建筑結構設計中剪力墻結構的運用

丁意　國石

摘 要：隨著人們生活水平的提高，對于建筑質量要求也提出了新的標準。剪力墻結構設計作為建筑結構設計的重要組成部分對其質量有著至關重要的影響。文章主要結合我國現階段建筑行業剪力墻結構設計要求及存在不足進行簡要的分析與總結，并與實際施工作業相結合提出合理化的解決措施及方案，從而有效的提高剪力墻結構設計施工水平，進一步確保建筑工程質量，真正意義上推動我國建筑行業的可持續發展。

關鍵詞：建筑結構設計；剪力墻；運用

1 剪力墻概述

1.1 剪力墻的概念

剪力墻又可稱之為抗風墻或抗震墻、結構墻，是一種構筑物中主要承受風荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。通常根據剪力墻上洞口的大小、多少及排列方式劃分為幾種類型：整體墻，指的是門窗洞口的面積之和不超過剪力墻側面積的15%，同時，洞口間凈距及孔洞至墻邊的凈距大于洞口長邊尺寸。框支剪力墻，指的是底層需要大空間時，通過框架結構支撐上部剪力墻，地震高發區中不得使用純粹的框支剪力墻結構。壁式框架，指的是具有較大的洞口尺寸，連梁線剛度與墻肢線剛度彼此相貼近的墻體等。

1.2 剪力墻的優勢與劣勢

在建筑結構中剪力墻的設計性對于其他墻體的設計更具復雜性，但是穩定性和安全性也更高。以往剪力墻所使用的鋼筋澆筑方式更合理，而且在建筑施工中對建筑材料的使用也比較少，從而降低了建筑施工的成本，提高了建筑的經濟效益。另外剪力墻的對建筑的結構影響也比較小，不會影響整個建筑設計的美觀性，同時也不會占用過多的室內空間，使得建筑的結構更具有合理性和美觀性。剪力墻雖然具有很多的優勢，但是在結構上也存在一定的局限性，這種局限性需要建筑設計人員在設計中重點注意。因為剪力墻對施工材料要求比較多，其是通過混凝土的澆筑而成，因此使得建筑的整體重量增加，給地基帶來的壓力，稱重量變大，如果沒有對地基進行充分的壓力試驗，在發生地震時很容易出現倒塌的狀況，所以如果確定在建筑設計中使用剪力墻，那么就要注意對地基的加固，另外我們也應該注意到剪力墻的承重能力，相對于其他墻體的分散承重能力來說，剪力墻的承重性相對集中，所以說如果主要的墻體施工出現了問題，那么其承重性也會大大的下降。

1.3 剪力墻結構設計應遵循的原則

1.3.1 樓層間最小剪力系數的調整原則

為了使結構自重進一步減輕，有效防止地震事故的出現，設計者設計中應適當的減少剪力墻，不過前提條件是在規定的水平地震力作用下，短肢剪力墻承擔的底部地震傾覆力矩不宜大于結構底部總地震傾覆力矩應的百分之五十。實際可通過大開間剪力墻，以促進其結構的側向剛度不斷提升，這樣樓層最小剪力系數就可達到規范限值，從而對工程造價予以合理節約。

1.3.2 樓層層間最大位移與層高之比的調整原則

與普通建筑物結構設計不同，剪力墻結構設計必須充分考慮其與整個樓層間的扭轉情況及剪切變形等問題的出現。在對剪力墻進行變形結構控制設計時，可以依據豎向構件布局的實際情況進行整體衡量，如果剪力墻豎向構件增多，那么就會增加整個剪力墻的剪重比例，從而影響剪力墻結構設計難以在實際施工過程中發揮其應有的效用。所以針對此等情況的出現不能單純的依據提升豎向構件剛度來解決，要與實際樓層之間的位移加以比較分析，從而調整比例，解決問題。

1.3.3 剪力墻連梁超限的調整原則

在剪力墻進行設計過程中，要對連梁的跨高有所掌握，嚴格控制好剪力墻與彎矩之間的最大規定范圍，通常情況下，剪力墻與連梁之間的跨度比在2.5左右之間，如若是連梁過高就要對具體施工框架梁設計進行具體分析，減少因不規范跨度比的出現而影響整個剪力墻的建筑質量。

2 剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

2.1 剪力墻優化設計的策略

剪力墻結構設計一定意義上具有保持平衡的重要作用，所以在進行設計過程中一定要充分發揮剪力墻的重要作用。這樣不僅僅可以保障建筑工程的質量，更能有效的節約成本。所以，在進行剪力墻結構設計時，一定要與實際施工作業情況相結合，利用先進的科學技術進行合理設計布局，將剪力墻設計結構功能有效的發揮出來。同時，為了降低工程成本，進一步節約工程造價，可以采用與剪力墻相匹配的原材料進行工程施工。針對施工中，長度較長的剪力墻可以依據施工需要將其剪力墻進行截段，但需要確保各長度的一致性，同時還應開設相應洞口。各個墻段之間要利用弱連梁進行連接，且每個獨立墻段的高度與截面高度之比控制在三左右，為了有效防止剪力墻出現破壞的情況，在結構設計過程中可以將洞口與截面高度之比控制在四以下，小墻肢體的高度要高于實際截面的墻體厚度。不僅如此，還要合理控制框架樁的大小，確保整個施工作業的安全。

2.2 合理定位剪力墻結構

為了有效保證剪力墻的合理性及安全，在具體剪力墻施工作業過程中可以針對結構布置進行合理使用。通常情況下可以采取以下兩方面加以控制：一是平面結構布置；二是豎向結構布置。在進行剪力墻平面結構設計時，需要對剪力墻的結構剛度中心與質量中心有所了解及掌握，減少扭矩現象的出現，與此同時還要對剪力墻進行拉直。從一定意義上而言，剪力墻不應太過復雜，應采取簡單的規范設計原則進行剪力墻結構設計。剪力墻剛度大小對于剪力墻的整體發揮及質量都有著極其重要的影響，所以施工中，一定確保其剛度符合設計結構要求。

2.3 剪力墻中大墻肢處理

剪力墻結構設計從一定意義上而言，具有其自身結構的延伸性優勢，對此施工過程中必須充分發揮其效用。這對于整體結構而言有著至關重要的影響，在一般情況下，在對剪力墻進行結構設計時，極易將其設計為高狀結構的剪力墻，這種墻體結構的出現對整個墻體的質量都有影響，所以設計中，要依據實際施工需要進行設計調整，避免其此情況的出現。當墻段長度較小時在受彎處就會極易出現裂縫的情況，從剪力墻作用而言，它質量的好壞將對整個墻體配筋的支撐力起到至關重要的影響。所以，為了有效避免這種情況的出現，就要對其進行施工留洞，待施工完成后可以對其進行填筑，從而有效的將長墻變成短墻。或是在設計過程中就可以依據結構實際情況進行設計然后預留洞，通過計算的方式也能增強短墻肢的承受力。

2.4 剪力墻結構的墻體配筋控制

在進行剪力墻結構設計時，必須充分考慮整個建筑結構的設計安全及工程的經濟效益，對于剪力墻而言，其設計不僅僅涉及到整個墻體的建筑質量，更與墻體內部的鋼筋設置有著密切關系。通常情況下，在設計時必須將豎向鋼筋放置在剪力墻內，但同時需要注意鋼筋的配筋率必須滿足設計及質量要求。

3 結束語

從某種意義上而言，剪力墻設計更加符合現代建筑設計的發展要求，并在一定程度上能夠滿足人們對于建筑的使用，更為重要的是剪力墻設計充分發揮了其優勢提高了建筑設計質量，對于建筑行業的長久發展有著至關重要的意義。但就現階段而言，我國剪力墻設計的應用還存在著諸多問題需要結合實際加以解決，從而不斷進行探索，為建筑工程的可持續發展提高更多的質量保障及基礎完善措施。

參考文獻

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