結構設計中剪力墻結構的應用及優化設計

王凌霞

（山西三建集團有限公司建筑設計研究院， 山西 長治 046000）

在社會市場經濟發展的新時期，我國的建筑行業也得到了迅猛的發展。由于人們生活水平的日漸提高，導致人們對于建筑結構設計的經濟實用性要求也越來越高，同時為了保證建筑結構設計在施工過程中安全性與穩定性，減少生產事故的發生，提高剪力墻結構的應用水平，對剪力墻結構設計進行優化是十分有必要的，不僅可以有效的降低建筑施工成本，同時也能夠為建筑企也創造較大的經濟效益與社會效益。

1 構設計中剪力墻結構的應用分析

1.1 連梁超筋的處理

第一，折減連梁剛度。在一般情況下，連梁具有截面大、跨度小等特點，且連接連梁墻體的剛度也比較大。同時由于連梁內力在風與地震荷載的作用下會明顯增大，因此在這種情況下計算，就會對連梁進行剛度折減，其折減的系數＜ 0.5，但在進行位移計算時，大部分情況下都不會進行折減。

第二，連梁跨度與梁高的增減。在折減連梁剛度后，連梁正截面仍舊會發生不同程度的受彎與斜截面受剪承載力不足的情況。針對這一問題就要適當增加洞口的寬度，降低連梁的剛度，以此來降低地震對連梁承載力的影響。

第三，要合理增加連梁的截面寬度。一方面，由于結構整體剛度的增加，地震時所產生的內力也會增加；另一方面，連梁截面寬度的增加會提高其受剪承載力，且增加該片墻厚度后，一旦發生地震，其產生的內力不會按照墻厚增加的比例相應的分給該片剪力墻，反而會大大小于該比例，因此連梁的受剪承載力也有可能就不會超限。

第四，對于跨高較小的高連梁來說，為了增強其受剪承載力，可以通過水平縫來將其設計為雙連梁、多連梁以及其他構造。對于上述構造來說，要盡可能的在滿足整體剛度的基礎上，優先選擇剛度折減來防止其受剪承載力超限。

1.2 約束邊緣構件的處理

在剪力墻承載能力方面，與無約束邊緣構件相比，有約束邊緣構件的剪力墻承載力相對較高。因此，在對剪力墻結構進行設計的過程中，相關設計人員一定要依據剪力墻的軸壓比來選用適用性較高的邊緣構件[1]。在一般情況下，建筑剪力墻的邊緣構件主要分為兩種，一種是構造邊緣構件，另外一種是約束邊緣構件。上述兩種構件都具有其各自的適用范圍，在底層墻肢底截面軸壓超過相關標準時，就應該加強底部與相鄰上一層的約束邊緣構件。

1.3 確保建筑寬度方向的抗側剛度達標

根據長期建筑施工的經驗可以看出，隨著聯肢墻的寬度增加，其剛度也會相應增強。因此在設計建筑寬度方向的剪力墻時，要優先對大寬度聯肢墻的剛度進行考慮，最后在根據實際情況適度提高寬度較窄部位的剛度。另外，針對于獨立墻肢來說，要盡可能的降低長期縮短，并要堅持對稱、均勻分布原則來合理布置墻肢。

2 結構設計中剪力墻結構的優化設計

2.1 優化設計基礎方案

在建筑剪力墻結構設計的過程中，基礎方案發揮著十分關鍵的作用。因此，就需要相關設計人員在設計基礎方案時要進行全面的考察與分析研究，尤其是要針對可能發生的質量問題進行預防與處理。在基礎方案設計過程中要進行考察的項目較多，其中主要考察的項目包括施工區域內的水文條件與地質狀況。同時也要科學、合理的規范設計技術標準，并對施工項目周圍的工程布局情況進行實地考察，以此來設計出可行性較高，且安全性較大的基礎方案。同時設計人員要根據外部環境以及內在因素的變化，結合不斷完善與更新基礎方案的原則來對現有的基礎方法進行完善與完善，以此來提高工程后期的施工質量。

2.2 優化布置剪力墻平面

一方面，鋼筋混凝土墻不僅承受著來自于建筑剪力墻結構中的豎向荷載，同時承受著其水平力，因此在布置剪力墻的時，就要沿著平面主軸線的方向依次進行。另一方面，在平面布置剪力墻的過程中，為了進一步保證剪力墻質量與剛度中心的一致性，首先就要在剪力墻平面布置過程中堅持對稱原則，以此來減少剪力墻扭矩的作用力。另外，在優化布置剪力墻平面的過程中，要格外注意建筑剪力墻結構的抗震作用，并在設計其布置方案時要盡可能的減少單向平面布置形式的使用，以此來提高建筑剪力墻結構的抗震效果。

2.3 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

在我國現階段，根據國家相關法律以及行業的相關規定來看，一級剪力墻、二級剪力墻以及三級剪力墻的加強部位都要合理設置適量的暗柱與端柱。這一舉措不僅可以進一步提升當今社會對于建筑的抗震性要求，同時也能夠有效提升建筑施工過程中的安全性與穩定性[2]。另外，在剪力墻中合理設置暗柱、端柱等邊緣構件，可以有效減少地震發生時來自于地震波能量對建筑結構穩定的影響，同時由于其邊緣構件具有較強的抗拉能力，因此也會進一步提高其他相應結構的整體穩定性，提高建筑整體的抗震性能。

2.4 科學控制剪力墻數量

在建筑結構中設計剪力墻，其主要的目的就是為了建筑可以更好的承受風荷載以及地震過程中產生的水平荷載，但根據長期的建筑施工經驗來看，在建筑結構中設置太多的剪力墻，其效果并不是很好，因此就要合理控制建筑結構中的剪力墻數量。在建筑施工期間，要想有效減少建筑結構自身的重量，有效提高其抗震作用，首先就要盡可能的控制剪力墻數量。在一般情況下，剪力墻在建筑施工期間，其布置原則為對稱與均勻，其數量要根據建筑施工的整體情況而定，數量適當就好。

2.5 優化設計承重構件

在確定基礎方案后，相關設計工作人員就要根據相關的制度標準以及行業指標來對建筑結構中的承重構件進行選擇，以此來進一步提高建筑主體結構的穩定性，提升建筑結構的質量與安全性。這就要求相關工作人員要側重于剪力墻承重構件的設計，對其進行優化，同時要對剪力墻墻體自身的配筋率進行集中的把握與分析。在我國現階段，相關部門已經對一部分指標進行了明確規定，并在一般情況下，將剪力墻的抗震等級分為三級，水平與豎直方向的配筋率最低要達到0.25% 以上，這與之前的配筋率相比得到了更大的提升，且幾乎接近國家化標準[3]。因此，要想進一步提高剪力墻設計的整體質量與水平，設計人員就要重點掌握基礎方案的設計要點，對承重構件的設計進行優化，并要嚴格遵循國家相關標準，促進相關指標與施工工藝參數之間實現有效的結合，進一步提高建筑結構設計的穩定性與科學性。

3 結語

總而言之，在社會主義市場經濟持續活躍的形勢下，我國的建筑工程結構設計水平也在不斷提高，人們對于生活品質也有了更高的要求。因此，為了進一步有效的提高建筑結構設計的經濟性與穩定性，就一定要充分重視剪力墻結構的應用與設計優化，并在這一過程中通過提升剪力墻結構的應用水平，對剪力墻結構設計進行優化來進一步提高建筑工程施工的安全性，降低工程成本，促進我國建筑行業的良性發展。