建筑工程設計中的剪力墻結構設計分析

[摘要]我國的基礎建設事業在近年得到了快速發展，建筑工程也隨著經濟的回暖而迎來發展的大好良機。隨著建筑工程的遍地開花，有關建筑工程的設計工作也受到了更多關注。目前業內對剪力墻結構的運用還是相當普遍的，這種結構的優點在于在維持建筑物的穩定的同時，還能夠提升該工程的建筑質量。很明顯，剪力墻結構的設計對于整個建筑工程有著非同一般的意義。本文將主要介紹關于剪力墻結構的一些基礎知識、常見問題以及解決思路。

[關鍵詞]建筑工程；剪力墻結構

引言：

隨著社會經濟的發展，我國的城市化進程也在逐步加快，社會大眾對城市建設有了迫切需求，同時對于建筑工程也提出了更高的要求。剪力墻結構正是在這種形勢下應運而生，很好地滿足了人們對建筑物的質量要求，也具有較強的功能性，不僅能夠很好地抗震，材料的用量也很省。由于剪力墻結構的眾多優勢，在市場上占有穩定的一席之地，下面本文將對剪力墻結構的設計展開分析。

1、剪力墻結構概述

剪力墻是指在建筑工程中用于承受地震、風荷載等作用引起的水平荷載墻體，由于其良好的抗震性能，它有時也會被稱為抗震墻。剪力墻的主要作用在于分散建筑在實施剪切操作時承受的破壞。剪力墻通常都是由鋼筋混凝土筑成，用來分散建筑物垂直方向和水平方向承受的壓力。在實際施工過程中，施工方通常以鋼筋混凝土墻板來起到梁柱的作用，以此來控制建筑荷載。

2、剪力墻結構設計中的常見問題

目前，我國許多高度在二十層以下的建筑仍沿用傳統的現澆剪力墻結構，這種墻體普遍采用的是構造配筋的配筋方式，此外，相關的計算數據也比剪力墻結構的數據要小。這些因素都限制了現澆剪力墻的抗震抗壓性能，使其不能發揮它實際擁有的承載力。另外，這種結構所耗費的工程成本也是一筆不小的費用。

對于二十層以上、比較高層的建筑物來說，短肢剪力墻是比較普遍的墻體結構。這種結構的沿用對建筑物來說有許多不利之處，由于沒有視具體情況而采用區別的剪力墻結構，首先，它的底部剪力系數就不符合工程建設的要求。

在工程建設中，施工者往往會依據項目的不同而在選擇結構時區別對待。綜合各墻體的優缺點，一般的處理方法是，在剪力墻的上部的結構選擇上主要采用短肢剪力墻，在底部的結構選擇上，則將框架支撐剪力墻和全落地剪力墻結合在一起，以更好地發揮兩種結構的優勢。一般情況下，這種結構是穩定安全的，但是一旦遇到自然災害，這種結構的缺點便會暴露無遺，那就是：抗壓力的脆弱。因為上部和下部的抗壓力是有很大差別的，上部墻體比底部墻體的剛度大，在遇到外界壓力時，底部會比上部更早變形，在底部變形達到一定程度后，墻體上部自然也不能保持在原來的形態。

3、重要設計思路

3.1平面布置

在平面布置的過程當中，應該避免單向有墻這種情況，剪力墻要想合理分擔壓力，就要沿著多個方向進行布置。但同時，剪力墻的抗側能力不宜過強，因為這樣可能會削減它的承載力，二者往往很難同時都做到最大化，主要是看業主對于建筑功能的側重，但是仍要以承載力為設計重點。為了協調承載力和抗側力，一般的做法是適當擴大剪力墻之間的距離，從而將抗側力限定在一個安全合適的范圍。

3.2墻身鋼筋設計

一般情況下，對于抗震系數較低的設計或者是非抗震設計來說，業內對剪力墻在垂直以及水平兩個方向的分布筋有著具體要求，就是配筋率要不能低于五分之一。對于抗震層級較高的設計來說，相關方面的配筋率則不能高于四分之一。

3.3連梁問題

在水平作用力的推動下，剪力墻的墻肢往往會有變形的現象，經過一系列連鎖反應，就會催動連梁，從而產生內力。連梁產生的內力可以有效抵消導致墻肢發生變形的內力，從而降低墻肢的變形程度。因此，僅從這一點來說，連梁對于整個墻體的安全來說，具有十分重要的意義，因此需要被格外重視。連梁中最普遍的問題在于連梁超筋，實際上就是剪壓比達不到相關標準的具體表現。可以有以下解決思路：第一種方法就是，調整剪力墻中連梁的彎矩剪力塑形；第二種方法，可以根據實際情況相應降低連梁截面的高度；第三種方法，在連梁的破壞不會對垂直方向的承載力產生太大影響時，可以考慮棄用該連續，以地震作用的過程來展開思考，計算獨立墻肢的結構內力。

4、關于設計的幾點要求

4.1平面結構的要求

施工者在考慮平面結構的布置時，要重點考慮結構的整體性，同時還要盡量做到結構簡單、功能齊全、外形美觀。對于外形不太規則的結構，可以適當調節濕度伸縮縫的寬度，從而將整個墻體形成一個和諧的整體，使抗扭效果可以更好地發揮。同時，考慮到地震的作用原理，為保證墻體的抗震承受能力，在墻體的結構剛度中心和墻體方面的質量中心位置偏差比較大的時候，在設計時要盡量使二者的位置趨于一致。

4.2垂直結構的要求

墻體垂直構件的工作原理是特殊的，在發揮作用時，難免會給垂直剛度帶來一定的不利影響，而這個影響在地震來臨之時就成了整個建筑的薄弱點。所以，施工者要控制好剪力墻轉換層的垂直剛度。并且，轉換結構要設計的盡量去繁就簡，以免出現轉換不連續的現象。由于中間支柱點所承受的垂直壓力較大，因而盡量不要在這些結構上設置門洞，同時還要加固轉換層底部的剛度。轉換層是影響剪力墻上下傳力結構工作方式的重要構件，因而，原本應安裝在上部的垂直抗力構件，也應該作出調整，轉移到層體的主結構上，從而有利于連續轉換的實現。

結語：

總而言之，人們對建筑工程的要求會越來越高，建筑行業也會隨著時代的發展而逐漸走向更加成熟的境地。隨著業內技術水平的進步，剪力墻結構的運用也會更加熟練。剪力墻的作用之大，應用之廣，必須要引起人們的注意，因為剪力墻的設計是否合乎標準，是關乎建筑安全的首要大事，是保障建筑使用者生命財產安全的頭等大事。在對剪力墻進行設計時，必須要綜合考慮建筑物的構造特點和周圍的環境特點，再結合業主的具體要求，同時考慮到工程總成本和施工預算費用，再制定詳細而有有所側重的施工方案。只有在設計時處處謹慎，才能夠擔當起建筑安全的重大責任。