剪力墻結構在建筑結構設計中的運用

楊潔

摘要：改革開放以來，我國經濟實力不斷提升，建筑行業發展勢頭良好，建筑企業為了保證建筑質量與安全，在建筑設計中應用剪力墻結構，顯著提升了房屋建筑的穩定性與牢固性。剪力墻結構具有抗震性強、穩定性好、抗側剛度大的優勢，在保證建筑質量的同時還能提高美觀性，促進了建筑工程的健康發展。本文詳細論述了剪力墻結構的特征與設計原則，并探討了該結構在建筑結構設計中的具體應用，希望能以此優化設計效果，保障建筑安全。

關鍵詞：剪力墻結構；建筑結構設計；設計原則；應用分析

隨著社會經濟的不斷發展，人們對房屋建筑質量的要求越來越高，為了保證建筑物的基本功能，提高穩定性與安全性，剪力墻結構在建筑行業中的應用越來越廣泛，建筑單位應認識到加強剪力墻結構設計的重要性與必要性。結合建筑結構設計剪力墻能夠提高房屋質量、降低施工成本，提高了建筑單位的經濟競爭力與社會競爭力。

一、剪力墻結構概述

（一）剪力墻結構設計的原則

剪力墻結構設計對建筑物的整體性能有著至關重要的影響，為了確保設計質量與效率，設計人員應在實際工作中遵循如下原則。首先，應將剪力墻布置在建筑物主要軸線兩側，促使兩個方向上的抗側剛度盡量接近，確保自振周期保持一致。剪力墻結構的抗震能力與配體鋼筋密切相關，設計人員應根據實際需要選擇型號與材質合適的配筋。另外，還應盡量避免設計中出現錯洞剪力墻和疊合錯洞墻，以免增加施工難度與危險。其次，應保證剪力墻沿豎向貫通建筑物全高，為了分散應力，可逐漸減小抗側剛度，具體措施是摒棄部分墻肢，還可以適當改變墻體厚度。現階段，高層建筑日益增多，應選擇短肢剪力墻與一般剪力墻相結合的方式，以此增大墻體結構的穩定性與可靠性。最后，還應科學控制剪力墻數量，在保證側向變形限值的基礎上考慮經濟性，盡量減少剪力墻數量，以此降低建設成本，幫助建筑企業用最小的成本創造更大的利潤。

（二）剪力墻的種類與特征

在實際施工中，剪力墻結構種類繁多，有效提高了房屋建筑的質量與性能，其主要結構包括實體墻、小開口剪力墻、雙肢剪力墻、多肢剪力墻、壁式框架墻等。不同種類的剪力墻有著自身特點與適用范圍，設計人員應綜合考慮各方因素后進行選擇。剪力墻具有安全可靠的優勢，能夠有效應對各方應力，為人們的生命財產安全保駕護航。通過研究分析可知，剪力墻的特征主要可分為以下幾類。其一是抗震性能良好，在地震發生時，剪力墻結構能瞬間吸收地震能量，避免建筑物被破壞。其二是抗側位移剛度大，不易發生側向移動。其三是保證墻面光滑平整，剪力墻施工中運用了大量先進技術，最大程度地提高了墻體美觀性，能夠滿足現代人對生活質量的要求。其四是工序繁瑣，施工難度較大，一定程度上提高了造價成本，設計人員需要合理利用資源，提高剪力墻結構的經濟效益。

（三）剪力墻長度及厚度的選取

確定剪力墻厚度是結構設計中的重要內容，直接影響著后續工作的順利開展。基于房屋建筑的抗震規定，剪力墻結構應具有一定厚度，并且建筑物樓層越高，厚度應越大，以此保證其具有良好的抗震性能。進行特殊類型的建筑物設計時，應確定科學的剪力墻墻肢軸壓比，這種方法能在保證整體穩定性的基礎上減小墻體厚度，節約施工材料。另外，剪力墻墻肢長度（墻體截面高度）也對設計效果有著重要影響，需要將其控制在8米以內，這一標準需要根據設計圖紙與施工情況進行合理調整。值得注意的是，如果剪力墻的高度與長度相差過大，可選擇彎曲設計的方式保障墻體結構的穩定性、延伸性與協調性。

二、剪力墻結構在建筑結構設計中的運用

（一）加強平面布置

進行剪力墻結構平面布置時應遵循對稱原則，保證墻體結構的質量中心與剛度中心相吻合，盡量拉通和對直內外剪力墻，避免出現扭矩與類似問題。隨著建筑物高度的增加，單向墻結構已經無法滿足支撐要求，應讓剪力墻沿著主軸方向雙向甚至是多項設計。抗側剛度與建筑質量及施工成本密切相關，剛度過大，不僅會增加建筑成本，還會增加墻體自重，建筑物的各項性能也會隨之減弱，嚴重降低了安全性與經濟性。剪力墻側向剛度數值需要根據公式進行精密計算，并將計算結果與標準數據進行對比，判斷其是否合理。

（二）科學處理連梁超筋

連梁超筋處理是剪力墻結構設計中的關鍵步驟，需要注意如下事項。（1）折減連梁剛度。一般情況下，連梁的截面積較大，但跨度較小，對其剛度進行折減能保證墻體質量與強度。（2）增加連梁跨度。連梁剛度折減完成后一定程度上提高了墻體的整體承載力，但仍有可能出現坍塌問題，需要適當增加連梁跨度，進一步降低連梁剛度，提高其抗震能力。（3）增加連梁的截面寬度。連梁的受剪承載力與其寬度呈正比例關系，截面寬度增加后每部分連梁分擔的承載力變小，大大提高了建筑物安全性。（4）選用跨高較小的高連梁。該措施能盡量滿足整體剛度。

（三）提高剪力墻結構計算準確性

準確的計算結果是優化剪力墻結構設計的前提與基礎，設計人員應規范計算過程，確保計算科學合理，以免為后續施工埋下隱患。樓間彎曲變形是計算中的主要任務，由于建筑結構整體的彎曲變形較小，可忽略這部分數據，但需要盡量縮小剪力墻結構的扭轉變形，合理增加建筑的整體強度。計算人員的專業能力與綜合素質是影響計算準確性的核心因素，建筑單位應安排專業人員完成該項工作，并定期開展專業培訓，計算人員應嚴格遵守相關規范限制，確保減重量在合理范圍內浮動。

三、總結

近年來，建筑行業的發展形勢越來越嚴峻，企業要想在激烈的市場競爭中占據有利地位就需不斷提高建筑質量，剪力墻結構在建筑結構設計中占有舉足輕重的地位，直接影響著建筑的安全性、美觀性與功能性。建筑單位應提高重視，嚴格遵守相關設計原則，加強平面布置，提高計算準確性，并強化抗側剛度，從而全面提高剪力墻結構的各項性能，促進建筑單位向著更好的方向發展。

參考文獻：

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（作者單位：沈陽市華域建筑設計有限公司）