剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用探析

陳賢平

【摘 ?要】剪力墻具有結構剛度大、抗震性強等優勢，這就讓剪力墻在建筑結構設計的領域當中得到了較高的人氣，尤其在進行高層建筑的結構設計時，經常使用剪力墻進行設計。但是，在實際情況中，對于剪力墻處于的位置與建設的尺寸能否與實際情況保持一致就是我們在現階段還沒有進行詳細規定的問題，在此基礎上，建筑結構的設計者需要根據自己的經驗進行設計，這就導致各種無法避免的問題出現。本文將對建筑結構中使用的剪力墻結構進行研究，分析剪力墻結構在工程建設中需要注意的問題，讓建筑的結構得到優化與科學化發展。

【關鍵詞】建筑工程;工程設計;剪力墻;結構設計

建筑結構的設計是建筑工程開展的先決條件，是工程各項目中的重中之重，優秀的設計可以保障建筑的實用性、耐久性與安全性[1]。近幾年，群眾對建筑的結構提出更高的要求，剪力墻結構擁有非常突出的優勢，這就讓剪力墻成為多高層建筑進行結構設計與建設的首選結構之一，不僅可以有效提升建筑結構的整體性，還可以提升建筑的耐久性，提升建設工程的實際價值。

一、了解剪力墻及其結構

（一）了解剪力墻

剪力墻擁有承受風或地震等自然情況下荷載的能力，是一種可以保障建筑物安全與剛度的墻體，剪力墻的優勢在于擁有較好的剛度與抗震性[2]。在剪力墻的結構設計中，墻體擁有的長度與高度應該是比較大的，寬度是比較小的，使用鋼筋混凝土進行整體澆筑的方法。建筑的設計與施工為了滿足群眾對住房與辦公樓的安全穩定經常在建筑的設計與施工過程中使用剪力墻結構，這樣做可以有效提高和優化建筑物的施工質量與建筑結構。當前，有非常多的建筑企業將剪力墻作為取代傳統梁柱使用在施工過程中，分析剪力墻的受力情況我們能看到與梁柱有很強的相似，但與之相比，剪力墻的穩定性更強，還可以降低墻體的承受能力，讓建筑物的質量與安全性得到有效保障。

（二）分析剪力墻的結構

我們可以通過設置方向的不同對剪力墻的種類進行分類，主要包括兩類墻體。首先就是平面剪力墻，這種墻體經常被使用在框架結構與無梁樓蓋的建筑工程中，在這種施工工程中使用剪力墻主要目的是提高建筑的抗震性，滿足建筑對剪力墻的剛度要求。在實際施工的過程中，我們經常使用現澆或預先制作的鋼筋混凝土剪力墻，這種剪力墻的結構可以與周圍的梁柱同步進行澆筑工作，可以有效保障建筑的整體性。其次就是筒體剪力墻，這種墻體經常被使用在懸吊結構與高層建筑中，我們經常使用現澆的鋼筋混凝土墻體制作筒體剪力墻主，同平面剪力墻進行比較，我們可以發展這種剪力墻的剛度與強度荷載更高。

其次就是整體小開口剪力墻，這種類型的墻體洞口的尺寸較大，會在墻肢的部位產生局部的彎矩。之后就是多肢剪力墻，這種類型的墻體開洞的尺寸會更大一些，開洞的位置經常是均勻分布的，這種墻體結構與整體小開口剪力墻相比并沒有較大的差別。最后就是壁式框架剪力墻，與以上三類剪力墻進行比較，這種墻體的開洞尺寸是比較大的，整體結構近似于框架結構，具有較好的剛度與反彎點性能。

二、建筑工程設計中的剪力墻結構設計

（一）做好剪力墻結構的計算

首先，我們要調整建筑物樓層之間的最小剪力系數。在建筑施工的過程之中，我們不僅要降低建筑物自身的重量，還要讓建筑承受地震的能力獲得提升，因此，我們要對剪力墻的使用數量進行控制，要在不超過規定系數范圍之內減少使用數量，這樣做有利于將樓層擁有的最小剪力系數控制在建筑設計的要求規范之內。其次，有很多剪力墻使用的連梁跨度會超出比值到5，在這種情況下我們就要使用框架梁的施工方式做好連梁的建設工作，對于超出比值在5到6范圍之內的情況時，保證墻體剛度不變就會讓剪力墻的剪力或彎矩產生異常，無法滿足設計的規定和要求。因此，在設計剪力墻的結構時，我們一定要對剪力墻的連梁超限情況進行科學調整，讓建筑建設使用的資金成本得到有效控制。最后，我們要遵循建筑物樓層層高和層間最大位移之間的比例調整原則。

（二）合理使用剪力墻的結構

首先，我們要對剪力墻的平面進行布置。在平面布置工作中，我們要依據對稱和均勻的原則開展工作，讓墻面結構的剛度與質量中心可以重合，進而保障出現扭矩較小的效果[3]。對與內外剪力墻來說，我們就要進行拉通和對直設計，在抗震設計的要求之下，我們要避免只使用單向有墻的剪力墻布置方式，另外，我們還要對剪力墻的抗側力剛度進行控制，讓剪力墻的可利用空間與承載能力得到提升，我們還要留意剪力墻之間的距離不要過密。其次，對約束邊緣的構件進行處理。剪力墻使用的邊緣構件主要分成兩種，分別是無約束和有約束邊緣，將這兩者進行相比較，無約束邊緣使用的矩形截面積具有的極限承載力會降低40%左右，極限的樓層位移角會減少一倍，消耗的地震能量也會減少，對墻板穩定性產生影響。

（三）對剪力墻的延伸性進行處理

剪力墻擁有一定的延伸性，但延伸性太大會對剪力墻的結構與耐久性產生不良影響。因此，設計者在進行設計的時候一定要注意這種情況，并叮囑施工人員在施工過程中保障剪力墻的延伸性處于標準范圍之內，保障建筑的安全和穩定不被影響。另外，在對剪力墻結構延伸性進行處理時，設計者要讓剪力墻擁有良好的承載力，防止延展性對建筑物造成破壞。通過對剪力墻結構進行科學設計可以有效提升剪力墻的支撐能力，保障建筑物的安全性，讓建筑設計的可靠性獲得提升。

結束語：

綜上所述，在設計剪力墻的結構時，我們一定要對各種可能造成影響的客觀因素進行全面考慮，設計人員要根據設計的原則進行設計，通過不斷總結積累工作經驗，不斷提高設計的效率和水平。通過不斷研究找到更加合理的剪力墻長度、寬度與厚度，讓設計可以呈現出最佳的效果。另外，設計人員在日常生活中要應進行學習，培養自己的創新意識，將專業知識與創新意識進行結合才能保障建筑結構的穩定、安全和先進，減少工程使用的成本，進而滿足現代建筑工程實際的建設要求。

參考文獻：

[1]江向東.框架—剪力墻結構建筑施工技術在建筑工程中的應用探析[J].房地產世界，2021（05）：77-79.

[2]劉明忠.剪力墻設計在建筑工程結構設計中的運用[J].產業科技創新，2019，1（11）：68-69.

[3]王芳芳.建筑工程結構設計中的剪力墻設計探討[J].住宅與房地產，2019（04）：58.