建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析

謝永強

【摘?要】目前，在我國建筑行業發展過程中，為了給人們營造良好的生存環境及工作環境，為社會和經濟發展作出貢獻，需要建筑設計單位加大對建筑結構設計的研究力度。目的是提高建筑結構的質量，提高建筑結構穩固性。隨著社會發展，城市空地減少，高層、超高層建筑及超長使用年限的建筑已成為城市的未來趨勢。因此，在現有的建筑結構設計中，應融入剪力墻結構設計，這樣一來，所設計的剪力墻結構就有較高的承載力，可以承擔建筑結構產生的豎向力和水平力，從而提高建筑結構的安全穩固性，發揮剪力墻結構在建筑結構中的保護作用鑒于此，文章結合筆者多年工作經驗，對建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析提出了一些建議，僅供參考。

【關鍵詞】建筑工程結構設計;剪力墻設計;分析

引言

為提高建筑結構的穩定性和抗震性，需要加大剪力墻結構的設計研究。使剪力墻結構在建筑中發揮最大的作用，可以為我國建筑工程發展起到積極的推動作用，同時，還可以為人們提供良好的生活和工作環境。對剪力墻結構設計進行充分的研究是有意義的，可以實現剪力墻結構施工質量和施工效率的提升目標。

1、建筑工程剪力墻結構設計綜述

剪力墻結構在現代建筑工程中發揮重要作用，主要是用來承載豎向和水平荷載力的墻體，隨著地震、臺風等自然災害的頻發，剪力墻的優勢也突顯出來，既可以抵抗風荷載，又可以增強對地震抵抗力，從整體上提高了建筑結構的強度和剛性，保證建筑在遭受外力作用的時候結構不會受到較大破壞，確保建筑工程結構足夠的穩固。建筑剪力墻結構設計分為兩類，一種是平面剪力墻，另外一種是筒體剪力墻，平面剪力墻就是在建筑結構的關鍵部位用鋼筋混凝土澆筑剪力墻，這也就意味著墻體是鋼筋混凝土框架，建筑結構穩固性會增強，外力作用下不會受到過大的影響，抗倒塌的能力非常強大。平面剪力墻結構設計的過程中，最好采取現澆剪力墻的方法，或者是通過梁和柱子一起澆筑的方法，這樣做的目的是提高剪力墻結構的整體性。筒體剪力墻被廣泛的使用在高層建筑中，在懸吊結構中也使用的比較多，是利用間隔墻圍成的，必須采取現澆的方式，最終形成鋼筋混凝土結構墻，這種墻體的可以承受的水平荷載更強。剪力墻分為很多種，根據結構所使用的材料可以將其分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻，在這兩種剪力墻中使用最為普遍的是鋼筋混凝土剪力墻。

2、建筑工程剪力墻結構設計控制的分析

2.1寬度和高度控制

在進行普通剪力墻結構設計過程中，按照剪力墻寬度和高度控制原則，保證剪力墻結構按照柱體受力方式，對建筑結構起到支撐穩定的作用。在進行剪力墻結構設計過程中，按照水平力和豎向力承載要求，對剪力墻內產生的彎矩力進行計算，同時按照結構具有的彈性和非彈性特點，對剪力墻結構寬度和高度進行控制。

2.2剪力系數控制

在進行剪力墻系數設計過程中，根據剪力墻具有的抗震性能，通過對剪力系數的控制，從而提高建筑結構整體抗震能力，同時提高結構具有的傾向剛度能力。因此在對結構傾向剛度能力設計過程中，通常在結構內增加傾覆力矩，實現在不同結構內對剪力系數進行有效的控制。

2.3剪力墻結構的連續超限進行合理調整

按照相關設計標準，如剪力墻結構連續跨高較小則會出現彎矩或剪力過大的問題，因此要合理設計連續跨度，通常跨高比至少2.5以上，合理的跨高比不僅可以避免剪力或彎矩過大的問題，而且可以降低工程成本;還要注意合理調整剪力墻結構與房屋中間的距離，建筑物的立面及平面要均勻，以提高建筑整體的抗扭能力。

3、建筑工程結構設計中的剪力墻設計應用

3.1做好延性設計

剪力墻結構最為關鍵的是延伸性設計，墻體本身具有延伸性，所以在設計中要體現剪力墻的延伸性，在根本上保障建筑物結構的穩定性，讓其可以承受外力和自身重力的作用，增強結構的耐久性。剪力墻延伸性處理要符合工程對承載力的規定和要求，堅持對稱性和連貫設計的原則，提高剪力墻結構的支撐能力。

3.2優化剪力墻連梁設計

連梁能夠連接墻肢，能確保墻肢在受到外力作用時不出現變形或超筋等問題，從而保證剪力墻結構質量，這就要求剪力墻連梁的設計要不斷進行優化，因此在設計過程中要注重以下幾方面內容：①要根據實際工程情況進行連梁設計，確保連梁高度符合工程要求，避免連梁因高度問題影響剪力墻質量[3];②連梁對剪力墻的抗震性能起著至關重要的作用，因此在對連梁進行設計時一定要注重連梁的抗震性，增強連梁的塑性;③為了確保連梁具有良好的抗震性能，在設計之初就要對連梁的受力范圍進行精準計算，有效預防連梁出現超出荷載能力的現象。剪力墻如出現超出荷載能力的情況，相關人員應及時采取應對措施，如可以采用鉸接的方式來處理，嚴格控制剪力墻荷載情況。

3.3優化剪力墻邊緣構件

提高剪力墻質量要從剪力墻的各個組成部分入手，其中也包括剪力墻邊緣構件優化設計，邊緣構件包括剪力墻的翼墻、暗柱、端柱，為此設計時應采用約束構造邊緣構件、約束邊緣構造兩種設計方式對邊緣構件進行優化。這兩種方式施工手法不同，但目的均為確保剪力墻邊緣構件擁有良好性能，因此就要求相關人員根據工程實際情況，明確剪力墻墻肢大小，優化翼墻、暗柱和端柱，如根據實際情況增加或減少兩者的截面尺寸和標配鋼筋的數量，以達到從各方面優化剪力墻設計目的。

3.4合理控制剪力墻結構參數

施工過程中要嚴格按照設計標準及相關要求設置剪力墻結構參數，施工過程中則要嚴格按照設計方案進行，如設計參數不合理需要進行調整，則要由施工方、設計方、建設方等相關技術人員共同協商，確定調整方案，以保證設計效果。施工過程中要對施工效果進行動態檢測，根據實際情況合理調整施工方案，保證工程質量。合理配置剪力墻暗柱鋼筋，一級、二級、三級等剪力墻均要設置對應的暗柱及端柱，以提高剪力墻邊緣的搞拉能力，有效消耗地震波，提高建筑工程的穩定性及安全性。

3.5剪力墻其它結構的處理

第一，邊緣結構。剪力墻對于位于加固位置且不抗震的高層建筑，必須選擇結構邊緣構件，如果加固位置與臨時上部和中部以下墻的軸壓平均值大于或等于下表中指定的值，則通常需要選擇約束邊緣構件。第二，過渡層設計。為了提高以后強過渡層傳遞地震剪切力的性能，請在設計時在相應的結構柱之間設置，以提高過渡層的延性和能耗能力。最后是連梁設計。在高層建筑中，通常使用軟梁來平衡墻腿的水平力，以及改變墻腿的力狀態，因為水平方向的荷載向剪力墻施加壓力會導致墻腿扭曲變形。因此，在計算整個高層建筑時，通常會降低軟梁的剛度，減法值通常保持在0.5-1之間。

結束語

設計建筑結構剪力墻時，應充分考慮剪力墻結構的放置位置以及剪力墻寬度和長度都需要加固的相關要求。與此同時，必須嚴格遵守設計和相關規范的原則和要求，以便剪力墻能夠最大限度地發揮優勢，使建筑物更加舒適和堅固，同時使建筑物的質量保持最佳。

參考文獻：

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（作者單位：中山中建設計監理咨詢有限公司）