建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析

白天洋

摘? 要：隨著社會的發展和經濟的發展，人們對建筑業的需求日益增長，在一定程度上促進了建筑業的快速發展。隨著人們對房屋建筑的穩定性和安全性的不斷提高，剪力墻的設計成為了建筑的重要組成部分，而剪力墻的設計水平又與其相關的施工單位和公司的經濟效益密切相關，并且還影響到整個工程的整體穩定與安全。

關鍵詞：建筑工程;結構設計;剪力墻設計

1.剪力墻的特點

在建筑結構中，剪力墻的設計比其它墻體設計復雜，但它的穩定性和安全性也較高。過去采用的混凝土澆注方法更為合理，在施工過程中，減少了建筑材料的用量，減少了工程造價，增加了經濟效益。而且剪力墻對建筑物的結構也沒有太大的影響，既不會破壞整體的美感，又不會占用太多的內部空間，從而使建筑的結構更加合理、美觀。盡管剪力墻有著諸多優點，但其結構也有其局限性，因此，應加強對其設計的重視。由于剪力墻需要大量的施工材料，它是由混凝土澆筑而成，這就導致了整個結構的重量和承載力的增加，如果不經過足夠的壓力測試，很可能會在地震中倒塌，所以如果在建筑設計中采用了剪力墻，那么一定要重視基礎的加固，同時還要考慮到剪力墻的承重，與其它的墻相比，剪力墻的承重能力要比其它的墻更強，所以，在主體結構上出了問題，那么它的承載力就會大打折扣。

2.剪力墻設計概述

2.1設計概念

剪力墻的設計理念是有自己的，一般來講，剪力墻也叫防風墻、防震墻和結構墻。在建筑工程中，剪力墻的主要功能是能更好地抵抗風荷載和地震作用下的水平荷載和建筑物的垂直荷載。與常規的木質墻體比較，盡管剪力墻具有更多的幾何特性，但它具有更高的工程強度。另外，在剪力墻設計時，設計者必須保證墻體水平、垂直方向的受力和墻體的整體受力，并對其進行準確的正切承載力，并根據斜拉剪承載力進行分析、校核，使剪力墻整體荷載水平得到有效提高。

2.2設計分類

剪力墻的設計分類具有自己的特色，如剪力墻的開孔必須成排排列，上下對齊，構成清晰的墻腿和橫梁，且各個墻體的剛度基本相同。同時，它的受力特性表現為可以在連續梁上突然出現突變，而不會在全墻高度出現反折。另外，與此相應的實體墻體沒有開口和開口區域，它的受力特征是彎曲曲線不會出現反彎點。因此，在剪力墻設計時，必須嚴格按照剪力墻的高、寬等原則進行設計。

2.3設計原則

剪力墻本身就有其明確的設計準則，它的結構形式是墻肢與連梁，它們的抗震性能和剛度都各不相同，所以在進行結構設計時，要根據實際情況來確定。另外，對于剪力墻的設計原理，也是為了讓其在施工過程中更好地發揮其優點，設計者應該對其進行合理的設計與布置。同時，在完成設計后，采用相應的防護措施，可以有效地提高整個設計工作的可靠性。

3.剪力墻結構設計的應用策略

3.1選擇設計方法

只有科學合理的設計方法，才能使剪力墻的穩定和整體的施工質量得到有效的保障。在設計時，考慮到剪力墻在彎曲工況下的伸長率一般都比較高，所以在進行剪力墻的設計時，首先要確定其寬度。同時，也要防止剪力墻太長而導致其變成低寬度的剪力墻，不能滿足工程的抗震要求，從而導致剪力墻的設計失效。此外，設計者在選用設計方案時，必須借助計算機進行準確的計算，并參考大量的試驗經驗，以使所設計出的剪力墻能夠適應各種形式的要求，確保結構的穩定與安全，既能確保工程的順利進行，又能極大地提高建筑結構設計中的剪力墻的設計水平。

3.2科學處理剪力墻的延伸性

剪力墻的實際延伸是剪力墻結構設計的一個重要環節，因此，在建筑設計階段，應充分考慮剪力墻的延展性。通常來說，剪力墻本身就具有一定的延展性，所以在進行剪力墻結構設計時，必須對其進行延展性的檢查，確保其延展性和完整性。此外，在進行剪力墻延展性的處理時，必須確保剪力墻的實際承載力能滿足有關規范要求，并通過均勻堆疊的方式提高剪力墻的承載力，確保剪力墻的設計是合理和有效的。同時，還要求設計者嚴格遵循有關規范，有效地控制邊沿剪力墻，有利于形成矩形截面，增強剪力墻的強度。

3.3合理定位剪力墻結構

要從根本上提高剪力墻的安全與穩定，就必須采用合適的方法進行剪力墻的排布，而最合適的方法就是采用雙向結構，這樣才能保證結構的橫向剛度。在安裝剪力墻時，要按照相關的技術規范進行施工，保證鋼筋混凝土的剛性和質量中心是最好的。力矩的控制與限制。內、外剪力墻均為豎向，其肢節不可太復雜，應保持簡單明了，以符合實際結構要求。由于結構的上部和下部剛度的突然變化，需要防止由于設置了剪力墻而引起的。剪力墻上的孔洞要按規范要求進行結構調整，其門窗開口處要上下對齊，排成一排，構成明顯的墻腿和橫梁。孔洞的布置要合理，以防止墻體的剛度差異太大。剪力墻的內、外翻間距應保持在合理的水平。

3.4大墻肢處理

剪力墻自身的剛性較強，但也存在著一定的延展性，而這些問題通常是由于建筑材料的原因。所以，在設計時應充分考慮結構的延伸特征，并針對結構的特殊要求，對其進行加固處理，以改善結構的整體性能和綜合效果。在剪力墻結構中，彎曲破壞是一種普遍的設計方法，在高層建筑投入使用后，由于長期的壓力累積，導致其脆性失效。因此，為了有效地改善剪力墻的承載力，在設計時必須保證剪力墻的承載力，采用分層間距設計，并設置均勻、獨立的剪力墻。對于短截面的剪力墻，由于其在彎矩作用下產生的裂縫寬度不大，因此能夠起到很好的加固效果，從而保證了剪力墻的穩定和可靠。

3.5墻體配筋

剪力墻結構的種類很多，涉及的領域也很廣泛，所以在進行具體的配筋時，要將不同方向的鋼筋放置在不同的位置，同時，還需要考慮到最小的配筋比例。如果所選用的鋼筋為兩向結構，其防護層的厚度不得大于30 cm，以防止墻體配筋造成的資源浪費。目前的情況下，在超高層建筑中，剪力墻的作用主要是結構配筋，但在配筋時，必須根據最小的配筋比例來配筋。根據有關規范和要求，在薄弱部位進行加固，并對豎向配筋較多的部位進行加固，以從根本上確保其抗震性能。

3.6剪力墻連梁超筋的處理

在進行剪力墻結構設計時，必須對其進行有針對性的處理，并對其進行適當的剪力和剪力控制，以達到設計要求，從而防止其產生過多的問題。對于剪力墻結構，通常是在樓層的三分之一處，連接梁的超筋現象很容易出現，而在中間部位，則會出現超筋的情況，這是最常見的情況，但如果墻腿的高度不同，則會出現超筋的情況。剪力墻的剪力作用導致了剪力墻的變形，若不能維持剪力墻的大小，則必須對其進行合理的調整，以達到科學規范的目的。為了提高剪力墻的抗震能力，必須對其進行合理的設計。若連梁受震動而產生不同程度的皮破壞，則無法確保墻體的穩定，則必須對其進行充分的分析與研究，并通過科學的計算，確定最大的內力，然后再進行相應的加固。

結束語

綜上所述，隨著經濟的迅速發展，人們的生活水平不斷提高，對房屋建筑的需求也越來越大。隨著高層建筑的增多，建筑的層數也在不斷增加，剪力墻由于其剛度大、整體性能好、用鋼量較省、相對經濟等優點，必將得到更廣泛的應用。但是，由于剪力墻本身的重量太大，在平面布局上受到限制，很難得到更大的空間，因此在進行結構設計時，要正確地選擇合適的布局，掌握每一個細節，提高其強度和性能，才能使建筑結構更加安全、合理、經濟。

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