剪力墻結構在建筑結構設計中的運用

邊疆 王志友

由于剪力墻結構自身的優點眾多，因此剪力墻結構被廣泛地運用于目前的建筑施工工作當中。隨著我國城市化發展進程腳步的不斷加快，人們對于建筑的空間布局以及建筑的整體功能要求越來越高。這就要求相關的設計工作者，在進行剪力墻結構設計時，要遵循其自身的設計原則，合理地結合實際的工程需求。運用先進的技術手段進行全面的分析，科學地控制建筑工程的成本問題，在保證建筑結構的穩定性與安全性的同時，也能有效地保障建筑工程的經濟效益，從而促進建筑行業的良性健康發展。

一、分析剪力墻結構設計的相關內容

1.剪力墻結構自身的特點

剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構當中的梁柱，用以承擔豎向和水平方向的力的結構。目前我國的大多數多層及高層樓房中都會使用剪力墻結構進行施工。剪力墻結構具有良好的穩定性，它可以為多層及高層建筑提供支撐，從而保持建筑整體的穩定性能。同時，利用剪力墻結構來設計樓房的樓蓋，一般都可以不用再安設房梁，這樣會使房間內的空間利用效果更好，可以有效地節約樓層的層高。

并且，剪力墻結構可以直接進行混凝土澆筑工作。這樣可以節約建筑施工的成本，簡化施工的環節，可以有效地縮短工期，還能保證建筑的堅固性能。因此，剪力墻結構是一種經濟實用的建筑結構體系。此外，目前相關的設計人員正在不斷地研究剪力墻結構的設計造型，希望能夠符合大眾的審美需求，使剪力墻具有美觀的特征。

2.剪力墻結構存在的弊端

剪力墻結構雖然具有很多的優點，但其也有一定的弊端，由于剪力墻的間距有一定的限制，因此，這種結構不適用空間較大的房間設計，靈活性比較差。并且，由于剪力墻結構的剪力墻是主要的受力支撐，因此不能對其進行拆除與改動，這就導致一些有個性裝修想法的群眾無法對空間格局進行修改。此外，由于剪力墻結構設計使用混凝土比較多，因此會在無形之中增加建筑結構的重量。

3.剪力墻結構的設計原則

相關設計人員在建筑進行剪力墻結構的設計時，必須遵循剪力墻結構的設計原則，才能保證設計的科學合理，保證設計更受歡迎。首先，由于剪力墻結構的高度和寬度尺寸都相對較大。因此在設計的過程中，必須根據受力特點確定剪力墻結構的高度和寬度的比例問題，保證其與受力情況成正比。同時，還要根據實際的施工項目情況進行分析，明確剪力墻的連梁跨高范圍，避免出現超高的問題。為了避免剪力墻的重量對建筑整體產生負面影響，設計人員要對剪力墻的數量設置進行合理科學的控制。

并且，設計人員還需要給剪力墻結構設計相應的防護措施，保證施工過程當中剪力墻結構的整體性能，提高剪力墻的質量。同時，對于剪力墻的結構設計要重點研究建筑物層高與層間的最大位移，把握好二者之間的扭轉彎曲程度，才能有效提高建筑物的穩定性。此外，設計人員要確定剪力墻體結構的水平方向及垂直方向的作用力問題，研究其整體結構截面的承載范圍，并嚴格地將相關工作落實到位，保證設計工作的科學合理，從而切實提升建筑結構的安全穩定。

二、剪力墻結構在建筑結構設計中的具體應用

1.制定剪力墻設計方案，確定剪力墻的位置

剪力墻是用來支撐建筑整體結構穩定性的重要構成要素，因此，相關的設計人員必須要科學合理地制定剪力墻的設計方案，精準地設計出剪力墻在建筑整體結構設計中的具體位置。不僅要保證剪力墻地支撐作用得到良好的發揮，同時還能留給居民一些合理改動自己房間格局的余地。由于剪力墻結構自身具有一定的弊端，這就使得施工過程當中無法大面積地運用剪力墻結構，因此剪力墻的位置如何設計就成了結構設計工作當中的一個重要的問題。

設計人員在制定剪力墻的結構設計方案時，應當結合具體的工程項目以及當地的外在因素等問題進行合理的規劃設計。地震、臺風等自然災害都會影響建筑的穩定性，在設計剪力墻結構時，要把這些因素都考慮進去。并結合剪力墻結構的具體設計原則，合理使用先進的技術手段，完善建筑結構的規劃，充分體現剪力墻結構在建筑結構設計當中的價值意義。在設計工作當中，要注重控制和節約成本，搜集相關的信息，為剪力墻選擇適合的材料。要充分考慮建筑整體結構的平衡性，要確保剪力墻結構的高度、寬度的協調性。滿足結構對稱的要求，結構對稱不是說要讓所有的剪力墻的大小、形狀都完全統一，而是要讓剪力墻在建筑整體結構當中形成相互對稱的格局，從而保證建筑結構的穩定性。此外，在設計工作當中，要注重將剪力墻的設計盡量簡約化，剪力墻的造型不要過于復雜。避免給施工工作增加難度，特別是剪力墻的墻肢截面問題，要結合建筑結構的整體特點來進行合理的思考，避免將墻肢截面設計得過于復雜，要用簡潔明了的方式來保障設計工作的質量和效率。

2.科學處理剪力墻內大墻肢的問題

由于剪力墻結構對于延展性有一定的要求，因此在進行結構設計的工作中，要使剪力墻結構具備延展性的特征。大墻肢對于剪力墻結構的應用有著十分重要的作用，設計人員通常，會把剪力墻結構設計成為高狀結構，由于大墻肢的設計而出現的彎曲問題會破壞墻體整體結構，導致建筑的穩定性遭到損害。為了避免這種情況，在保證剪力墻延展性的同時，必須對大墻肢問題進行科學的處理。設計人員可以對墻肢進行設計調整，將其分割成均勻小巧的短墻肢，從而有效地提升剪力墻的承重能力。設計人員也可以與施工的過程進行配合，在設計過程中把剪力墻體需要留出來的延展性孔洞納入設計工作的范圍當中，對其進行精確的計算，在施工完成之后對孔洞進行填充工作。一般來說，剪力墻結構的墻肢不能超過 8m，并且使剪力墻具有一次的延性，避免因為墻肢脆性造成剪切破壞。

3.墻體配筋的方式

剪力墻結構是建筑設計當中的主要承重結構，墻體必須堅固結實。因此，相關設計人員在進行剪力墻結構設計工作時，需要充分考慮墻體的配筋方式，鋼筋是穩固墻體的重要材料，科學而合理的鋼筋配置可以保證墻體結構的安全性和穩定性，能夠保證墻體不受外力影響而彎曲，遭到破壞，還能有效地提升剪力墻的抗震效果，這都與建筑的整體質量水平息息相關。同時，配筋率問題也與建筑施工的成本有著直接的聯系，它關系著建筑施工項目的經濟收益問題。設計人員按照配筋率，可以將縱向的鋼筋放置在剪力墻的墻體內部，而外部使用橫向的鋼筋。這樣即可以滿足建筑施工的要求，也可以有效地減少墻體的配筋量。

4.剪力墻的連梁結構設計方式

連梁設計是保證剪力墻結構房梁和墻體之間得到有效銜接的重要設計方式，它能夠保障銜接部分的密封性以及穩定性，還可以有效提高剪力墻結構的剛度。設計人員在進行連梁結構的設計工作時，應當重視它的跨高問題以及截面尺寸問題。這兩個問題都是影響連梁結構以及剪力墻結構質量的重要因素，在設計工作中，要充分考慮受力影響因素，從結構設計的整體角度進行計算，采取剛度折減的方式進行處理。在這個過程當中，需要重點注意的問題是，折減的實際取值不能小于0.5，也不能高于1.0。合理控制折減值的范圍，能夠提高連梁結構的承載力。另外，在折減值剛度確定完成以后，如果建筑工程的正截受彎承載力，和斜面受剪承受壓力等方面存在問題的話，也可利用降低連梁高度、減小整體剛度的方式進行適當的調整。從而保證墻面良好的承載能力，保證建筑工程結構的穩定性和安全性。