剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

李冰松

（山西聚仁合人力資源管理有限公司，山西太原030013）

0 前言

從性能來講，設有剪力墻的建筑本身在穩定性與安全性方面有較為明顯的優勢，并且能夠很好地應對地震帶來的影響，以此來確保國民用戶的生命健康安全能夠得到較為有效的保障，而從空間利用率角度來看，剪力墻的存在幫助設計人員在進行建筑結構框架設計的過程中并不需要考慮有關梁結構與柱結構的安裝，這樣不僅能夠方便用戶對整個內部空間進行合理利用，同時還能夠提高整個建筑的質量，從而實現促進企業長久發展這一重要目標。

1 剪力墻的特征

在整個建筑主體結構之中，剪力墻的存在無疑是十分重要的，與傳統房屋主體墻體結構不同，剪力墻本身能夠為用戶提供較為有效的安全保障。通過對剪力墻的應用，整個建筑的穩定性與安全性隨之得到極大的提升，尤其是對于一些長期處于地殼運動地區的工程而言，剪力墻所能夠起到的作用可以說是巨大且必要的，在面臨臺風以及地震等自然威脅時，通過對建筑主體結構的剪力墻應用，能夠最大限度提升整個建筑本身的強度與穩定性，以此確保國民的生命健康安全能夠因此得到較為有效的保障[1]。此外，施工人員在進行有關剪力墻的結構設計過程中，除了要對整個墻體的結構進行分析外同時還要確保整個墻體的各項參數都能夠滿足本次工程需要，比如說整個建筑墻體的高度、寬度以及強度，與傳統墻體結構設計不同，剪力墻的結構設計一般都要使用鋼筋混凝土澆筑施工方法，以此確保后續工作能夠順利進行[2]。而從優勢角度來看，剪力墻很適合當前高層建筑對墻體的需求，既不需要梁柱結構的存在同時自身的剛度還能滿足大部分建筑需求，并且不會對整個內部空間使用率產生較為嚴重的影響，但是剪力墻對于材料的消耗強度相對較高，并且很難對其進行較為有效的拆除工作，往往會導致企業自身的經濟效益無法得到有效提升。

2 剪力墻結構設計原則

通常情況下，設計人員在進行剪力墻的設計過程中往往需要嚴格遵守相關的標準與原則，詳細情況如下所示：

（1）在進行建筑施工的過程中，施工人員需要明確最大位移比，也就是整個建筑本身的樓層與總高度之間的比值，并以此為基礎，計算后續的比例。

（2）設計人員在進行剪力墻結構設計的過程中，需要將建筑結構的變形考慮到其中，房屋結構一旦出現豎向構件就會出現整個剪力墻變形的情況，因此，設計人員需要根據實際情況對剪力墻的數量進行相應的控制，以此避免扭曲變形情況的發生，同時也降低企業的不必要成本支出[3]。

（3）一般來說，相關人員在進行設計的過程中需要明確整個橋梁的標準與限制，在進行連梁設計的過程中要確保不會超過相應的標準。

（4）梁超限是剪力墻結構設計過程中所要重視的比例，通常情況下會將高跨比值設計到要大于2.5，這樣的剪力墻才能夠在剪力以及彎矩方面滿足工程施工要求。但是，就目前來看，很多施工單位在進行剪力墻結構設計過程中并沒有重視這一系數，導致整個工程的質量無法得到較為有效的提升與保障，從而對國民的生命健康安全產生較為嚴重的影響。

3 工程實例

本文以某市中心商業住宅區為例，為了滿足國民的建筑需求，本文所選用的房屋建筑本身更偏向于高層建筑。而整個房屋建筑本身可以分為地上以及地下兩大部分，地表之上共有26層樓層，并作為高檔住宅存在，而地下兩層則是以商業區域為目的進行施工建設，因而整體空間相對較大[4]。通過對房屋建筑的施工圖紙不難看出，整個房屋建筑結構的主體高度設計為92.6m，能夠滿足國民的正常需求，而在抗震防烈度方面，該工程選用了較高的Ⅵ度。而在自然災害預防的過程中施工單位將目標放在了地震、臺風以及暴雪這三部分，房屋建筑所能夠抵抗的最大地震加速度為0.05，而所能夠承受的風壓與雪壓則都在0.5kN/m2之間。而在整個建筑框架之中，底層部分的框架結構本身的抗震等級為二級，而剪力墻部分所具備的抗震等級也達到標準的三級，這些都是需要加強抗性的區域，而對于不需要加強抗性的區域則采用通用的四級，以此確保整個建筑的穩定性能夠滿足本次工程施工需求以及社會標準[5]。不僅如此，在進行混凝土選擇的工程中結合施工單位自身的實際能力與建筑所用標準最終選擇強度為C40的混凝土來進行整個建筑的混凝土灌澆工作。而在建筑工程施工的土地類別分析過程中可以推斷出該施工場地為II類，而在地基設計等級上則是選擇最適當的乙級。

4 剪力墻結構設計的應用措施

4.1 墻面規劃

相關人員在進行剪力墻結構的設計過程中，需要將工作重心放在建筑本身之上，并明確整個建筑的主軸方向是否能夠滿足相關標準與需要，同時還要關注抗側力構件的應用方向，以此確保整個工程質量能夠得到較為有效的提升。抗震性是剪力墻結構設計的核心所在，因而在進行抗震性的設計過程中設計人員需要根據實際情況進行震烈度的設計，這是因為一旦整個剪力墻的抗震烈度相對較大，那么其本身所具備的韌性便會隨之降低，反之，當剪力墻的抗震烈度相對較小，其本身的韌性便會出現過高的情況，并且還會對用戶的生命健康安全產生較為嚴重的威脅[6]。正因如此，為了平衡韌性與抗震烈度，相關人員在進行墻體設計的工程中需要明確其本身的數值范圍的合理性，在這一過程中嚴格遵守對剪力墻結構自振周期的計算，此外，設計人員在進行規劃設計的過程中還要將整個剪力墻所需要的施工周期、選用什么材料進行施工都要做好充足的準備，做好工程造價管理工作，以此實現有效提升房屋設計質量的目的，以及確保施工單位成本支出相對合理的目的。

4.2 配筋設置

配筋設置工作是整個剪力墻結構設計過程中不可缺少的重要組成部分，由于剪力墻本身對于鋼筋材料的使用量相對較大，往往會對施工單位自身的成本支出產生一定程度的影響，因而在進行配筋設置的過程中則需要相關人員正確規劃鋼筋的使用總量，并做好充足的備用準備，以此確保其施工單位的經濟效益能夠得到較為有效的保障。不僅如此，在進行施工作業的過程中由于鋼筋本身會存在最小值，因而設計人員需要確保在進行鋼筋設計的過程中能夠在符合最小值標準的基礎上進行鋼筋方面的墻體設計，能夠合理分配墻體的鋼筋使用情況，并且能夠根據實際情況來對鋼筋的參數進行篩選與應用，尤其是在鋼筋自身強度等級方面都需要施工人員對其進行較為有效的調整與控制，降低工程所用的鋼筋使用總量，以此滿足簡約材料，促進施工單位經濟效益長久發展的目的。

4.3 長寬設置

該項目的剪力墻肢板平面外布置有與之相交的剪力墻，設計者可將其看作是剪力墻的支撐，而在進行這一方面的設計過程中，施工人員需要確保平臺本身的穩定性能夠滿足相關需求，而在進行剪力墻抗震等級的設計過程中，施工人員需要根據實際情況進行相應的調整，而根據我國社會建筑相關標準，則要采用三級以上的抗震等級才能夠確保整個剪力墻的剛度能夠滿足建筑施工需求。而在進行底部厚度設計的過程中，施工人員需要確保整體的厚度不能低于1.6m，而當建筑所采用的是一字型的剪力墻時設計人員需要明確其本身的獨立性，在不影響建筑本身厚度的情況下加以調整，而就當前我國社會發展來看，房屋剪力墻的安全長度應當在8m之下，一旦超過整個長度就會導致整個建筑的穩定性受到較為嚴重的影響，從而使墻體結構受到較為影響而發生較為明顯的破壞。

4.4 平面結構

在進行平面結構的布局設計過程中，施工單位在進行設計的過程前，需要先對整個建筑的實際情況進行較為有效的分析，明確結構本身存在的規律性，以此確保涉及的平面布設設計方案能夠滿足相關標準需要，從而來實現對平面的有效控制。而一旦這一過程中出現問題，就會導致整個建筑內部墻體結構的平面受力布局受到不利影響，在進行結構調整的過程中自身也會發生較為明顯的變形現象。正因如此，為了確保整個方案設計工作自身的安全性與規范性能夠得到較為有效的保障，就要將內墻與外墻進行較為有效的連接，以此確保整個建筑的穩定性能夠滿足本次工程施工需求。

5 結論

綜上所述，在不影響建筑工程施工質量的基礎上進行相應的細節處理，以此確保施工單位在進行工程施工作業的過程中自身的經濟效益能夠得到較為有效的提升，從而對我國社會經濟發展起到促進作用。