建筑项目剪力墙结构设计要点之研究

张勇

沈阳市华域建筑设计有限公司 辽宁沈阳 110000

随着时代变迁和经济水平的大幅提高，我国的建筑业也进入了蓬勃发展的春天。而在建筑众多组成结构中，剪力墙结构占据着非常重要的地位。通过做好剪力墙结构设计在建筑结构设计中的合理应用，有利于剪力墙结构承重作用价值发挥，提高建筑整体结构的科学合理性。

1 建筑剪力墙结构概述

一般来讲，建筑剪力墙结构是由多重横、纵钢筋混凝土墙及楼盖所构筑的空间结构，其墙体具备抵抗外界风力荷载及地震引发的水平荷载和竖向荷载的作用，从其功能作用的一般意义讲，建筑剪力墙又称为抗震墙。在现代建筑工程中，建筑剪力墙是高层建筑的常用结构形式，由于建筑剪力墙的作用，其自身平面内的刚度大、强度高，受水平作用力影响弱，墙体侧移不易发生。因其具备抗风、抗震的作用，被广泛应用于高层建筑结构建设中。在现实建筑构造中，建筑剪力墙多采用现浇或预制件组装的形式，以钢筋混凝土的形式进行剪力墙浇筑，与梁、柱结构一同浇筑，以保障剪力墙的强度和稳定性[1]。

2 建筑项目剪力墙结构设计要点

2.1 剪力墙框架梁设计

所谓框架梁，具体指的是剪力墙与框架两者连接所处位置，一般来讲，连接方式可分为两种，一种为框架梁与剪力墙平面外连接；另一种为框架梁与剪力墙平面内连接，从本质上来讲，以上两种连接方式存在一定的差异性，对于前者，虽然其与普通框架梁设计比较相似，但其中需要特别注意的是，设计者要将剪力墙伸出梁纵向钢筋锚固考虑其中。若剪力墙厚度在200mm左右时，就会导致梁纵向钢筋深入剪力墙内部锚固区域弯折前水平投影长无法达到标准，这就需要相关设计师采取锚固处理措施，对伸出梁纵向钢筋进行加固，防止因此导致锚固发生损坏。在进行框架梁设计时，如果梁体跨度和梁体高度两者之间比例在不小于5时，就可根据框架梁设计标准进行相应设计。若比例在小于5时，需按连梁设计，应满足规范连梁相关要求构造。

2.2 基于工程需要，设置墙宽、墙高，体现受力情况

建筑剪力墙的设计与施工是否规范、合理，重点在基于工程现状下剪力墙宽、高的设置。基于以往建筑工程建设案例，剪力墙容易出现墙面大、厚度小的情况，且时有发生，此种情形下的剪力墙结构会出现受力不均，影响整体结构的完整性和安全性。为确保构件厚度与肢长符合相应构筑标准和规范，施工时，剪力墙应与柱结构进行分离和区别。在不同的施工规范下规范化施工。如构件厚度与肢体比小于4时，应以柱的标准规范设计；构件厚度与肢体比大于4时，应按剪力墙的标准来进行设计规划。只有基于遵从指导性规范的前提下，进行剪力墙优化设计的思路编排，才能使剪力墙的优化设计得到保障。同时，因剪力墙受到水平和竖向双重作用力的影响，在剪力墙设计思路的指定中应全面分析考虑不同力对剪力墙的作用。由于剪力与弯矩的双重影响，剪力墙所要承受的力超出了一定的范围，故其应具备一定的延续性[2]。

2.3 剪力墙结构平面布置原则

结构优化设计人员需要提升自身的剪力墙空间布局意识，提升自身设计水平，结合不同高层住宅结构特点，提升对于剪力墙结构的理解程度。同时，在剪力墙布局优化设计过程中，避免在单个部位集中使用过多短肢剪力墙，提升剪力墙设计的均匀性。需要注意的是，在剪力墙结构设计优化过程中，需要对整体建筑物中心进行有效的把握，避免发生中心改变情况，从而提升整体的剪力墙抗震性能。抗震设计的高层建筑，其平面布置图宜尽量简单、规则、对称，尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，减少扭转。剪力墙宜布置在结构周边，对抗扭刚度有较大提升。对于体型复杂、平面不规则的结构，如可在适当位置设置防震缝，分成相对规整的结构，缝宽需要满足规范相关要求。高度较大的建筑中，剪力墙宜布置成筒状，可以显著加大结构的抗侧力刚度和抗扭刚度。

2.4 优化剪力墙连梁设计

首先，优化剪力墙连梁设计要考虑连梁的设计高度，梁体尺寸会在很大程度上造成连梁的剪切变形。其次，要注重连梁与剪力墙墙体结构的塑形互动，这会对连梁的抗震设计造成一定意义上的影响。最后，要将连梁连接多边墙肢的荷载力影响控制在可调范围之内，可以通过设计人员的多次运算实现连梁设计受力数据的精准把握。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，如果在计算中出现剪力墙结构可能发生超筋的情况，就需要根据程度的不同采取相关的剪力墙连梁变更对策，并参考高层建筑混凝土结构技术规程相关规定采取相应措施，例如减小连梁的截面高度或者采取其他措施减小连梁刚度、剪力墙连梁进行弯矩调幅等措施。连梁一般情况下跨高比较小，易出现斜裂缝。为防止出现斜裂缝，相比普通框架梁，钢筋锚固、腰筋配置、箍筋配筋应适当增强，同时满足相关规范要求[3]。

2.5 剪力墙结构主要计算参数

高层结构设计的控制参数主要包括轴压比、剪重比、刚重比、层间位移角、位移比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比等。结构整体控制的过程，也就是对结构的刚度控制、调整的过程，结构整体控制是高层结构抗震设计的重要环节。控制参数中，位移比和周期比不仅与结构的刚度有关，也与结构刚度的分布状况有关。这两个参数反映了结构的扭转效应，是结构整体控制的难点，也是结构整体控制的入手之处。剪力墙布局必须经过多次试算，第一次试算时可只建一个结构标准层，如果结构竖向较规则，待结构的周期比、位移比、剪重比、刚重比等满足之后再添加其它标准层；这样可以减少建模过程中的重复修改，加快建模速度。

3 结语

综上所述，剪力墙结构有着整体性能良好、抗震能力较好、弹塑性形变能力优秀、侧向墙刚度高等特点，不断对剪力墙结构设计做出优化是提升建筑工程结构设计质量的主要途径，建筑工程设计人员需要适宜地将剪力墙结构设计方案融入建筑工程整体结构设计方案。