讨论建筑结构设计中剪力墙结构设计难点

刘忠刚

上海水石建筑规划设计股份有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

1 剪力墙结构设计分类

1.1 整体墙

剪力墙结构自身具有较强的稳定性，而且抗拉和抗压能力都比较强，整体墙孔洞比较大，但是数量少，部分墙体上并没有设置孔洞，从受力方向上来看属于竖向受力的情况。从水平结构来看，较大的荷载会使剪力墙的高度和宽度扩大，导致墙体界面出现变形的情况。整体墙截面虽然可能会出现变形，但是仍然是符合剪力墙标准的，墙体正面在应力的影响下形成线性分布，使墙体始终保持安全性和稳定性[1]。

1.2 小开口墙

小开口墙也是剪力墙结构中比较常用的一种模式，剪力墙的孔洞面积如果不断变大的情况下就会形成小开口墙。从墙体的水平结构来看，荷载的压力会导致小开口剪力墙结构受到影响，使得墙体截面存在正应力，而这些正应力的分布呈现规范性，属于偏离直线分布。这种力的分布方式，会使剪力墙的局部弯应力与主应力之间互相叠加，如果这种叠加力不产生反弯点的情况下，小开口剪力墙形成。

1.3 联肢墙

联肢墙与小开口墙相似，都是孔洞比较大的墙体，如果开孔连接位置强度比墙肢小时，水平荷载将导致剪力墙连接位置出现反弯点的情况。这种结构中每个墙肢都是独立的个体，并独立发挥作用。而这些独立的墙肢个体进行连接就会形成剪力墙，这种剪力墙也被称为联肢墙[2]。

2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

2.1 合理设计剪力墙的位置

剪力墙结构的设计中，墙体的布置位置和布置方式等对于建筑来说尤为重要，是建筑设计的基础，也是保证建筑工程安全的关键。在剪力墙的设计中需要做好如下工作。首先对建筑结构的主轴位置进行确定，然后将剪力墙的位置设定在主轴方向，并以主轴为基础向其他方向进行辅助，设置双剪力墙的形式，实现不同方向剪力墙间的衔接作用，保证内部空间构建的合理性。建筑结构的设计必须保证抗震性，不得采用单向放置设计的模式，剪力墙设计中需要从两个方面对剪力墙性能控制进行分析，保证剪力墙不同方向墙体的振动周期和频率等相似，有利于促进墙体内部平衡，保证墙体内部的稳定性。同时，剪力墙截面设计中，需要以规范性和简易性为基础，剪力墙的侧体抗压能力以及内部稳定能力等远远超过建筑体的能力，这种情况下可以通过剪力墙的承载力减轻建筑的负荷，充分发挥剪力墙的作用[3]。提升建筑的承载力同时，减少内部修筑墙体的空间，为建筑内部提供更大的结构空间。建筑剪力墙的布置中需要保证合理的间距，剪力墙的分布不能过密，防止出现受力不均的情况。

在剪力墙截面设计工作中还需要严格按照从下到上的顺序进行，这种设计方式是出于对剪力墙侧墙体压力的缓解。剪力墙布置设计中需要结合墙体高度要求对厚度进行缩减，并综合考虑混凝土等级。也可以结合工程项目要求通过减少墙肢的设计方式对剪力墙侧面刚度进行提升。但是对于一些容易发生地质灾害的地区，如果剪力墙的高度过高，一旦出现地震等情况，会导致剪力墙存在弯曲的问题，同时如果剪力墙高度过低还可能导致墙体过于脆弱。因此对于地震高发的地区，剪力墙设计中必须做好高度的设计，保证剪力墙的承载力和稳定性。

2.2 科学控制剪力墙的弯矩

建筑工程中剪力墙结构的设计需要结合实际工作要求，对剪力墙的结构以及特点等进行分析。剪力墙自身的抗压能力以及承载力比较强，但是平面外的承载力相对来说却比较低。导致剪力墙连接的位置可能会由于外部承载力能力差的情况导致墙体出现弯矩，这也是剪力墙比较容易出现的问题。针对这个问题首先在剪力墙设计中需要控制好弯矩。可以在剪力墙墙面连接的位置设计与剪力墙外侧的连接结构。具体的操作中可以先设计梁轴线的位置，并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向，合理计算弯矩，保证设计的科学性。

2.3 强化剪力墙的延伸处理

建筑剪力墙设计中需要考虑可延伸性的问题，通过科学的方法和手段优化剪力墙的设计结构，保证剪力墙延伸能力符合要求。通过剪力墙结构建设形式的分析可知，剪力墙自身具有延伸性的特点，但是要想保证延伸性作用的发挥，还需要采取有效的手段，提升剪力墙结构的灵活性和使用的耐久性。剪力墙结构设计中，必须对建筑物的承载水平标准和要求进行明确，保证设计的科学性。

2.4 提升剪力墙的性能

建筑的使用寿命一般都比较长，因此剪力墙作用发挥年限也比较久，必须保证剪力墙的强度和性能，并在墙体结构设计中重点加强剪力墙的设计，保证符合施工标准要求，防止剪力墙结构在长时间的使用中出现质量问题。剪力墙结构设计中必须对可能导致墙体受到影响的因素进行分析，有利于对墙体使用风险的预防，保证剪力墙结构价值的凸显。剪力墙结构的性能以及强度容易受到配筋率的影响，因此需要对剪力墙横纵向的配筋率进行分析，通过配筋率的科学计算和设计，保证剪力墙的稳定性和安全性。除了剪力墙的配筋率外，还需要做好剪力墙边缘位置的设计和控制，严格按照剪力墙施工标准做好墙体边缘的设计，提升剪力墙质量，促进建筑工程的健康发展[4]。

2.5 合理控制剪力墙厚度

建筑墙体设计工作开展中，需要保证建筑墙体的厚度满足建筑标准，提升剪力墙的承载能力，有效预防墙体结构损坏，实现对剪力墙墙体寿命的延伸，并强调剪力墙质量的安全性。建筑剪力墙结构设计中，还需要剪力墙厚度与规划要求相符，结合具体施工情况，可以适当在剪力墙中设置一些构件，做好建筑剪力墙的支撑作用，使剪力墙结构质量能够与建筑规划要求相符。

2.6 强调建筑设计人员培训

建筑结构中剪力墙设计人员的能力和素质直接影响剪力墙的质量，为了提升剪力墙的质量，保证剪力墙的稳定性，需要加强对设计人员的培训，保证建筑人员各项专业能力过硬，并能够结合现场实际做好剪力墙设计工作，保证剪力墙的合理性。首先企业在设计人员招聘的过程中需要先对设计人员的资质以及设计能力进行审核与考核，加强对设计人员工作理念以及核心素养进行分析，选拔出更优秀的剪力墙设计人员。同时进入到公司内部后也需要做好设计人员的培训工作，保证每个设计人员都能够掌握剪力墙设计理论知识和技术能力，并符合公司对人才的要求。最后，在建筑体设计人员的管理中需要落实责任制，将设计人员的设计质量与福利待遇等相结合，并对设计人员负责的工作内容和工作责任等进行明确，有利于在剪力墙建设出现问题时进行追责，并督促设计以及建设人员做好对剪力墙的整改，保证剪力墙质量[5]。

2.7 剪力墙连梁（LL）超筋的处理

在剪力墙结构设计中，需要对连接梁超筋进行针对性处理，合理控制剪力和剪压，使其符合实际设计要求，避免连接梁超筋的问题。对于剪力墙结构，通常更容易出现在三分之一楼层高度连接梁超杆的问题。如果墙长了，位置会变，在中央位置比较常见。如果墙肢截面的高度存在差异，甚至会在墙肢截面出现梁超杆的问题。剪力的形状变化主要是由于剪力墙连梁的影响。如果剪力墙连梁尺寸不能保持一致，则需要控制连梁截面高度，使其更加科学规范。连梁的弯矩和剪力应及时调整，使剪力墙的抗震性能更好。如果连梁由于振动的影响而产生不同程度的蒙皮损伤，不能保证墙体结构的稳定性，则需要保持墙体肢的独立性，对其受力进行深入的分析研究。根据科学计算得出墙肢的最大内力，根据内力进行具体的配筋[6]。

3 结束语

综上所述，建筑剪力墙的设计中存在多种剪力墙形式，不同剪力墙的应用工程存在一定的区别，因此需要结合具体工程情况选择合理的剪力墙。同时在剪力墙设计和施工中需要做好剪力墙位置、弯矩、延伸以及厚度等方面的处理，并做好人员的培训工作，保证剪力墙设计和施工的合理性。