建筑结构中剪力墙结构设计的运用探析

摘 要：剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式，其抗震性和稳定性较好，受到建筑设计师的青睐。剪力墙结构在不同建筑工程项目中的计算和设计内容不同，为了充分发挥剪力墙结构的应用优势，应结合建筑工程项目的具体情况，优化剪力墙结构设计的各项内容，不断提高建筑结构的耐久性和可靠性。

关键词：建筑结构；剪力墙结构；设计

近年来，建筑行业逐渐进入瓶颈期，呈现出疲软态势，人们在购买建筑物时，越来越多的考虑建筑空间设计的合理性和舒适性，而剪力墙结构具有侧移幅度小、刚度和稳定性强等优点，并且在实际的建筑结构设计中比较灵活，因此受到重视。建筑工程剪力墙结构设计是一项非常专业、系统的工作，必须全面考虑各项内容，积极优化和完善各个设计环节，不断提高建筑结构设计水平。

1 建筑剪力墙结构特性分析

建筑剪力墙结构也称为结构墙、抗震墙、挡风墙，在规划设计时其摒弃了传统框架梁柱结构，而是利用钢筋混凝土板来承受建筑荷载，平衡和控制建筑结构中的垂直力和水平力，这种剪力墙结构在建筑工程结构设计中应用非常广泛，可有效抵抗建筑物中的各种荷载。在实际应用中，剪力墙结构是一种由楼板、墙体等共同组成的结构体系，在抵挡重力荷载和水平荷载方面优势明显，但是无法破坏或者不能随意拆卸，在我国很多地区，剪力墙结构施工设计耗材较大、施工困难、施工成本较高，在实际应用中受到诸多限制。

为了充分发挥建筑剪力墙结构的应用优势，在规划设计时必须满足以下原则：其一，在计算和设计剪力墙结构时，设计人员不仅要确定建筑墙体结构的垂直和水平作用力，还需要全面分析建筑结构墙体截面的整体承载能力，结合建筑剪力墙结构设计要求，合理设置剪力墙结构，提高建筑结构的耐久性和适用性；其二，剪力墙结构在整个建筑结构平面中承载能力和刚度比较强，但是平面以外的承载能力和刚度相对较弱，因此在建筑剪力墙结构设计过程中，需要验算剪力墙结构平面外的承载能力和刚度，可以结合建筑工程项目的实际情况，采取有效的防护处理措施，优化剪力墙结构设置，保障建筑结构的稳定性；其三，剪力墙结构的宽度和高度较大，在规划设计时必须结合建筑项目的实际施工设计和受力特点，合理确定剪力墙结构的跨度、宽度和高度之间的比值。

2 建筑结构中剪力墙结构设计内容

2.1 连梁设计

连梁是指建筑结构中连接各个位置墙肢和墙肢之间的结构梁，这种连梁可以建筑墙肢结构有效连接起来，而且墙肢受到建筑结构水平荷载作用影响很容易发生变形，使得连梁结构形成内力，反过来墙肢对于连梁形成一个约束作用力，因此连梁有助于提高建筑墙肢结构的稳定性，应合理设计连梁。建筑结构连梁设计应注意截面尺寸和连梁跨高比，若连梁刚度较大，应适当进行折减，根据建筑剪力墙结构设计相关标准，将建筑结构内力荷载转移到墙体中，实现折减。剪力墙结构折减设计，应注意折减系数，通常情况下，若建筑连梁结构设防烈度不高，折减度稍微少一些；若设防烈度较高，折减度稍微多一些，但是建筑连梁结构折减度必须高于0.5，确保建筑连梁结构保持良好的刚度和竖向荷载承受力。

2.2 墙肢厚度和长度设计

建筑结构中在设计剪力墙结构时，应合理控制其长度。一般情况下，建筑墙肢长度应<8m，跨高比>6。建筑墙体厚度设计应充分考虑到剪力墙结构的稳定性和刚度，通常情况下房屋建筑填充墙厚度不小于20cm，剪力墙结构设计厚度也不能小于20cm。某些住宅建筑没有设计地下室，墙体高于5m，基础埋深大于2.5m，如果再根据1/16比例来设计建筑墙肢厚度，会使得填充墙厚度小于墙肢厚度，不利于整体建筑结构的稳定性，因此在实际设计过程中应结合建筑工程项目的具体情况，根据相关设计规程，设计合适厚度和长度的墙肢结构。

2.3 边缘构件设置

合理设置边缘构件是建筑剪力墙结构设计的关键内容，结合实际建筑结构设计经验，和无约束边缘构件剪力墙结构设计相比，约束边缘矩形剪力墙构件的稳定性、刚度和承载能力都更好，有效提升了整体建筑结构的极限承载力。边缘构件主要包括构造边缘构件和约束边缘构件，在设置边缘构件时，应结合建筑工程项目具体情况，选择合适类型的边缘构件。通常情况下，建筑墙体平均轴压比在建筑结构设计标准范围以内的，尽量设计约束边缘构件，非抗震设计和四级建筑底加强部位以及一二级剪力墙一般部位，多层建筑结构剪力墙计算值大于相邻结构轴压比，都必须结合建筑工程项目实际情况，合理设计构造边缘构件。

2.4 位移、内力和地震荷载计算

剪力墙结构设计时，若建筑工程主体结构设计比较简单，在分析和计算过程中，可以利用平面协同空间框架，若建筑主体结构设计比较复杂，应结合建筑空间分析程序，合理分析剪力墙结构的位移和内力，遵循简化计算的设计原则，根据建筑主体结构的实际宽度和长度，合理计算底盘宽度和长度。

2.5 剪力墙优化设计

为了充分发挥剪力墙结构在建筑结构中的重要作用，应做好优化设计，一方面确保建筑工程项目质量，另一方面节约施工成本。在设计剪力墙结构时，应根据实际的建筑工程项目施工情况，运用现代化科学技术，优化剪力墙结构设计布局。同时，建筑剪力墙结构设计时，应选择合适的原材料，使材料性能和剪力墙特性相互匹配，若剪力墙长度较长，结合具体施工情况，可以适当剪短剪力墙，但是应保障各个位置剪力墙长度的一致性，合理设计剪力墙洞口。不同区域的墙段可以通过弱连梁连接起来，剪力墙截面高度和墙段高度之比应大于1/3，避免剪力墙发生破坏，实际剪力墙墙体厚度应大于墙肢厚度，设置合适大小的框架桩，提高剪力墙结构的安全性。

3 结语

剪力墙结构在建筑工程项目中应用广泛，其设计必须符合人们对于现代化建筑项目的要求，结合剪力墙结构的特性和优势，根据建筑工程项目的实际情况，加强建筑剪力墙结构设计各个环节的控制，重点解决剪力墙结构应用中的一些问题，积极进行分析和探索，不断提高建筑工程剪力墙结构设计水平，推动我国建筑行业的快速发展。

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作者简介：卢伟纲（1980- ），男，浙江温州人，本科，嘉兴联创建筑设计有限公司，研究方向：土建设计。