建筑剪力墙结构分析与探讨

(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北 武汉 430071)

随着城市人口的越来越多, 同时人们经济生活的提升，人们更加注重对其实际的生活品质的关注，城市居民对商品房的需求越来越大,而城市土地面积是有限的，导致各地房地产市场均向高空化方向发展,剪力墙结构体系具有优良的抗侧能力及良好的经济指标，同时空间布置上也能很好的满足居民居住功能要求，是优良的住宅结构形式，成为高层住宅中最主要的结构形式。

1 剪力墙结构的概念简述

剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替建筑结构中梁和柱，剪力墙在整个结构受力的过程中是需要承受较大的水平荷载以及竖向荷载，同时由于剪力墙的设置，使得整栋建筑的抗侧性以及整体刚度得到较大的增强。

剪力墙其外观上长度以及宽度比其厚度要大许多，从其结构外观形式上来看，与板的形式较为类似，水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上，这样构成的一个体系。剪力墙在实际的受力过程中，主要承受上部荷载而产生的竖向力以及水平荷载产生的横向力。因此根据其受力形式对其进行实际设计时，就需要对其结构进行一定的分析，不仅要能够承受上部荷载竖向力作用，同时还需要承受横向水平力的作用。

2 剪力墙结构分类及计算简化分析

2.1 剪力墙根据受力特点可以分为这几类

(1)整截面剪力墙。墙支处于受压、受弯、和受剪状态在墙肢的高度上，其弯矩不会发生较为明显的突变，并且该剪力墙的主要变形形式为弯曲变形。

(2)开洞剪力墙。开洞剪力墙的墙支大多处于受压、受弯和受剪状态。

(3)联肢剪力墙。这类剪力墙在承受外界荷载的过程中其实际的应力已经不能保持为直线分布，并且将其变形曲线与小开口的变形曲线进行对比可以发现，两者之间的区别较小。

(4)壁式框架。这种类型的剪力墙与其他类型的剪力墙之前最大的区别就是其反弯点的位置，壁式框架的反弯点可能在楼层的大多数位置都能出现，并且该种类型的剪力墙的变形是以剪切变形为主的。

2.2 剪力墙计算简化分析

当剪力墙建筑处于水平外力的作用时，其实际的受力可以简化为二维平面问题。因此在对其实际的受力进行计算的过程中，可以借助一定的工具，例如计算机。计算的过程中，使用有限元方法虽然其实际的计算精度较高，符合实际设计要求，但是其工作量较大。因此为了在提升工作效率的同时保证计算的精确性，就需要对其进行一定的简化。例如当水平力对剪力墙进行作用时，该剪力墙结构可以简化为悬臂柱进行计算，并且按照对悬臂柱的计算方式对剪力墙进行受理计算。而当对小开口剪力墙进行实际的受力计算时，由于其洞口的设置会对其整体的剪力墙的受力产生一定的影响，并且会使得当其承受荷载时，在开口的位置出现一定的应力集中的现象，此时，其实际的弯矩图就已经不再是之前的直线型了，但是由于其实际的开口尺寸较小，虽然其受力不再是直线的形式，但是与直线型相差较小，因此只需要在对整体剪力墙的计算方式中对其进行一定的修正就可以得到其实际的受力。

3 剪力墙结构中剪力墙的布置原则

为了使剪力墙的抗震性以及抗侧性得到较好的利用，应该对其进行合理布置。根据文献以及笔者的工作经验对剪力墙的布置原则总结如下。

3.1 剪力墙平面布置原则

为了使剪力墙在承受外界荷载的过程中受力更加合理，剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时，两主轴方向均应布置剪力墙，使该建筑不会出现两个方向的刚度相差较大的情况。特别是对其进行抗震设计时，应该确保两个方向都布置剪力墙，使地震波对整个建筑的双轴的振动影响相差不大。

3.2 剪力墙竖向布置原则

在进行整个建筑物的竖向剪力墙的布置的过程中，为了使其建筑沿着竖向高度的增长期实际的刚度变化不大，就需要在整个建筑物在高度方向都布置剪力墙，使其刚度沿着高度方向不会出现突变。在对建筑的门窗进行设置时，应该使其楼层上下的门窗对齐。由于某些特定建筑的实际功能需要，使其墙体设置时容易出现错洞剪力墙，这种剪力墙的形式会使其洞口与洞口之间形成应力的集中区域。因此需要对其相邻楼层之间的刚度变化进行定义，使其相邻楼层之间的刚度减弱不能超过30%。

4 结 语

由于剪力墙结构在建筑结构实际应用中具有优秀的抗震性和抗侧刚度大等特点，使剪力墙结构在我国建筑行业中的应用较为广泛，这样才能将剪力墙结构的优点充分作用到建筑结构中，这对实现我国建筑行业在新时期的良性发展有着重要作用。