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剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用柳俊林

发表时间：2020/6/3 来源：《中国建筑知识仓库》2020年1期作者：柳俊林

[导读] 摘要：为了满足人们在建筑物功能和建筑物质量方面的高要求、高标准，相关负责人在实际的工作中就有必要调整建筑物的结构。在这种情况下亟需不断完善和强化剪力墙的结构。因为剪力墙结构具有诸多优势，比如：材料的用量较少、抗震能力较强等特点，因此被广泛用于各种建筑结构设计中，现如今，已成为主要的建筑结构样式之一。

        引言
        现如今，社会经济发展迅速，人们对建筑结构的整体发展有了更高的要求，在保障安全的情况下同时增加其抵抗地震的性能，从而能够为居民的住所提供更大的生活空间，与此同时，对于剪力墙的设计结构亟需从多方面、多途径进行思考和有效的整改，积极主动引进先进的设计，不断学习，积累丰富的经验。在当前，建筑结构设计中剪力墙墙体结构设计的方法众多，然而，在建筑业中对于该结构的实际使用发现，该结构是不完整的，并且仍然存在一些缺点。因此，建筑设计师在设计时必须充分了解剪力墙结构的优势。采用科学有效的方法将剪力墙结构应用于建筑行业，以确保建筑行业的平稳发展。
        1、剪力墙结构概述
        （1）剪力墙结构的基本定义
        所谓的剪力墙是在建筑中使用钢筋混凝土来替换传统框架中的梁和柱，以便使用钢筋混凝土来方便内部操作施工，并达到平衡结构水平力的目的。此外，对于具有水平力的结构也称之为剪力墙结构，现如今，这种结构的运用被广泛应用于各个方面，同时在建筑工程的设计中占据重要的位置。
        （2）剪力墙结构特点
        剪力墙又称风墙、地震墙、结构墙等，可以看到剪力墙具有各种结构特征。在建筑物结构中，剪力墙的作用主要用于支撑建筑物的重量，建筑物是支撑核心。一般来说，剪力墙的结构不但能承受建筑物的负荷也是建筑物的“骨架”，是在墙壁和地板之间建立的荷载系统结构，当使用剪力墙结构时可以保证不被破坏，在许多建筑结构中，由于高昂的建造成本和困难、复杂的构造，通常不使用墙板结构。此外，剪力墙结构因为有高刚度，低钢耗和良好的整体性能，在当今的高层建筑项目中得到了广泛应用。但是由于建筑结构不均匀以及隔墙在住宅建筑结构中的应用，如果承重墙和墙壁是用混凝土模板设计的，不仅廉价、经济，而且对于整个室内设计也是非常有效的。

        （3）剪力墙结构设计的注意事项
        大多数建筑物都需要剪力墙结构来为建筑物提供可靠的支撑，这可以增强建筑物的强度，尤其是在地震的影响下。其结构可以发挥更好的作用，还能够有效的增加建筑物的坚固性。另外，剪力墙结构的应用主要是为了减少墙体的人为破坏，这将有助于提高建筑物的使用寿命并增强建筑物结构的完整性。在墙结构施工的设计过程中，需要遵循以下原则才能发挥墙体结构改进的作用。
        ①剪力墙的高度和宽度比例控制，由于剪力墙的实际厚度比较薄，这在实际的设计中可以运用几何学的特征，由于其与支柱结构之间的最大差异是臂长与厚度之间的明显差异，因此当比率太小时，通常可以根据支柱结构的实际需要进行设计。其次，在墙壁结构的设计过程中，作为一个平面构件，其水平作用主要是以接收水平应力和弯矩力，但还是要承受一定的垂直压力，因此，必须满足设计要求中规格灵活、柔韧性好的特点，而对于其比例掌握的不准确，数据存在误差，在后期的施工中就会产生更多的麻烦，在一定程度上提高了工作的难度，为此，相关设计人员亟需合理、有效地掌握实际的比例，确保数据的精确度，防止出现误差。
        ②设计墙体时，应考虑墙体的结构在侧向重力和侧向力的作用下进行有效的计算。为了计算剪力墙的承载能力，根据门窗和开口之间的最小宽度以及剪力墙之间的距离来计算翼板的宽度，有的时候，由于一些设计工作者的粗心大意，在实际的计算中出现错误，导致后期在施工中出现极大的差异，施工负责人因为掌握的数据不正确，设计图的比例与实际的比例不符合，因此，加重了施工工作的难度，同时相应的耽误了施工周期，对最终的质量产生一定的影响[1]。
        2、剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用
        （1）合理位置的选择
        选择合适的剪力墙位置，一方面可以有效的提高资源的利用率，另一方面，可以更好的节约实际的建筑成本，因此，设计人员必须充分考虑水平和垂直位置，并设法使剪力墙处于对称地位置上分布在建筑物中。在避免扭拒的意外情形平面分布中，剪力墙结构的强度要大于实际质量中心的强度，并且应在墙外墙内这两个部分始终都保持在同一个水平面中。承重壁的横向位置和竖向位置必须控制在合理的范围之内。当剪力墙的两侧都在正确范围内时，剪力墙的抗压强度就会相应的增加，如果位置的选择不恰当或者不合适，在最终的施工中就会产生极大的误差，从而对人身安全构成极大的威胁[2]。
        （2）选择大墙肢的方法
        在剪力墙的建造过程中，其结构本身就具有扩张的能力，对于结构的构造和设计必须具有一定的延伸特性，这有利于提高剪力墙结构的完整性和实际的强度。通常，剪力墙的结构设计过程相对比较复杂，并且在实际的操作中易于弯曲，这样一来，在后期的阶段就容易出现碎的情况，因此，相关设计人员在实际的设计中就必须充分考虑其承载力的实际强度，既可以进行分层，同时又可以独立，由于本身结构的承载能力非常强大。当壁的长度小时，由弯曲引起的裂缝的宽度较小，并且可以很好的支撑壁的加固。为避免各种不良现象的发生，对于长度超过8m的肢体壁，可以使用以下两种处理方法：首先，打开施工孔，施工孔是在施工过程中将孔留在墙中的方法。建设与施工完成后，填充墙壁。其次，当设计人员在计算开口的大小的时候，可以通过详细的数据增强其余小肢墙的加固能力[3]。

        （3）墙体上的加固措施
        对剪力墙进行适当的加固可以极大程度上的提高安全性，因为对于剪力墙结构而言，剪力墙的实际应用是广泛的。在实际的设计中，钢筋的具体比例是一项十分重要的工作，亟需根据不同的抗震等级来有效的划分和配筋，除此之外，在设计过程中还要强化对原构件以及相关设备对墙体质量的影响。剪力墙的钢筋通常在水平钢筋的内部和外部铺设垂直钢筋。钢筋必须符合最小钢筋比率的计算和规范，如果使用双向加固，面对水的表面上的保护层厚度可能至少为30mm，这将大大节省墙面加固的实际施工成本，总之，在具体的设计中，设计人员亟需根据实际的需求进行分析[4]。
        （4）调整剪力墙的朝向
        科学化、规范化设计的剪力墙结构，连接梁的实际比例应不小于5：2。如果连接梁的跨度比小于5：2，则剪切和弯曲力可能会极大的超过限制范围。如果连接梁的实际扩展比大于5：1，那么在实际的结构设计时应该严格遵循框架梁。但是，当连接梁的高度之比在5：16：1之间时，如果不相应的降低连接梁的强度，那么建筑物就可能会产生实际的弯曲范围超标。在实际工程施工中，只要科学合理地调整墙体和连接梁的高度，就可以在一定程度上缩短施工周期，提高施工效率。
        3、结束语
        总的来说，剪力墙结构的设计明显由于别的设计结构模式，不仅可以很好的适应当下建筑物的实际发展需求，而且又可以满足人们使用建筑物的需求。其最终的施工质量也起着重要的作用。但是在应用剪力墙结构时存在诸多的问题，因此，仍然需要进一步探索，以改善剪力墙结构技术的发展，并为建设项目的发展提供更多的可能性。
        参考文献
        [1]杨浩.短肢剪力墙结构在小高层住宅设计中的受力分析及应用研究[D].河北工程大学,2013:1-58.
        [2]李敏,罗联训.分析剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].江西建材,2014,(5):34-34.
        [3]周永童.研究剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J].建材发展导向（上）,2018,(8):75-76.
        [4]陈宗泉.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].价值工程,2018,(18):192-193.