建筑结构设计中的剪力墙结构设计研究

李海巍 张 晨

（山东黄河工程集团有限公司，山东 济南 250031）

在国家部门大力支持下，我国建筑行业得到了迅速发展。其中，剪力墙结构技术的发展，为建筑设计质量和建筑整体性能的提升提供了技术支持。剪力墙结构刚度大、承载力较强、并且抗震、抗风性能好，在高层建筑中应用越来越广泛。因此研究建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用具有积极的社会意义，希望本篇文章的研究能够推动该设计理念的广泛应用。

1 剪力墙结构设计相关介绍

1.1 剪力墙结构具体含义阐释

剪力墙结构指的是由大量构件组成的可以承担水平作用力的结构，从而避免在传统建筑结构设计中，因为剪切力过大而破坏。就目前应用状况来看，该结构多是利用到钢筋混凝土的抗拉能力和混凝土的抗压能力，完成对梁柱的建设和施工，从而能够承受水平力。另外，剪力墙结构还能够在一定程度上有效提升整体建筑结构的稳定性和安全性，从而被广泛使用到各个建筑结构设计工作中。但是在实际施工过程中，会受到施工预算、施工人员主观因素等方面的影响，导致其厚度降低，对整体建筑质量产生一定影响。

1.2 剪力墙具体结构分析

现阶段投入到生产活动中的剪力墙结构设计主要是利用到了混凝土墙板的作用。以往的结构设计中，利用框架中的梁柱进行结构的设计，这种结构设计中将梁柱代替墙板，钢筋混凝土既能承受水平结构力，同时抗压能力也很强，因此该结构得到了广泛的应用。在现阶段的建筑结构应用中，这种剪力墙结构主要是通过平面布置的方式来完成的，多使用双向或者多向的结构布置，达到不同建筑结构设计的目的。相比较于传统的框架结构，这种结构明显更为结实，其主要是应用在30 层以下的高层住宅建筑中。在应用的过程中必须要确保该结构的高度和宽度之比≤5，同时，还需要充分考虑到防震性能对墙体建筑的影响。在剪力墙结构设计时，不同类型剪力墙结构，其所受到的力也不同。根据现阶段结构应用现状来看，主要可以分为以下四种剪力墙结构类型。

1.2.1 整体性剪力墙

从其特点来看，在设计时要根据其性能进行整体化设计。当前阶段，这种设计方式多是被应用在一些洞口较少或者是没有洞口的位置。在此过程中，如果需要进行开洞口操作，则需要将洞口面积控制在整体面积的1/6处。同时，还需要充分考虑到洞口长边尺寸对整体结构设计所产生的影响。

1.2.2 壁式框架剪力墙

在进行该部分设计时，其内部墙体的开洞尺寸相对较大，并且能够产生一定的节点区。

1.2.3 联肢墙体剪力墙

联肢墙体剪力墙多是集中在洞口区域，其内部结构相对稳定。

1.2.4 整体小开口剪力墙

整体小开口剪力墙在分布时，呈现出竖向分布的特点。该部分洞口在整体建设设计中所占据的比例并不大。

1.3 框架剪力墙结构分析

框架剪力墙结构主要指利用固定的框架和定量的剪力墙所构成的结构体系。在整个体系中，框架和剪力墙的承重力不同，框架结构所承受的为竖向的荷载力，两个结构体系互相配合、共同合作，构成了分工较为明确的结构体系。从该结构体系的构成来看，剪力墙主要是辅助作用，框架为主要结构，所以该结构体系多是应用在30层以下的高层住宅建筑中。

2 剪力墙结构设计的优点

2.1 稳定性优好

剪力墙结构设计在建筑结构设计中表现出了稳定性优势。当前阶段，社会经济得到了迅速发展，建筑数量也呈现出了急剧增长的态势。在进行结构设计时，为了尽可能节省土地资源，建筑高度也出现了快速增长态势。因此，这便对建筑结构稳定性提出了更高要求。就目前形势来看，将剪力墙合理应用到建筑结构中，能够有效提升整体建筑的稳定性，从而更好地保障人民居住安全。

2.2 安全性能高

在开展任何一项活动时，都需要充分考虑到安全方面因素对其所产生的影响。长期以来，安全一直都是保障各项活动开展的前提和基础。为此，在建筑结构设计时，也需要充分考虑到建筑结构设计的安全性。如果能够在一定程度上有效提升建筑的稳定性，便会降低自然灾害对其产生的影响。借助到剪力墙结构设计的积极作用，能够有效提升整体建筑的安全性。在安全意识不断提升的背景下，更是需要认识到安全性能对其所产生的影响。尤其是在当前建筑性能更加完善的现在，不能过于追求建筑科技性，降低安全要求。

2.3 建筑结构抗震性能好

近年来，板块运动越来越活跃。相应的，这便会在一定程度上增加地质灾害发生率，尤其是在地震灾害方面。从其特点来看，具备了明显不可控性、难以预测性、破坏性较大的特点。如果在发生了地震灾害时，没有对其进行有效控制，更是会对周围地区居民正常生活和生命、财产安全造成极大威胁。然而有效利用剪力墙结构设计原则，便可以加强内部设计稳定性，从而有效提升建筑的抗震能力。具体来看，在抗震性能方面，其具备较高的承载力，当地震灾害发生时，能够降低对建筑的影响，从而保障人民生活稳定。

3 建筑结构设计中剪力墙结构的设计原则

3.1 确定合适的宽度和高度

剪力墙结构设计时，要严格按照相关建设标准进行。为了进一步提升其整体性，在具体施工建设过程中，通常会根据实际需求和工程需求，对其高度和宽度进行有效调整。具体来看，设计合适的建筑高度能够稳定承载各结构力所产生的影响，如果在设计过程中，出现了高度较高、但厚度相对较小的问题，则需要对其高度和厚度比进行调整，从而避免双向受压对建筑稳定性产生不利影响。

3.2 对剪力墙结构设计系数进行不断调整和优化

整个剪力墙结构设计中包含了众多参数和相关信息，设计人员需要针对工程实际所需要的各种数据，对其进行有效处理。借助公式，对相关系数进行调整，从而使其能够更好地满足工程的需求。在进行基本系数调整时，需要从系数调整原则角度出发，对剪力墙进行合理化设计，更好地提升其抗震性能。

3.3 严格遵循因地制宜的原则

在进行建筑结构设计和建设时，需要严格按照因地制宜的原则，结合具体地质状况、地貌结构等方面因素进行综合性考虑，从而提升建筑整体性能。为此，在进行设计时，需要针对实际需求，对其竖向结构进行合理化设计，有效避免在传统设计工作中所出现的剪力比重失调现象，从而避免建筑抗震能力下降问题。

4 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用举措

4.1 合理安排平面设计

在剪力墙设计时，首先要进行平面设计。需要注意的是，剪力墙中心位置需要和墙体刚度保持一致，从而在最大程度上有效提升墙体的平衡能力。在设计时，根据主轴方向、多方向内容进行合理化安排。另外，在进行平面设计时，还需要根据目前建筑行业发展的核心要求，选择合适、环保、节能性材料。这样不仅能够在一定程度上有效提升企业经济效益，同时，还进一步推动了建筑行业的健康发展。

4.2 着重加强对大墙肢的处理

建筑结构设计时，要充分考虑到其各方面性能对建筑质量产生的影响。剪力墙结构设计时，需要着重考虑到延性的作用。一般来讲，如果建筑结构的结构的高度、宽度比在3以上时会达到最高的延性，弯曲能力较强，提升建筑的荷载能力。如果高宽比在3以上就需要在墙体上开洞形成上文中提到的不同类型剪力墙结构，减少裂缝的出现。当大墙肢的比例在8以上时，要把承载力计算在大墙肢上，但会造成小墙肢承载力增加产生较大的损害出现裂缝。

4.3 合理确定墙面厚度

在建筑设计中，对剪力墙结构的截面尺寸有固定要求。不同类型中墙截面厚度不一样，其产生承重效果也不同。因此，在进行设计时，需要严格按照国家的规定完成相关设计，尽可能提升其整体性能。

5 剪力墙结构设计中需要注意的问题

5.1 确保其数量的合理性

根据相关调查和研究发现：建筑结构在施工设计过程中，会因为工程的需要和变化做出类型不同、针对性不同的剪力墙结构。但是，这并不意味着剪力墙越多，建筑物抗震能力就越高。在实际工作中，需要结合具体工作情况，对其进行合理化设计，结合不同剪力墙结构的不同作用，进一步提升建筑的整体性能。

5.2 对剪力墙结构进行持续优化

在开展施工建设中，经常会受到外界一些其他性因素的干扰，因此，便需要设计人员结合实际情况，从工程具体需求角度出发，设计出更为科学、合理的施工方案。在设计之前，设计人员需要对施工现场进行多次考察和研究，防止无关因素的影响。

6 结束语

总体来看，在人民需求不断增长背景下，传统的建筑结构设计方式已经很难满足现代化社会发展的需求。为此，在进行建筑结构设计时，需要从多方面进行综合性考虑，不仅要提升建筑整体的稳定性，同时还需要借助现代化技术的优势，使得最终建筑设计能更好地满足人民居住需求。在今后工作中，相关人员需要不断研究，结合具体工作需求，充分发挥剪力墙结构设计优势，有效提升建筑工程质量。