剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用研究

馮地華

摘 要：近年來，建筑工程行業不斷發展，剪力墻結構作為眾多建筑結構的一種，應用于建筑設計能夠優化建筑質量和效果，能夠促進建筑行業進步，同時，有利于節約建設成本，提高經濟效益。本文首先對剪力墻結構做了基本介紹，然后分析了設計原則和方法，最后探究了這一設計形式的具體應用。

關鍵詞：剪力墻結構設計；建筑結構設計；應用

現如今，我國社會正以較快速度發展，經濟水平提高的同時，人們對建筑質量和建筑形式也提出了較高標準，為了充分滿足人們的建筑需要，剪力墻結構設計的應用是極為必要的，它不僅能夠優化建筑質量，而且還會提高建筑效率。本文針對剪力墻結構設計應用展開分析是十分必要和重要的，具體分析如下。

一、剪力墻結構基本介紹

1.基本定義

所謂剪力墻結構，指的是墻板代替墻體的建筑活動，具體來講，墻板材質為鋼筋混凝土，原有框架被有效取代的過程中能夠實現載荷有效性承擔，同時，還會不同程度的控制水平力。由于該結構的經濟效果顯著，在實際建筑中應用這一結構能夠降低建筑成本，基于此，建筑工程中這一結構的應用率較高，即使這一結構的應用優勢再多，但也不能多次、全部使用，一旦應用次數過多，那么建筑物的質量得不到保障，并且建筑物的使用周期也會相對縮短。對其進行抗震設計時，需要注意的是，地震傾覆力矩應堅持結構承受是剪力墻墻體的二倍，當剪力墻墻體數量不多時，此時應適當減輕傾覆力矩，并將其控制在16～41%范圍之內。

2.具體分類

聯肢剪力墻：它主要是針對大開口、多墻體的剪力墻來說的，當剪力墻出現多個截面，并且應力分布無規律可循時，應對其進行墻肢連接，雙肢或者多肢剪力墻主要由連梁數量決定[1]。

實體墻：當墻體洞口小于14%范圍或者墻體完整時，此時載荷承受能力較弱，但并不影響穩定性，墻體在使用過程中不會出現異常，墻體安全系數較高。

小開口整體剪力墻：墻體洞口面積大于全部面積的16%范圍時，此時正應力會移至洞口兩旁，并且會出現反彎現象，但墻體不會出現異常。

壁式框架：墻體洞口面積過大，墻體完整性會相應的受到破壞，此時剪力墻會漸漸向框架轉變，其中梁柱銜接位置不會發生形變，即壁式框架。

二、設計原則和方法

1.設計原則

原則一：在分析結構整體的前提下進行設計分析和準確計算，內力獲取后，對其進行承載力檢驗；原則二：受豎向壓力影響，針對剪力墻設計時，應充分滿足剛度需要，并且還應迎合塑性形變下多次作用下的延性，同時，保證相應承載力，以此發揮平面構件的應用效果，增強彎矩承受力和剪力承受力。原則三：剪力墻尺寸較大，墻體厚度相對較小，其中，柱狀是主要受力形狀，當肢長和厚度間的比值為4左右時，此時形狀應設計成異柱狀，在此期間應用雙向受壓構件，當比值<4時，此時形狀應設計成柱狀。原則四：當剪力墻連接于梁時，此時外彎矩會相應產生，在實際設計過程中，需要嚴格遵守施工標準，降低平面外風險，提高平面外安全性。

2.設計方法

基礎方案：基礎結構設計關系到剪力墻整體結構設計質量，此時設計工作者應全面分析設計方案，并對設計方案認真、詳細探究，針對不同設計方案進行對比分析，確保所選的設計方案能夠優化剪力墻結構。此外，在考慮基礎結構設計時，還應對建筑環境全面了解。

承重結構：做好這一工作不僅能夠優化建筑效果，而且還能在規定時間內完成建筑活動，并且工作人員應全面掌握建筑要求和相關注意事項，以此實現剪力墻承重結構設計的有效性分析，以此增強承重能力。除此之外，還應不斷優化設計技術，以此提高設計準確性。

三、應用分析

1.剪力墻位置合理確定

之所以要合理確定剪力墻位置，主要是因為剪力墻位置失準會影響平面均衡效果，同時，還會降低剪力墻剛度，最終出現不同程度的彎矩現象，并且墻體垂直度也會發生變化。從中能夠看出，準確定位剪力墻應做好劃線、數值計算等基礎性工作，以此增加平面均勻性。

2.應用短肢剪力墻

現如今，短肢剪力墻在建筑中的應用范圍逐漸縮小，并且應用率也在逐漸降低，比較于長肢剪力墻具有較小肢厚比，應用于住宅型建筑有利于優化空間布局，彰顯結構優勢，但在實際應用過程中仍需對其進行受力檢測和承載力檢驗，并且受限于高層建筑，因此，厚度小于289mm，高度與厚度比在5～9之間的剪力墻應用于建筑結構位置確定時，需要對其進行筒體設置，以此增強剪力墻的整體性，以此實現水平力剪力墻的有效制約。

3.控制墻體配筋量

建筑結構應用剪力墻的過程中需要應用大量鋼材料，由于這一結構在建筑結構中的應用率較高，因此鋼材料的數量自然會增多，為了降低建筑成本，提高建筑經濟效益，針對配筋量合理控制是極為必要的，通過配筋量有效控制提高鋼筋在建筑中的應用率，以此實現資源節約的良好目標，促進建筑經濟效益提高。具體表現為：滿足配筋量的前提下，雙向鋼筋網片的適當使用能夠減少配筋量，厚度能降至28mm。

4.處理約束邊緣構件

約束邊緣構件采取適當方式進行處理，這既能彰顯剪力墻在建筑結構中的優勢，又能充分發揮剪力墻的應用作用，構成剪力墻約束邊緣構件的另一組成部分——無約束邊緣構件在承載力方面具有在應用優勢，在穩定性和抗震性兩方面的應用效果不如約束邊緣構件，從中能夠看出，建筑結構應根據實際情況進行構建選擇，以此優化剪力墻設計質量，提高剪力墻在建筑中的應用價值。

5.合理規劃墻面

墻面有效規劃主要是針對主軸線路進行優化，根據主軸走向對其進行優化布置，與此同時，還應堅持勻稱原則，這能減少扭矩現象、非均勻施力現象發生。避免應用單項墻這一設計模式，因為這一設計模式應用后會增加施工成本、降低建筑質量，并且不利于結構功能充分發揮[2]。

四、結論

綜上所述，建筑結構設計過程中應用剪力墻結構設計，既符合建筑行業發展需要，又會優化剪力墻結構、提升剪力墻質量，同時，還會降低建筑建設成本，提高建筑經濟效益。此外，還應不斷提升設計水平，借鑒先進的設計經驗，提高剪力墻結構設計的應用范圍和應用率。

參考文獻：

[1]趙宇.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析[J].科技傳播，2012，17：45-46.

[2]夏凌艷.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用研究[J].建筑知識，2016，01：68.