建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

张帆

摘要：经济推动城市的发展和建设，随着人们对生活品质要求的不断提升，建筑行业不论是从经济、审美还是舒适度都有着明显的突破和改进。剪力墙因为自身结构较为简单、安装灵活、成本低廉、施工周期较短等特点，在建筑行业中有着较为广泛的应用。本文首先对剪力墙结构进行分析，然后对剪力墙的设计应用进行阐述，希望能够为今后剪力墙结构的设计和应用提供参考。

关键词：建筑结构;剪力墙结构;设计应用

近几年来，我国社会经济有着明显的提升，高层建筑更是在城市中不断涌现，在高层建筑应用的过程中，剪力墙是目前应用最为广泛的建筑结构形式。从剪力墙结构的施工来看，结构自身具备的特点较为明显，并且能够很好满足建筑物抗震的基本要求。但是在剪力墙施工的过程中，施工人员需要加强对结构质量的保证，科学合理地选择施工方案，不仅能够提升施工质量，还能有效地缩短施工周期。因此要求技术人员不断对自身施工技术能力进行提高，严格对每一个施工环节进行控制，避免施工误差的出现。

1、剪力墙结构

1.1剪力墙结构的基本概念

剪力墙结构，主要是在建筑工程中承受地震作用引发水平荷载的墙体。在建筑工程中使用剪力墙结构，在一定程度上能够确保建筑物以及建筑结构的稳定性和安全性，因此在建筑工程设计的过程中，需要加强对剪力墙结构设计的重视，合理的对钢筋混凝土材料进行应用，从而更加良好的提升建筑结构的稳定性，满足建筑工程项目实际的建设要求。在现阶段的建筑工程中，对剪力墙结构体系都有着严格要求，需要根据建筑物的实际应用对剪力墙进行设计，结合多种方案最终对施工方案进行确认[1]。

1.2剪力墙结构的分类

（1）实体墙

实体墙主要是没有开洞的截面墙，或者是在截面墙开洞面积不到15%的剪力墙。如果墙体出现明显的变形，说明弯矩图的设计存在不合理之处。为了能够避免出现突发状况，需要对墙体的承载力进行综合评估，最大程度上减少异常问题出现的概率，保证剪力墙结构的完整性。

（2）小开口剪力墙

在截面墙靠东面积较小的墙体在建筑工程中被划分为小开口剪力墙，在墙体设计中需要按照设计流程和相应指标进行施工，小开口有的形式主要以弯曲形态为主，墙体本身不会出现变形的情况，但是极有可能出现突变问题，设计人员需要针对这一类问题进行分析，按照指标要求来开展施工[2]。

（3）多肢剪力墙

多肢剪力墙主要是剪力墙开洞面积过大或者墙体开洞的形状成列式分布的剪力墙，这个类型的剪力墙不会出现异常情况，根据墙体受力特点和实际情况，需要对开洞比例进行设计，确保墙体实际的荷载力，避免对剪力墙结构造成影响。

2、建筑设计中剪力墙结构设计的有效应用策略

2.1对剪力墙进行规划和布置

剪力墙结构设计的过程中，需要根据建筑物实际的空间特点合理进行布局，通常的情况下，如果是在高层建筑中，多数都会使用双向剪力墙结构，保证两侧剪力墙刚度的平均性，减少水平位移的出现，避免在外在因素的影响下剪力墙出现扭曲变形等问题，以此来提升建筑工程的稳定性与安全性。在地震发生时剪力墙受到水平作用的影响较大、自振周期较短，结构自身的稳定性就会受到较大的影响。因此，在实际设计中需要对力的作用和平衡进行考虑，通过减小剪力墙实际厚度或者加大剪力墙之间的距离，来降低水平地震作用力造成的影响，防止剪力墙出现位移、断裂等严重问题。此外，上述的操作还能够降低剪力墙自身重量，减少建筑结构的荷载，如果剪力墙设计中存在明显并且较大的洞口，洞口位置需要保证在一条水平线上，在对墙体自身受力情况考虑下，科学合理的对应力进行划分，保证两者之间的均衡与对称，在底部结构中，需要使用框架进行支撑，将落地剪力墙的数量进行扩增，充分对剪力墙抗震性能进行考虑，进一步对建筑物稳定性与安全性提供保障。

2.2对剪力墙的墙肢长度进行确认

在剪力墙设计的过程中，需要对墙肢长度进行确认，首先需要满足建筑工程的基本需求，其次墙肢长度需要根据实际工程情况进行确定。当墙肢长度过长的时候，受弯后产生的裂缝長度较大，墙体的配筋容易出现断裂问题，因此墙体段落需要控制在以内;当墙肢程度较短的时候，会形成短肢剪力墙，短肢剪力墙会导致多层楼出现反弯点，受力会产生改变，逐渐形成异形柱，这样的情况也会让建筑物的抗震性能变差。所以为了能够确保建筑物的安全性，一般的情况下不会将短肢剪力墙结构在地震多发区进行应用[3]。

2.3对剪力墙结构厚度进行确认

按照剪力墙现有的规范要求可以发现，在抗震等级在2级以内的时候，需要对底部的剪力墙进行加强，保证剪力墙厚度在200毫米以上，长度需要根据层高进行适当调整;当抗震等级在4级时，剪力墙的厚度不得少于160毫米。其余的部位需要根据实际情况对厚度进行调整，这样的规定主要是为了避免剪力墙因为厚度和刚度不足，导致结构稳定性下降，产生失稳失衡的情况。不过这样的规范也存在一定的特殊性，对于八级以上的地震重灾区，多层或者地下层剪力墙结构需要根据实际情况进行调整，会与规定数值存在一定的偏差。比如建筑物10层以下的剪力墙结构，在重力荷载的情况下，墙肢压轴的设计相对较低，墙柱结构也只能根据配筋进行改良，以此来对底部结构的质量进行保障。因此，在实际设计的过程中，必须要在规定的基础上，根据实际情况进行详细分析，进一步保证剪力墙厚度设计的合理性与科学性。

2.4剪力墙结构连续梁施工方案

在剪力墙结构中连续墙肢结构梁具有跨度较小、墙肢刚度较大等基本特点，连续梁除了能够起到连接作用之外，还具有较为明显的支撑作用，能够有效地对地震荷载、风力荷载进行抵抗，一旦在施工中连续梁结构出现问题，那么必定会给建筑结构造成严重影响。因此，在连续梁设计的过程中，需要根据实际工程情况，合理的对连续梁施工方案进行确认，增加连续梁自身的刚度，保证结构的稳定性。在实际设计中，为了能够提升结构的延展性，一般来说都会使用交叉斜筋来进行设计，更好地对应力变化进行控制，避免产生裂缝问题。此外，交叉斜筋自身也具备较为良好的延展性、低能耗和抗震性能较强等特点，相比传统的配筋连续梁更具有应用优势。

结束语：现如今随着社会经济的不断提升，建筑行业的发展也逐渐加快，人们对生活品质的提升，让建筑物有着全新的功能要求，在建筑工程施工的阶段中，需要加强设计人员的技术能力，不断对先进外来的施工技术进行学习，重视施工细节的把控，确保施工能够顺利进行。剪力墙需要承受建筑物的整体荷载，能够维持建筑物的整体质量、施工安全。因此，剪力墙结构在建筑工程设计中有着较为广泛的应用，在建筑工程中更需要不断增强剪力墙结构的设计工作，提升建筑物的抗震性能和整体质量，更好的确保建筑物的安全、经济与合理，实现我国建筑行业的可持续发展。

参考文献：

[1]刘建辉. 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用综述[J]. 居舍，2020（24）：132-133.

[2]赵健健. 简析建筑工程项目中的剪力墙结构设计及其应用[J]. Building Development，2020，4（6）：152-153.

[3]郝雅琨. 框架剪力墙结构建筑施工技术在建筑工程中的应用[J]. 建材发展导向，2019（2）：133-133.