剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

钱子君

（深圳市建筑设计研究总院有限公司合肥分院，安徽合肥 230000）

0 引言

剪力墙结构设计的应用对房屋建筑抗震性的提高有重要意义，且实现了房屋内部无柱、无梁，较为符合当今大众审美以及现代房屋建设的发展需要。因此我国建筑企业必须加强有关剪力墙结构设计的研究，不断提高剪力墙的结构设计水平，在原有技术水平的基础上进行不断的改进完善，从而进一步提高房屋的稳定性与抗震性，充分发挥剪力墙结构的优势，最终达到促进整个建筑行业发展的目的，这也是新时代下，国家社会对建筑行业提出的全新要求。

1 剪力墙的基本介绍与特点

1.1 定义

剪力墙结构是指用墙板替代墙体的建筑方式，具体而言就是使用钢筋混凝土墙板来替代原有框架的过程，无论是对建筑经济成本的降低还是建筑稳定性的提高都有一定帮助，所以目前建筑企业在进行建筑结构设计中对于剪力墙结构的使用频率也越来越高，但凡事均有一个量，剪力墙结构虽然有许多的应用优势，可一旦应用次数过多那么就会产生适得其反的效果，不仅无法保证建筑工程的质量，建筑的使用寿命也会随之影响。这就要求建筑企业在进行剪力墙结构的设计应用时必须进行严格的把控，只有这样才能更好地发挥出剪力墙结构应有的效应。

1.2 特点

剪力墙凭借着其各种优势成为房屋建筑结构的重要组成部分，在剪力墙的结构设计中对于墙体的长度、高度等都有着明确的规定要求，所以建筑企业必须遵循对应准则来进行设计建设，这样才能发挥出剪力墙的最大效应。剪力墙的主要作用是提高建筑的安全性，剪力墙结构的引入可以使得房屋承受大风、地震等自然灾害的能力大大增强，十分符合以人为本的时代特点，对房屋建筑安全性的提高有着重要作用，另外剪力墙还有着无外露构建、整体较为美观等优点。而剪力墙的缺点则是对建筑的空间的要求较高、钢材的消耗多、不易进行拆除等。

1.3 设计原则

虽然目前剪力墙在我国房屋建筑中得到了广泛应用，但在实际的设计运用中还是存在些许问题，导致剪力墙技术的实际应用效果不佳，所以设计人员在进行剪力墙结构设计时必须严格按照规定流程准则进行，这对剪力墙运用效率的提升有着重大帮助。首先要做的就是对房屋结构进行整体考虑，另外剪切变形的出现主要是由竖向构件决定的，所以对于剪力墙的数量要进行严格控制，防止出现因剪力墙数量不合理而引发的变形。其次便是要保证剪力墙的连梁高跨比必须在2.5以上，这样才能保证连梁的稳定。剪力墙作为新兴的建筑技术，建筑企业在进行运用的过程中更需谨慎认真，根据实际情况来进行建筑方案的制定以及剪力墙结构的设计，这对建筑工程质量的提高有重要意义。

2 剪力墙结构设计的要点

2.1 墙面的规划

剪力墙的抗震烈度是影响墙体刚韧性的主要因素，当抗震烈度过大时，墙体的刚韧性就会较低，这就要求设计人员需对墙体的抗震烈度进行一个合理的规划，将其保持在一定的范围内，从而有效保证剪力墙的刚韧性，这对墙面稳定性的提高有着很大帮助。此外，设计人员在进行墙面规划设计时除了要考虑影响墙面质量的种种因素外，还需对工程的预算进行充分考虑，将工期、材料、技术等纳入考虑范围，进而将有限的资金发挥出最大的价值，在实际施工中做好一系列的安全防范措施，时刻将员工的生命安全放在首位。

2.2 墙体的配筋

钢筋作为剪力墙结构中不可或缺的重要组成，钢筋的配置将直接影响剪力墙的最终质量，因此进行科学合理的墙体配筋是十分必要的。通常情况下，钢筋含量的最小值是有着明确规定的，设计人员在进行墙体配筋时需在最小值之上进行科学的规划，根据实际情况来确定最终的钢筋含量。在进行钢筋的选择时设计人员还要对钢筋的性质进行充分的考虑，如强度、直径等，从而实现在满足规定要求的同时节约钢筋材料。为了保证建筑结构的承压能力，设计者可以根据实际情况适当的增加配筋率，但切不可盲目增加剪力墙的配筋含量，防止出现因剪力墙自身结构过重而影响其抗震性的情况。

2.3 平面布置与结构布置

2.3.1 平面布置

平面布置是剪力墙设计中所需提前做好的必备工作，平面布置工作如果没有到位，将会影响结构设计的规范性，进而造成剪力墙的刚度与承载力平面的不合理，不仅影响后续的设计建造工作，还会导致平面墙的整体结构发生扭转效应。因此，设计人员应该严格按照相关设计流程进行剪力墙的设计，保证整个设计环节的规范性，切忌因贪图省事而忽略某些步骤流程，只有这样才能最终保证剪力墙的设计可以满足房屋建筑的需要。

2.3.2 结构布置

结构布置所包含的方面较多，主要有电梯周围的落地剪力墙等，为了防止出现因布置不当而造成的剪力墙承载力减弱进而引发局部变形的问题，设计人员应对剪力墙的结构进行合理的结构布置，此外还需注意许多施工中的细节，如桩基部分施工完成后必须及时进行压实，地下室设置素混凝土地面等，这样才能有效保证整个工程的质量。有关结构布置所需注意的方面较多，这就需要设计者对整个建筑进行全方面的考虑，只有这样才能保证制定出的结构布置科学合理，从而有效提高整个建筑的质量水平。

2.4 剪力墙的数量

剪力墙的数量一直是剪力墙结构设计所需考虑的重要因素，剪力墙的数量只有在规范要求的范围内才能最大限度发挥出剪力墙的效应，或多或少都会造成剪力墙的实际应用效果较差，甚至产生严重的负面影响。因此设计人员必须根据实际情况对剪力墙的数目以及位置进行一个合理的分析，从而在保证抗震性的同时实现经济性。剪力墙的数量并不是越多越好，过多的剪力墙不仅会增加资金的使用，还会使整个结构的刚度过大，从而导致实际的防震效果较差。

2.5 截面厚度与墙肢长度

截面厚度同样是影响剪力墙应用效果的重要因素，目前房屋剪力墙抗震等级一般为三级，为了达到这一标准，不同部位的剪力墙对于厚度的要求也有着不同规定，如一字型剪力墙的底部厚度不应小于180mm，而一般剪力墙的底部厚度则不应小于160mm，设计者应根据剪力墙的部位进行适当选择，这样才能使得剪力墙达到最佳的应用效果。另外剪力墙也不应过长，一般不得大于8m，且为了保证剪力墙的延展性往往还会采取许多额外的防护措施，由此足以见得剪力墙截面厚度与墙肢长度的重要性。

3 建筑设计中剪力墙结构设计的具体应用

3.1 大墙肢的处理

剪力墙的功能使其必须要有一定的延性，当高度比大于3时，剪力墙就会具有延性高的特点。当出现大墙肢时，设计人员在进行建筑的设计时往往就会利用大墙肢来承载建筑，这样一旦出现如地震等突发情况时，大墙肢便会首先遭到破坏，进而引发小墙肢的损坏，最终导致整个墙体的坍塌。基于这种问题，剪力墙结构设计中如果出现较长的大墙肢时应根据实际情况进行来对其进行妥善处理，这样才能做到建筑抗震性的真正提高。具体方法有将大墙肢分解为多个小墙肢，通过设置混凝土墙提高配筋性能等。

3.2 剪力墙的开洞

社会经济的发展使得人们对于建筑的舒适性以及美观度有了许多新的要求，为了更好地满足人们的需要，建筑中的额外功能也是越来越多，随着建筑功能的逐渐增多，为了更好地满足这些功能，对剪力墙进行开洞是十分必要的，如电梯口通道的预留。剪力墙的开洞可以有效降低剪力墙的刚度，对整体结构刚度的均匀有着很大帮助，此外，为了更好地完成剪力墙的开洞，在对那些长度较长的墙肢开洞时还需在墙肢之间建立适当的连梁，只有根据现实需要做出适当的调整，才能建造出最适合当地情况的建筑，这也是建筑设计师的职责所在。

3.3 剪力墙的连梁

剪力墙在构建中常因水平荷载的原因发生墙肢变形，进而造成连梁产生内力，而连梁端部的内力则会起到减少变形内力的作用，所以连梁对于剪力墙而言是十分重要的。设计人员在进行剪力墙结构设计时必须将连梁问题作为一个重要的考虑因素，尤其是当墙段较长时，避免连梁超筋现象的出现。当连梁超筋现象出现后也无须慌张，可以通过降低连梁的截面高度或是放弃使用该连梁的方式来解决问题。连梁问题虽有处理方法，但问题的避免远比问题的解决要更加简单有效，这就要求设计人员在进行剪力墙的机构设计时就对连梁进行充分考虑，这对连梁问题的避免以及剪力墙质量的提高有重要意义。

4 结语

社会经济的发展对建筑建造提出了许多新的要求，施工企业只有通过先进技术的引用以及建筑结构设计的优化来不断提高建筑质量，才能避免被时代所淘汰。剪力墙的结构设计将直接决定其在建筑结构设计中的实际应用效果，因此，设计者必须重视其剪力墙的相关设计工作，严格遵循相关规定与设计原则，只有这样才能确保剪力墙布置的科学合理，对建筑抗震性的提高以及建筑成本的降低都有着重要作用。加强建筑结构设计中剪力墙的结构设计是建筑企业根据当今建筑行业的发展特点以及社会的需要所做出的必然选择，将直接关乎着建筑企业的未来发展，理应引起建筑企业的广泛关注与高度重视。