建筑工程結構設計中剪力墻結構設計分析

王剛

摘? ? 要：社會城市化的加劇，推動了建筑行業的發展，在建筑工程結構設計當中，剪力墻結構的應用日益廣泛，優化了建筑工程的結構，同時也促進了建筑工程結構設計能力的有效提升，提高了建筑工程項目的質量安全，基于此，對剪力墻結構設計進行規范十分必要。文章主要圍繞建筑工程結構設計中剪力墻結構設計進行分析與討論。

關鍵詞：建筑工程;結構設計;剪力墻結構設計

1? 剪力墻結構概述

剪力墻結構是在建筑工程建設中用來承擔風力荷載、地震等引發的水平荷載的墻體結構類型，因此又可以被稱之為抗風墻體結構或者抗震墻體結構，此種墻體結構應用的主要目的就是避免結構剪力對建筑工程造成破壞。剪力墻結構主要是由鋼筋材料和混凝土組合而成，具有較強的荷載性能，建筑單位通常會應用此種類型的墻板結構替代梁柱等建筑框架結構。

2? 剪力墻結構設計

剪力墻結構設計是指，在建筑工程結構設計當中，工程設計人員將鋼筋混凝土墻板替代傳統建筑框架結構，此種墻體結構可以承載來自于各個不同方向的荷載里，使得建筑房屋結構處于穩定的狀態。通常來說，建筑工程建設期間每隔3m或5m左右會設置一面剪力墻結構，剪力墻結構的數量在設計階段必須嚴格控制，并非設置數量越多越好。建筑工程結構設計中如果應用了過多數量的剪力墻結構，可能會導致房屋結構中作用力失衡，為此，工程結構設計人員必須根據建筑房屋實際結構類型和荷載分布情況科學設置剪力墻結構。

3? 剪力墻結構設計原則

剪力墻結構墻體的外平面部分承載性能相對來說比較小，墻體內平面部分荷載性能比較強，如果其與外平面方向的梁結構存在連接設計，可能會導致墻肢平面存在外彎矩的情況，為此，結構設計人員在設置剪力墻結構的時候，要盡量避免出現外平面搭接設計。剪力墻結構的設置應該盡量沿著主軸方向，處于不同方向的剪力墻結構要盡量相互連接，但是不得存在拉通對直的連接設計。設計人員在進行抗震設計的過程中，兩個不同方向剪力墻結構的側向高度要保持一致，剪力墻結構設計要相對簡潔，設計中不得出現單向有墻的設置，不同方向的剪力墻結構要保持平均分布的狀態。此外，設計過程中應嚴格控制剪力墻結構數量，剪力墻結構分布數量過多，建筑抗側力剛度會隨之增加，與此同時其重力和震力也會增加，如果剪力墻結構分布數量較少，那么建筑結構穩定性和抗側力都會隨之降低，為此要合理控制。

4? 剪力墻結構設計要點

4.1? 剪力墻結構平面布置設計

工程設計人員進行剪力墻結構設計時，工程設計人員要結合建筑結構中不同墻體類型和分布情況實施設計分析，其中墻體結構內力分布情況、受力屬性以及墻體結構的破壞形態等都是重點考量的因素。此外，設計人員還要重視墻體結構配筋數量和構造形式的設計問題。一般來說，剪力墻結構主要是用于承擔建筑結構來自于豎直方向的壓力，此種壓力主要源自于墻體結構和建筑物整體荷載重量。結構設計過程中設計人員要注重剪力墻結構的實際荷載計算分析，確保結算結果的準確性，剪力墻的布置要盡量沿著建筑結構平面主軸的方向，剪力墻結構的布局形式要科學合理，其結構平面設計應保持均衡性，并處于對稱狀態。對于墻體結構中存在較大伸縮應力或者溫度應力的部分，結構設計人員要在墻體結構中適當增加鋼筋的配筋系數，優化墻體抗荷載強度和實際抗震效果。

4.2? 剪力墻結構大墻肢設計

對于剪力墻結構設計來說，其剪力墻墻肢設計是非常關鍵的設計要點，結構設計人員在制定剪力墻結構設計方案的過程中，一方面要考量墻體結構的延展性，與此同時還需要嚴格控制墻體結構的標高和寬度尺寸，在此期間需要注意，墻體寬度和高度的比值不得超過2。這樣一來才能盡量確保剪力墻結構墻肢設計的合理性。如果剪力墻結構為彎曲狀，在進行墻肢設計的時候要重點控制以下幾個技術要點。首先，剪力墻結構標高必須與工程標準保持一致，在墻體設置范圍內，要應用相關施工技術設置預留孔洞，各個預留孔洞的設置要合理分布在剪力墻結構中，盡量消除墻體彎曲部分形成的作用力對墻體結構造成的不良影響，防止后續墻體結構開裂。其次，設計過程中為了強化剪力墻結構的支撐性能，必須嚴格控制墻體高度設置，如果墻體結構高度超過8m以上，設計人員應在特定位置設置開孔處理，剪力墻施工結束之后要應用混凝土對之前設置的空洞實施封堵。

4.3? 剪力墻配置數量設計

雖然剪力墻結構性能優越，但是在建筑工程實際建設期間，建筑結構中的剪力墻結構數量并非是越多越好。如果工程設計人員在結構設計中盲目增加剪力墻結構的用量，不但會影響到建筑工程結構受力的均衡性，還會增加施工成本，造成資源損耗。之所以要設置剪力墻結構，主要目標就是優化建筑結構荷載性能，為此剪力墻結構中包含大量鋼筋材料和混凝土材料，剪力墻結構的墻體密度較高，抗震性能相對優越，但是如果在結構設計中應用大量剪力墻結構，由于剪力墻結構自身較重，會顯著增加建筑物整體的重量，不但沒有起到優化建筑穩定性的目的，反而增大了建筑基礎的荷載壓力，大大提升建筑應用安全隱患，削弱建筑結構的防震性能。為此工程設計人員必須結合建筑物結構屬性其結構荷載參數優化剪力墻結構的配置數量，充分發揮其結構的應用優勢。

4.4? 剪力墻轉向空間結構設計

工程設計人員在進行剪力墻承重結構設計的時候，通常回采用承重板橫縱交錯排列的設計方式，以便形成穩定安全的承重結構體系，對于其轉向結構的設計技術人員要格外重視，應在剪力墻設置的主軸方向設置雙向結構形式，這樣一來，剪力墻承重結構內部會存在一定的空間，該結構能夠同時承載兩個不同方向的重力荷載，全面優化墻體結構性能。應用剪力墻結構側向剛度對其進行結構優化設計的時候，要注重結構材料的選擇應用，盡量選擇輕質材料，減輕墻體重量，擴張墻體結構的內部空間。

4.5? 剪力墻連梁結構設計

在剪力墻結構中，連梁結構對于其結構性能優勢的充分發揮具有不容忽視的作用。工程設計人員在進行連梁結構設計的過程中要嚴格控制墻體的平衡程度、墻體剛度以及墻體與墻肢的連接緊密程度。在進行連梁結構設計時要應用設計工具和專業計算系統進行輔助，明確結構內部各重要參數，確保參數的精準度。

4.6? 剪力墻邊緣構件設計

工程設計人員進行剪力墻邊緣構件設計的過程中，邊緣構件的形態設計是比較關鍵的控制要點。剪力墻結構邊緣構件的設計方案要根據建筑施工現場環境和剪力墻施工技術的應用進行制定，在設計過程中要將剪力墻邊緣構件按照作用類型進行分類劃分，此外，邊緣構件設計還與墻體箍筋情況、配筋數量以及剪力墻墻肢的實際長度進行設計，進而通過對剪力墻結構的規格參數和形態控制，實現邊緣構件的完善設計。如果在鋼筋配置中，約束構件對于剪力墻基礎結構存在約束，設計人員要適當調整墻體剛度，降低整體剛度，優化邊緣構件對于結構的約束性能。

5? 結語

綜上所述，在整個建筑工程的項目當中，剪力墻對于建筑物的整體性能有著非常重要的影響，故在建筑結構設計中有必要對各類型剪力墻的受力情況、剪力墻結構體系的布置原則及其構件設計原則等進行深入了解，從工程實踐入手對設計方案進行持續優化和調整，確保建筑結構的安全及各項性能均能達到預期設計目標。

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