简析建筑结构设计中剪力墙结构设计的实践

张杨芳

（临汾市建筑规划设计院，山西临汾 041600）

剪力墙的高强度对于建筑施工具有积极作用，为了进一步提升剪力墙结构的稳定性，控制其各自受力载荷的均衡性。设计人员需要加强研究，通过各种方式将其更好地应用到建筑施工之中。

1 建筑工程的剪力墙结构

1.1 剪力墙结构的含义

在建筑工程施工的过程当中，剪力墙是非常常见的一种结构，并且也是使用效果比较好的一种建筑结构类型。从具体的内容来看，在建筑当中应用这一结构，对于建筑本身来说，不仅仅能够有效促使建筑的安全性得到提高，还可以使得建筑的使用年限得到延长。大部分使用了剪力墙结构的建筑具有较强的抗外力性能，能够快速使得各个方向所具有的水平作用得到抵消，减少对于建筑本身的伤害，同时也减少对于建筑中使用者的威胁，相较于别的建筑来看，这种建筑结构的确赋予居住着较强的安全感。在施工的时候，如果确认使用剪力墙的相关结构，那么就需要积极的采取一些措施，建筑结构剪力墙并不是简简单单就应用在建筑当中去的，毕竟如果建筑结构剪力墙无法合理科学的安装在建筑当中，那么剪力墙本身所具有的任何的作用就根本无法顺利的发挥出来，甚至于剪力墙还会缩短建筑的使用年限，想要解决这一问题，建设人员以及剪力墙的设计人员就需要更加积极的考察建筑，充分了解建筑自身的情况，进行更加详尽的设计，从而确保在后续的施工过程当中，正确合理科学的使用这一结构，有效发挥出建筑结构剪力墙的作用以及整体的性能。建筑结构剪力墙不能够合理地设计还会有一些别的方面的影响，比如说使得建筑工程自身所具有的各种性能下降，所以合理使用建筑结构的剪力墙的重要性显而易见。当然进行建筑结构剪力墙安装的一些工人和设计人员也需要进一步的提高自己的专业水平，使得自己在安装的时候可以考虑到多种因素，最终有效提高安装的效果，这也是对于建筑人员和设计人员的一个重要的考验，毕竟如果建筑结构剪力墙无法正确的安装，那么之后建筑也就无法得到顺利的发展，人们使用安装错误的建筑，他们的生命财产安全更加会受到威胁和影响。

1.2 剪力墙结构种类

剪力墙并不是只具有一种结构，而是具有多种结构，需要一些工作人员按照具体的施工环境以及建筑条件进行安装，常见的剪力墙有以下几种，比如说整体型剪力墙，壁式框架剪力墙，还有联肢墙型剪力墙。

2 简述建筑结构设计中剪力墙结构设计的发展和意义

剪力墙是当前建筑结构设计人员常用的一种结构形式，此种结构抗侧刚度大，整体性能好，强度高，容易满足风作用下的舒适度的要求，承载能力大。随着经济发展和人们生活水平的不断提升，人们不只是满足物质的要求，对精神也更加关注，尤其对居住环境，要求宽敞、舒适、合理、经济、方便等，所以设计人员也是对建筑的设计最大限度满足人们的各种需求，做到合理化、最优化。在住宅建筑中，传统的剪力墙结构自重比较大、建筑的布置局限，因此短肢剪力墙结构体系在住宅建筑中逐渐被采用，短肢剪力墙有利于住宅建筑平面的布置和减轻结构自重。但是考虑到建筑的抗震性能，高层建筑中不允许全部采用全部为短肢墙的剪力墙结构，应设置一定数量的一般剪力墙和井筒来共同抵抗水平作用的剪力墙结构。早期剪力墙结构设计结构较为单一，且工程技术及其应用发展并不成熟，相关的结构建筑材料主要以钢筋混凝土为主，因此运用并不广泛，不过在通过后续阶段的经验积累，技术提升及对材料的不断优化中，剪力墙结构应用涉及内容逐步增多，环境适应性强等各种优势明显，所以在高层建筑建设方面尤为普遍，被现代工程建设广泛采用。

3 建筑结构设计中剪力墙结构设计控制

3.1 剪力墙结构的布置

剪力墙在地震作用下一般在建筑物四角及其平面位置明显变化的地方位移较大，刚度变化明显，容易造成整体不稳破坏严重，所以布置应在周边纵横两个方向均匀、对称、分散的布置；在实际的建筑中，由于户型布置的局限及保证整个结构布置中力的传递路线明确，一般墙体布置成较长的L形、T形、工字形、十字形或筒形的墙体，尽量避免复杂形状转折，造成应力集中，局部破坏明显；剪力墙在竖向方向的布置，沿高度均匀变化、结构上下刚度连续、均匀，避免头重脚轻，根基不稳现象，尽量形成一个整体的结构体系避免形成转角窗。

3.2 对剪力墙进行合理定位

剪力墙的平面设计阶段需要注重一个基本原则，即控制结构的对称性和均衡性，并且在布置结构位置的过程中尽可能将其重心合理控制，将扭矩进一步缩减。尤其现在建筑，人们为了满足采光和视野开阔，大部分建筑的楼、电梯均放置在北侧，并且南侧做成大的落地窗，在剪力墙的布置中，出现楼梯、电梯处墙体集中，刚度过大，南侧开洞面积大，墙体过少，整个建筑的质心和刚心偏心过大，建筑物在地震作用下的扭转过大。且在布置剪力墙中，纵横两个方向且注意将剪力墙的内外进行拉通，形成一个闭合回路，方便力流的传递，剪力墙的截面设计应复合规范且结构简洁。

3.3 对墙肢展开处理

由于延伸性能对于剪力墙的结构有影响，设计人员在进行剪力墙结构设计和现场人员开展墙体施工时需要充分考虑其延伸性能，避免过程中忽略相关要求而产生不利影响。现阶段在进行剪力墙结构施工时极易出现高状结构以及罔替弯曲结构这两种不符合规范标准的结构形态，这两种结构对于墙体的稳定性产生极大的不利影响，导致墙体更容易产生脆性损坏。为此，剪力墙结构设计人员需要结合施工情况对墙体结构进行优化设计。对于较长的墙体应采取分层设计的方式，将墙体分成均匀且独立的多个部分，避免受力点过于集中，影响结构的稳定性。将墙段长度设计的更短可以保证弯曲过程中出现的裂缝不断增大，更能够将剪力墙中钢筋的作用发挥出来。对于墙肢长度超过8m的剪力墙，施工人员可以通过在墙体上挖洞的方式实现墙肢的合理分割，在施工完成后将孔洞封堵即可。

3.4 墙肢长度和厚度选择

剪力墙的长度和厚度调整需要以保证结构的刚度和稳定性为目标。在进行程度控制时，设计人员需要从墙肢长度入手，将其控制在8m范围内，再根据建筑物所在地区、建筑物层数和功能来具体确定，一般厚度控制在200mm左右。在实际剪力墙设计过程中，需要根据工程的具体要求对墙肢长度和厚度进行优化调整，过薄的底部结构厚度设计，难以有效发挥剪力墙底部承压结构效用，容易形成薄弱层，而过厚的设计，则使底部结构刚度过大，导致剪力墙结构设计整体性变形不均，在设计方面，应将结构基础指标控制在合理的标准范围内，来保证建筑的安全、经济。

4 建筑结构设计中剪力墙结构设计原则

4.1 最大位移与层高比控制原则

剪力墙的结构设计与普通建筑结构的设计形式存在一定的区别，其工作重点在于将建筑楼层之间的剪切力矩和扭转力矩合理控制，保证相关参数符合设计规范要求。剪切力矩主要通过竖向构件的数量进行合理的控制，但是不要完全依靠竖向构件对剪切变形情况进行整改，否则就会出现剪重比较大导致结构稳定性和扭转变形严重的情况，如此无法满足正常的楼层建设要求，会因此产生不符合要求的位移情况。为此，设计人员在进行剪力墙的设计时需要综合考虑剪切和扭转变形这两种情况，避免出现仅仅依靠竖向构件调整楼层位移的情况。

4.2 限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件及加强重点部位

轴压比是控制竖向构件延性的主要指标，限制底部加强部位墙肢的轴压比主要是为了保证墙的塑性变形能力和保证抗倒塌能力。设置边缘构件同时适当提高该部位的抗震构造措施，这些措施对于提高及改善整个结构的抗震性能非常有用。

4.3 剪力墙连梁超限原则

如果剪力墙的跨高在设计中比2.5的连续梁更小，在建筑施工过程中极易出现简历或弯矩不符合标准的情况，影响结构的稳定性。为此，在进行剪力墙结构设计时，工作人员需要注意控制剪力墙的连梁跨高，避免出现跨高较低的问题，保证后续施工建设阶段不会出现受力不合理的问题。设计人员在进行连梁设计时，需要注意跟进跨高比的不同对设计方式进行一定的修改。例如：跨高比高于5的连梁设计需要遵循框架梁的结构型式，而跨高比在5～6之间时，如果不折减连梁的刚度，就会因此产生弯矩或剪力不符合规范的问题。为此，剪力墙结构设计人员需要注意连梁超限调整的原则，合理控制实现工程建设成本的有效缩减，增加工程建设单位的经济效益。

5 结束语

综上所述，建筑设计中剪力墙结构设计内容涉及广泛，在实际应用过程中需要对剪力墙结构布置、定位、墙肢处理以及墙体配筋进行合理设计并对现场施工标准进行规范，提升剪力墙在建筑工程中的应用效果。