淺談剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

常 鵬

（太原市建筑設計研究院， 山西 太原 030000）

0 引言

當前建筑工程行業得到快速發展，我國建筑工程結構設計主要以建筑安全性、實用性、經濟性為原則，為建筑工程施工建設提供了有力的依據和保障。建筑設計單位在進行結構設計的時候不僅要從實用性的角度進行考慮，還需要結合建筑結構整體安全和經濟形勢。剪力墻結構是建筑結構設計中常見的一種類型，結構側移較小，具有高性能的抗側剛度與抗震性能，因此被廣泛應用于建筑工程結構設計中。從當前我國剪力墻結構的使用情況來看，由于是過程中沒有對剪力墻的位置、尺寸等做出具體的要求，很容易導致后續施工的一些問題，不利于工程項目的順利發展，充分發揮剪力墻結構設計的優勢，提高建筑結構設計水平，從整體上、局部考慮剪力墻結構設計具有重要意義。

1 剪力墻結構的相關概述

1.1 剪力墻結構的概念

剪力墻我們又可以將其稱之為抗風墻、抗震墻或者結構墻，由于在建筑結構設計中剪力墻的厚度較小，數量非常龐大，通常采用鋼筋混凝土板來提點傳統框架中的梁柱，在建筑結構中主要承擔來自各方面的壓力和荷載作用。因此，剪力墻結構自身的受力能力較強，可以與建筑結構中的柱子相媲美，有助于建筑整體結構的穩定性和安全性。剪力墻作為建筑結構設計中非常重要的支撐體系，不能被拆除或輕易破壞，需要承受自身重及外界風力、地震等自然災害的水平荷載。剪力墻根據受力特點不同分成以下幾類：首先，整截面剪力墻，顧名思義剪力墻具有整體性特點，墻肢高度上需要具備受壓、受彎、受剪要求，這種剪力墻的主要變形方式為彎曲變形。其次，開洞式剪力墻，開洞式剪力墻大多時候處于受壓、受彎、受剪的狀態。另外，聯肢剪力墻，在應用過程中受到外界荷載作用實際應力不能保持直線分布，變形曲線與小開口變形曲線相類似。由于剪力墻結構具有很好的剛度、抗震能力、整體性，因此受到很多房地產開發商的關注與應用。但是在實踐過程中剪力墻結構還存在一些不足之處，這就需要設計人員正確認識剪力墻結構，能夠根據實際情況做出科學合理的結構設計，進一步保證剪力墻結構的整體性能，提高建筑結構設計水平。

1.2 剪力墻結構的優點和缺點

剪力墻結構在應用中優缺點是并存的，下面我們就從這兩方面進行分析。首先，剪力墻結構的有點，剪力墻結構主要具有穩定性、經濟性、美觀性三大優勢，穩定性主要是指剪力墻結構自身具備良好的剛度和承受能力，能夠抵擋外界各種荷載作用的侵襲，特別是在水平方向上，支撐效果較為明顯，采用剪力墻結構能夠在很大程度上提高建筑物的安全性和穩定性；經濟性是指剪力墻結構主要采用混凝土澆筑的方式，在一定程度上減少了用鋼量，能夠具有節約成本的效果；美觀性主要是剪力墻結構不僅可以滿足建筑安全性、經濟性的要求，還可以現代化人們所追求的舒適性、美觀性，將建筑物內部的分隔墻與承重墻完美的結合在一起，特別是隔斷墻而設計，使建筑物內部空間呈現多個層次，提高建筑使用性能。另外，剪力墻結構除了優點外還有一些缺點，比如：框架結構自重比較大，由于多采用混凝土澆筑的方式，自身重量比較大，增加了建筑物的承重要求，這給結構設計帶來一定影響；延續性差，剪力墻結構所采用的鋼筋配比較小，雖然降低了成本節省了鋼材，但也使得建筑結構延性變小，無法發揮出建筑結構應該具有的承載力。在具體的應用過程中設計人員還應該結合實際情況，從多方面入手綜合考慮剪力墻結構的應用。

1.3 剪力墻結構設計原則

剪力墻結構是建筑結構設計中非常重要的受力結構，從建筑安全性的角度出發，在剪力墻結構設計過程中應遵循以下幾方面原則：第一，調整最小剪力系數，剪力墻結構在一定程度上增加了建筑結構的負擔，在這種情況下進行設計應盡量減少構件和框架的布置，選用大開間剪力墻的布置形式。第二，控制墻體延性，墻體延性直接影響建筑結構的穩定性和安全性，建筑設計人員在進行結構設計時應該重點關注墻體延性，通過相關分析，剪力墻過高或者過細都有可能對墻體延性產生影響。在結構設計中應該把握好剪力墻的寬度、長度比，避免荷載力的拉伸或者彎曲作用對墻體產生破壞。第三，調整連梁超限，連梁是剪力墻結構設計中常用的一種梁類型，剪力墻連續跨度比較小，彎曲力和剪力就會增大，容易出現斷裂等現象。在設計過程中對連梁跨高進行合理調整，將其控制在一個合理的范圍內，保證彎曲力和剪力處于正常狀態。

2 剪力墻結構在建筑結構設計中的應用

2.1 剪力墻平面設計

剪力墻結構在應用中主要承擔豎向荷載與水平力的作用，在布置剪力墻的過程中應該沿著平面主軸線依次進行設計。另外，為了保證剪力墻質量和剛度中心的一致性，在設計過程中需要保證剪力墻平面布置滿足對稱原則，減少剪力墻扭矩所產生的不利影響。另外，在進行剪力墻平面布置優化的過程中，應該注意建筑剪力墻的抗震作用，并在選擇設計方案的時候能夠減少單向平面布置的應用，從整體上提高建筑結構的抗震效果。

2.2 優化剪力墻比例結構

剪力墻結構對建筑結構整體性能有著決定性影響，在設計過程中應該注意剪力墻比例結構的確定，滿足墻體本身的外形與安全性要求。這就需要設計人員充分考慮豎直方向與水平方向所承受的荷載作用，從而調整和優化剪力墻比例結構。需要注意的是剪力墻結構設計，墻肢截面高度應該滿足 8倍厚強度要求，盡可能選擇大開間剪力墻的形式，當無法使用大開間剪力墻的時候，應避免開間布置。從而保證剪力墻結構的受力均勻。墻體設計的時候通常我們采用“T”“L”兩種結構，這來各種結構相對來說比較穩定，能夠減輕剪力墻自身重力，縮小結構體系，切實提高剪力墻的剛度和承載力。

2.3 優化承重構件

基礎方案確定以后，相關設計人員應該根據相關標準和行業指標的具體要求對建筑結構中承重構件進行詳細的分析和選擇，以此提高建筑主體結構的安全性和穩定性。這就要求設計人員在剪力墻承重構件設計過程中，能夠準確把握墻體的配筋率，并按照剪力墻抗震等級進行合理設計。如果想要提高剪力墻結構設計水平，設計人員就需要掌握基礎方案的設計要點與重點內容，對其中承重構件進行不斷的優化，保證施工工藝參數與相關指標的有效結合。

3 結語

總而言之，當前建筑結構設計水平不斷提高，作為建筑結構設計非常重要的一部分剪力墻在其中承擔著很重要的作用。采用科學的方法和設計原則開展剪力墻設計工作，結合剪力墻的優勢和實際情況具體分析，從建筑整體性能與建筑局部功能的角度，充分發揮建筑剪力墻結構的優勢，是當下建筑結構設計的一項重要工作。通過上文的分析，希望在未來剪力墻能夠在建筑結構設計中得到更廣泛的應用，為城市經濟發展及社會穩定和諧奠定基礎。