设计还没有统一规范，因此，在进行剪力墙结构设计时，必须对剪力墙的结构特点、种类等进行充分了解，结合具体的建筑设计要求，才能很好地完成剪力墙结构设计，最大限度地发挥剪力墙至关重要的作用和价值，以此使建筑结构的整体要求得到充分的满足，进一步适应整体工程的客观需要。

1 剪力墙结构的概念和特点

1.1 剪力墙结构的概念

剪力墙结构指的是竖向的钢筋混凝土墙板，在水平面上是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上，在这样的情况下就会形成一个相对来说比较系统完整的体系，而这样的体系就是剪力墙结构。在现实生活中，剪力墙结构所呈现出的作用是把梁柱的受力进行有效代替。在设计建筑结构的过程中，能够看出，剪力墙结构体系有很好的承载能力，它可以抵抗来自多方的荷载，如风荷载、地震力造成的荷载、使用荷载以及自重等。设计合理的剪力墙，可以起到分割空间的作用，同时又可以形成一种结构体系来有效抵抗水平作用。

1.2 剪力墙结构特点

剪力墙结构因楼盖结构多采用平板，可以不设梁，因此可以充分地进行空间利用。

承担重力，抵抗水平荷载。

短肢剪力墙结构，其墙肢的长度是厚度的5～8 倍，其特点是灵活，可以根据抗侧力的需要调整尺寸和位置，以适应刚度中心的位置。常用的有“T”形、“L”形、“一”形、“+”形、“Z”形等。

异形柱结构，其柱肢的截面高度与柱肢宽度相比，比值为2～4，这种结构的特点是墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，使得各向承载能力差异较大。异形柱结构常用的有“L”型、“T”型、“+”型。

纯剪力墙因结构造价高，施工困难，在结构抗震设计上往往会降低标准以减少成本，因此在我国目前仍较谨慎使用。

2 剪力墙结构的分类

2.1 整体墙

整体墙没有门窗洞口，或门窗洞口的面积小于等于剪力墙侧面积的15%，整体墙具有很好的稳定性。

2.2 联肢墙

联肢墙是指在整体墙上开有多个门窗洞口，而且相对来讲，洞口的尺寸是比较大的，对其可以进行有效简化，使其成为多个单肢剪力墙或墙肢，然后和相对应的连梁进行充分的连接，通过这种方法进一步组合成为联肢墙。它的受力特点主要体现在，连梁在很大程度上约束墙肢，墙肢局部弯矩较大。

2.3 壁式框架剪力墙

壁式框架剪力墙由于其窗口洞口开得大，受力已基本接近于框架结构，其剪力墙的厚度比框架结构梁柱的宽度还要小，因此补称作壁式框架剪力墙。

2.4 小开口整体剪力墙

小开口整体剪力墙，其剪力墙截面上的正应力在水平荷载作用下，分布略偏离直线，并叠加墙肢局部弯曲应力，如果墙肢中的局部弯矩在墙体整体弯矩的15%范围之内，它的截面变形情况与整体截面剪力墙从大体情况上来看是保持一致的，针对这样的情况，此类剪力墙补称作小开口整体剪力墙。针对该结构进行分类，如图1，结构分类图1所示，其中，（1）为整体墙；（2）为联肢墙；（3）为壁式框架剪力墙；（4）为小开口整体剪力墙。

图1 剪力墙结构分类

3 建筑工程框架剪力墙结构主体工程施工要点分析

3.1 施工案例

在所列举的工程，它的框架结构是剪力墙，它的总面积有55 877m2，建筑高度99． 65 m，所涉及的组成部分包括裙楼与2 座塔楼。针对地下部分可以有效分成人防、车库、配电等一系列功能区域，对于商务楼而言，是在地上的1～3 层，针对办公区域而言，指的是四层到五层，架空层与休闲会所比较集中的楼层是在6 层，其中7～31层是住宅区域。整体建筑所设计的结构周期相对来说是比较小的，有针对性的优化设计整体偏钢遥之后，可以看出，它的钢结构是比较科学合理的，高度分布比较适中，能够充分的体现出剪力墙刚度大和承载力高等相关优势，从所列举的工程中，可以充分看出，针对剪力墙而言，在结构设计方面有一定的经验和技巧，值得参考和借鉴。

3.2 平面内搭接

在实际的设计环节，剪力墙结构平面这个布置方向要沿着主轴的方向进行相对应的设计，所涉及的设计方式要更科学合理，不能应用对峙和拉筒方式，在设计的过程中，如果方向不够一致，要确保剪力墙结构能够形成统一的整体，以此在更大程度上提升剪力墙结构的刚度。剪力墙结构的垂直方向布置的时候，要从下到上进行连续性的布置，从根本上有效避免刚度出现减小等问题，使剪力墙结构的具体刚度能够更加均匀的分配，针对剪力墙结构开洞处而言，要着重做好连梁和墙肢设计。从整体情况来看，要充分确保剪力墙结构数量得到充分的控制，从根本上有效规避剪力墙结构密集等相关问题，针对建筑整体的探测力刚度进行切实的平衡，以此使整体建筑结构平面能够得到科学合理的布置。

4 结语

在现代建筑结构设计中尤其是在高层建筑设计中，剪力墙结构由于具备很大的优势，因此得到了广泛的应用，在设计过程中，设计人员要结合专业理论，根据剪力墙种类多、灵活性强的特点，结合实际情况对设计进行反复论证，在降低建设成本的前提下进行合理设计，以保证建筑质量的稳定性和安全性，使剪力墙结构能够最大限度地发挥其作用，提高建筑的使用寿命和使用效率，同时，使剪力墙结构在建筑结构设计中能够持续向好地发展。