对房屋剪力墙结构设计问题的思考

孙心静 李非非 李会枫

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正文：

1、前言

剪力墙的结构设计是剪力墙结构施工中最重要的步骤之一，它决定了剪力墙的坚固性和长寿性。同时，建筑物剪力墙结构的主要用途是增强建筑物的抗震性能，有效避免剪切破坏，提高安全性。因此，剪力墙的用途十分广泛。目前我国剪力墙的技术和工艺都在不断提升，但当设计存下缺陷时，难免会无法达到预期效果，或者导致工程不合格。因此，笔者考虑了房屋剪力墙结构的设计问题，以避免设计过程中出现问题。

2、剪力墙结构

剪力墙结构是指主体结构的墙高与剖面高度的比值为8，并且能够承载水平剪切力的墙体。由于地震灾害和台风灾害通常会为建筑带来水平剪切力，所以剪力墙结构又被称为抗震墙或抗风墙。剪力墙结构的分类可分为两种类型，一种是平面剪力墙，主要用于下部钢筋混凝土建筑。它可以有效地提高建筑物的坚固性，抗震，抗风，成本低。另一种是圆柱形剪力墙，用于高层建筑。圆柱形剪力墙的使用范围更广，可以更好地保证建筑物的安全。

不管是平面剪力墙还是圆柱形剪力墙，他们共同的优点都是既可以为建筑提供承重，同时对横向载荷力的抵抗能力较强，广泛地应用于抗风防震用途。同时，剪力墙结构也赋予了建筑设计更大的灵活性，建筑用途更多样，更好地符合现代人住房的特点。然而，剪力墙结构也存在一些缺点，由于剪力墙结构在最初建造时将板材直接与墙连接在一起，对使用者来说，后期重新规划空间，拆除存在一定的困难。并且由于剪力墙的牢固性，建造成本较高，而且需要的原材料也大大超过了普通结构的墙体，因此不适合大规模使用，这就需要在设计过程中合理规划，使剪力墙结构更好地发挥其优点。

3、房屋剪力墙结构设计常见问题

在设计房屋剪力墙结构的过程中，常见问题主要包括以下几个方面：

3.1 选择合适的建筑类型

在《抗震设计规范》中，强调了设计房屋结构时，要将抗震功能作为首先考虑的要素，因此，在设计剪力墙结构的过程中，中心思想也是考虑抗震功能。在设计过程中要考虑周到，包括选择正确的建筑类型。设计过程中，选择合适的建筑类型时，首先要围绕剪力墙为中心，做好选用墙体的位置和尺寸的布置，做到简洁灵活，又可以充分突出剪力墙的抗震性。其次，多个剪力墙之间的布置应遵循分散和均匀性原则，以确保不同的剪力墙结构能够更好地发挥各自的作用。需要注意的问题是，当设计剪力墙时，需要避免“L”或“T”型设计，以防止功能分散。

3.2 合理选择建筑高度

综合以往的地震灾害资料和对建筑损坏程度的研究，我们发现，对于底层剪力墙结构来说，建筑高度和地震毁坏程度存在着一定的关系。也就是说，建筑高度越高，底层剪力墙承受的载荷越大，当灾害发生时，越容易损毁。因此，在剪力墙结构设计过程中，需要考虑建筑物的实际高度和层数，并应适当加固下面的剪力墙，以确保建筑物的安全。

3.3 剪力墙结构合理布置

剪力墙结构在房屋整体中充当着极其重要的角色，既要承担垂直方向载荷，也要承担风载荷和地震剪切力。因此，设计过程中，在满足建筑基本设计要求的同时，要尽量对称布置以减小所承受的剪切力，同时，为了减轻竖向载荷，还需要保证竖向连接整体对称，以减小扭转力。由于相关规范，矩形截面的高度不应小于截面宽度的5倍。因此，在实际设计中，一般采用合并和布置剪力墙以形成组合剪力墙的措施。由于短肢剪力墙结构具有便于建筑物的灵活布置和减轻结构重量的特点，因此受到欢迎。然而，该结构的抗震性能较差，相关规范也对结构施加了更严格的规定。因此，当对建筑物没有特殊要求时，应谨慎使用短肢剪力墙结构，并且在设计过程中可以适当增加墙体的尺寸。以满足墙高与墙厚之比大于8的要求。墙的刚度分为单剪力墙的刚度和剪力墙结构的整体刚度。剪力墙结构要求具有足够的延展性，纵横比大于2的墙壁很容易设计成具有弯曲破坏的韧性剪力墙，以避免脆性剪切损坏。单片剪力墙的刚度太大，承受的水平荷载较大。因此，当在设计过程中可以通过将其分成小部分，以降低墙的刚度;如果剪力墙结构的整体刚度太大，则会消耗材料并造成浪费。同时，由于地震力过大，一些墙肢或连梁不符合剪切要求，增加了设计难度。因此，设计应能够满足位移极限值及其刚度。通过用填充墙替换，增加孔的刚度。

3.4 过渡楼层设计

底框剪力墙结构具有良好的承载力，变形和耗能能力，其失效状态一般为韧性破坏;虽然砖房的上部具有一定的承载能力，但变形和能量消耗能力相对较差，损坏状态多为脆性破坏。在上部砖房中，过渡地板墙受到最高的地震剪切力和倾覆力矩，并且该力是最不利的。另外，在垂直均布载荷下，过渡地板壁处于压缩剪切或拉伸剪切应力的状态。因此，当存在水平载荷时，过渡地板壁的抗裂性和水平承载能力相应地与地板墙相比减小。

4、结束语

随着高层建筑日益增加，安全性也成为了建筑设计过程中重要的考虑因素。目前，剪力墙的应用极为广泛，尤其是在高层建筑中，剪力墙是抵挡地震灾害和风载荷的重要组成部分。但在剪力墙的设计过程中，仍然需要注意选择合适的建筑类型、合理选择建筑高度、剪力墙结构合理布置、过渡楼层设计等一系列问题，以保证建筑设计的合理性，合理规划施工成本，同时增加建筑的安全性，在出现灾害时降低财产损失。