建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析

谢咏玲

摘 要：剪力墙结构是当前建筑工程结构施工中较为常见的一种类型，该机构具有显著的优点如：侧移小、良好抗震性能，抗侧刚度大，能适应不同结构风格的建筑，所以其在高层建筑结构设计的有着十分广泛的应用。为了有效提高建筑结构的设计水准，为施工创造良好的条件，必须重视建筑结构的剪力墙设计。下文就简要对这一问题进行论述。

关键词：建筑结构；剪力墙结构；设计；应用

一、建筑结构剪力墙设计的概述

建筑工程的施工时，剪力墙能够分担大部分的风荷载和地震产生的水平荷载。和之前使用的木墙结构相比，剪力墙的设计方式与其差别不大，不过结构优势以及可承受的强度更大。另外，设计工作者开展剪力墙的设计工作时，有几点需要注意的：一是测量准确各方面数据，使墙体水平、垂直方向上的作用力以及墙体整体结构作用力符合墙体承受范围。二是准确计算墙体的正截面承载力。三是分析验算斜裁面承受的剪承载力。经过精确计算后，能整体提高剪力墙的荷载水平，使其在建筑工程中发挥更好的作用。

二、剪力墙结构设计的分类及特征

1、分类

剪力墙的设计类别体现了它的鲜明特征，比如：在开洞工作中必须排列整齐、上下一致，要突出墙肢以及连梁，并保证墙肢刚度的一致性。要将建筑的力都集中在梁突变的位置，还要确保墙肢高度内不存在反弯点。不仅如此，由于实体墙上没有开洞、不存在开洞面积，所以其受力形式就是弯矩图，并保证其形变均为弯曲型形变，避免产生反弯点。此外，进行剪力墙的设计工作时，一定要确保剪力墙的规格与有关规定相符。

2、特征

作为一种重要的建筑结构设计形式，剪力墙结构具有自身显著特点和优势。常见剪力墙结构类型包括实体墙、整体小开口剪力墙、双肢或多肢剪力墙、壁式框架剪力墙等，其显著特点是侧移小，抗侧刚度大，抗震性能强，吸收地震能力大，结构自重大，室内墙面平整，能有效保障结构的稳固与可靠，尤其适应高层建筑结构设计需要，其应用变得更加广泛。但不能否定的是，剪力墙结构也存在一些不足，例如，其中最为明显的缺陷与不足表现为造价相对较高，施工工艺流程复杂，对施工人员的素质要求高。尽管剪力墙结构存在一些不足与缺陷，但仍然得到施工单位普遍关注和重视，其应用也比较普遍。

三、建筑剪力墙结构设计的原则

1、最大位移比例原则。严格遵循相关规范要求，以变形弯曲为主要形式的高层建筑，计算其他结构时，可以不扣除结构整体弯曲变形，而是采用计算扭矩变形方法。高层建筑结构设计的计算过程中，剪力墙结构计算重点为楼层间扭转变形和剪切变形，剪切变形基本由竖向构件数量所决定，但竖向构件过多会导致结构扭矩变形，而设计中需要尽可能的减少扭矩变形。

2、连梁超限原则。为落实该原则，结构设计中需要把握以下要点：连梁跨高比值要大于2.5，不得小于该规范标准值。如果小于该规范标准值，容易导致墙体弯矩和剪力值超过技术规范标准限定值，对结构设计和后续施工带来不利影响。

四、提升建筑结构设计中剪力墙结构设计的对策

1、选择设计方法。只有科学、合理的设计方法才能够保证剪力墙结构的稳定性，提高工程整体的质量。基于选择设计方法的重要性，设计人员在进行剪力墙的结构设计时，更加应该慎重确定最恰当的施工方案，尽可能的增加建筑工程的整体强度以及安全稳定性。另一方面，在选择设计方法的过程中，剪力墙设计时首先就应将形状确定为宽细状，这是考虑到剪力墙结构在处于受弯的工作状态时往往具有着较为高的延展性的缘故。与此同时，还应避免剪力墙过长以至于其成为低宽剪力墙，无法符合建筑工程的抗震要求，使剪力墙设计失败。而且，设计人员在选择设计方法时应借助于计算机进行精确的计算，并参照大量实验经验解决设计过程中遇到的难题，使设计成的剪力墙适用于不同形式的前提，在保證施工顺利开展的同时，显著提升建筑工程结构设计中的剪力墙设计水平。

2、合理布置结构。科学的安排施工能够使剪力墙设计工作的质量、效率等都得到有效的提升。在布置剪力墙的水平结构时，设计人员应该想尽办法用对称的方式进行剪力墙平面设计，这样可以有效避免剪力墙扭矩的出现，并且加强剪力墙的抗震性，这就需要设计人员将剪力墙的重量核心和其刚度核心尽可能的布置在一起，促成对称。另一方面，如果设计人员在剪力墙布置的结构过程中适当的减少单向形式的设计，可以在剪力墙结构中对抗震性产生积极作用，整体提升建筑工程的抗震性能。

3、大墙肢处理对策。剪力墙本身的刚度比较大，但也具有一定延伸性，这种问题往往由施工材料所导致。因此，设计中要考虑结构的延展特性，根据建筑结构具体需要，做好大墙肢处理工作，以提高建筑结构整体性能和综合效果。弯曲破坏是剪力墙结构设计的常见形式，如果设计不到位，当高层建筑投入使用之后，经过一段时间的应力积累，往往会发生脆性破坏。因而设计过程中要确保剪力墙满足承载要求，进行分层间隔设计，设置均匀独立的剪力墙，以达到有效提高剪力墙结构承载力的目的。

4、墙体配筋应用对策。在剪力墙配筋设计过程中，通常将配筋设置于内侧，将横向钢筋设置于外侧。并且配筋设置需要满足最小配筋率要求，可以采用双向钢筋网片形式，这样既能节省墙体配筋数量，节约成本，更好地满足施工需要，还有利于提高建筑工程施工综合效益。建筑工程结构设计中的设计剪力墙的主要目标是增强其强度。结合我国建筑部门新推出的《高规》中的条款，开展建筑工程的设计、施工工作时一定要保证剪力墙水平方向和竖直方向的配筋足量，使其保持0.20%之上的非抗震设计和四级抗震设计，与之对应的，保持数据不小于0.25%是设计人员在进行对抗一、二、三级抗震情况的建筑工程设计时要注意的事情，这样可以整体提高建筑工程抗震强度与自身性能，设计出保障人民安全的合格建筑。另一方面，设计人员还应严格按照《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中的相关规定，为了使剪力墙的强度与性能增加，借助限制边缘、构造边缘的剪力墙结构来增强矩形截面剪力墙的最大承载力，通常情况下能至少增加40%，还能有效提升其抗震性能，使借助行业中剪力墙设计水平更高，促进我国建筑业的健康可持续发展。

5、剪力墙厚度处理对策。合理设计剪力墙厚度也是不可忽视的重要内容，确定墙体厚度时，要严格遵循设计规范要求，根据建筑结构设计规范规定，剪力墙截面尺寸需要按照一、二级抗震等级设计时，墙截面厚度也要满足相关规范标准，底部加强厚度大于200mm，其他部位不小于160mm。如果按三、四级抗震等级设计剪力墙厚度时，底部加强厚度不小于180mm，其他部位不小于160mm。

结束语

随着建筑行业发展和施工技术的不断改进与完善，对建筑结构的层数和质量要求越来越高。建设结构设计是施工前的重要内容，对确保施工顺利进行，提高建筑工程质量具有重要指导作用。作为设计工作人员，应该根据建筑结构设计具体需要，科学合理设计剪力墙结构，最大限度满足建筑结构的功能要求。实现设计的创新，提高结构安全性与稳定性，以优化建筑结构形式，提高设计水平。

参考文献

[1]李文江.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（23）：317-319.

[2]张瑞杰.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].中国新技术新产品，2014（16）：104-106.

[3]赵赫宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播，2014（27）：145-146.