建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析

曹思維

（自貢市平方建筑設計有限公司）

建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析

曹思維

（自貢市平方建筑設計有限公司）

隨著建筑行業的快速發展，建筑工程結構有了許多新的變化，其結構設計的整體水平得到不斷的提升，建筑工程項目的質量安全也在逐漸提高。剪力墻設計作為建筑結構設計中重要的一部分，其設計的規范合理程度將直接影響到整個建筑項目的安全穩定以及承建單位的經濟效益，所以對剪力墻進行科學規范設計是必不可少的。本文從建筑工程中剪力墻結構所具有的實際問題出發，分析了剪力墻設計的基本思路和原則，從而希望能夠提升建筑工程施工質量。

建筑工程；工程結構；問題；結構設計；剪力墻

建筑結構設計作為工程項目施工的基礎工作，其好比人體骨架，只有結構設計好了才能往里面慢慢的“填肉”。隨著建筑行業的快速發展，剪力墻結構逐漸被應用到現在的許多高層建筑中，在對剪力墻進行設計時，其結構合理性、規范性、科學性將會對整個建筑項目產生影響，為了避免剪力墻在實際工程項目中帶來一些質量問題，我們有必要對剪力墻結構設計進行深入的研究和探討，并根據客觀存在的主要問題制定有效的整改措施，幫助項目施工企業單位提高施工水平，同時也為承建單位企業帶來經濟效益。

1. 剪力墻結構設計常見問題分析

1.1 二十層以下高層剪力墻結構問題

通過之前的調查研究，我們發現目前許多二十層以下的高層建筑中仍然采用的是傳統方式施工：現澆剪力墻結構。由于各個墻肢軸壓比具有很小的計算值，墻體配筋方式也是采用構造配筋形式，使得原設計墻體應有的承載能力沒有真正體現出來，并且建筑工程項目使用使用此種方式施工費用也是很高的。通常遇到這樣情況的時候，一般采取現澆聯肢短肢結構來代替原有剪力墻結構。采用短肢剪力墻結構能夠將建筑結構頂點的位移、周期以及結構底部的剪力把握在可控范圍內。

1.2 框支剪力墻結構在建筑結構中的問題

在建筑結構中，通常剪力墻的上部主要使用的是短肢剪力墻結構，而在建筑物底部處理上，經常利用全落地剪力墻與框架支撐剪力墻這兩項結合作為建筑物底部的結構使用，這類結構常常被利用于商業性住宅小區或者一些底商店鋪中，其中最大的一個缺點就是這種結構在遇到地震等自然災害時特別的脆弱。因為剪力墻在其上部下部之間剛度有很大的差異性，上部能承受較大的外力而保持微弱的形變，下部在同樣的震動下，其特別容易產生變形。即便有水平的作用力存在，也會對其有很大的影響。為了因對這種形變問題，通常會采用短肢剪力墻，使剪力墻的剪力系數控制在一定范圍內，保證其基本的剛度需求。

1.3 二十層以上高層建筑剪力墻結構問題

高層建筑物和低層建筑物不管是從結構設計上，還是在后期的施工技術方法上都存在很大的差異性。面對這樣的一些差異，20層以上的高層建筑在建設過程中仍然采用短肢剪力墻體系，沒用做到因具體項目而使用不同的剪力墻，這樣往往會導致剪力墻的底部剪力系數達不到標準要求，整個建筑物結構也會出現連鎖問題，在這樣的建筑物中一般采用的是剪力系數為A，10聯以上的剪力墻結構才能達到標準應力要求。

2. 建筑工程項目中剪力墻的設計剖析

剪力墻結構設計是建筑結構設計的一部分，其設計要遵循的設計原則，從實際問題出發，為建筑項目施工做好前提工作。

2.1 建筑項目剪力墻結構設計的主要原則

剪力墻結構設計要根據現實工程項目中的實際問題，其結構組成主要有墻肢和連梁這兩個部分組成，這兩個部分在剪力墻結構設計時都會對抗震性及建筑剛度有明確的要求。參與建筑結構設計的設計人員在對這兩種結構進行設計時應該根據實際的需要來決定。剪力墻設計的另外一個原則是，所設計的剪力墻結構在工程項目施工中能夠發揮出來設計時所要求的功能，并且要對這些結構進行規范，提升其承載力。

2.2 剪力墻結構設計的主要內容分析

剪力墻結構設計是一項繁瑣復雜的工作，而且要求設計人員耐心、心細，對各個部分的受力情況有深入的了解。其設計一般涵蓋以下主要內容：1）剪力墻設計的主要方法分析、2）合理布置剪力墻的各部分結構、3）對剪力墻的延伸性進行有效處理、4）提升剪力墻結構的性能和強度等。

1）剪力墻設計的主要方法剖析[1]。在所有的建筑項目結構設計時，挑選合適的設計方法、方式是各項工作開始的必要前提條件。剪力墻設計人員應根據具體項目工程情況選擇有效合理的設計方案，這也是確保整個建筑物整體的安全和穩定的基礎之一。另外，在剪力墻設計方法的選擇過程之中，因為剪力墻結構常處在受彎的狀態中，這個狀態使剪力墻結構常常具有很高的延展性，所以在設計時，要保證其形狀為寬細狀。在這過程中尤其要注意一點，剪力墻過長的話就會造成低寬剪力墻的出現，達不到基本的抗震性能。設計人員必須擁有基本的物理力學基礎，熟悉結構各部分受力情況的計算以及計算機操作，在大量工作實踐的基礎上，設計出科學規范的剪力墻，使剪力墻的結構能夠達到受力分散均勻、合理科學，在保證設計水平得到有效提升的同時促進建筑項目整體的安全穩定。

2）合理布置各部分結構。在設計剪力墻水平方向的剪力過程中，通常需要設計人員以對稱的形式來對平面進行有效的設計，從而達到剪力墻的重量核心及剛度核心按照求布置于一起，這樣的話，既能夠避免了扭矩的出現，同時也可以提高剪力墻的抗震性能。另外一個需要注意的是，在剪力墻設計時確保剪力墻側向剛度達到設計標準要求，從而使其性能有效的發揮出來。

3）對剪力墻的延伸性進行有效處理[2]。通常剪力墻自身具有較大的延伸性，其延伸性過大，對剪力墻的整體結構及其耐久性產生嚴重影響，因此設計人員在設計以及施工人員在項目施工過程中，使剪力墻結構的延伸性控制在一定的范圍之內，確保其不能夠影響到建筑安全穩定。另外，在處理剪力墻結構延伸性問題是，設計人員可以讓剪力墻擁有足夠的承載力避免其帶來破壞現象。通過對剪力墻結構對稱合理、受力均勻、上下連貫的設計，可以有效的提升剪力墻對建筑物整體的支撐效果，保障其安全性，從而也使得建筑結構設計的可靠性也進一步提高。

4）設計時提升結構的性能和強度。我國建筑設計規范中已經明確了剪力墻結構設計所要求的性能及強度，使其在建筑工程項目施工過程中水平向和豎向的配筋率都要達到規定水平，即使是非非抗震設計和四級抗震設計也要保證配筋率要在0.20%以上水平，這樣才能保障基本的抗震強度及自身所需的穩定性能。

3. 結語

建筑行業的技術水平的逐漸提升，給建筑結構設計以及工程項目施工提出了越來越高的要求，剪力墻結構設計作為建筑工程項目整體的一部分應給予重視，合理規范的剪力墻結構設計能夠促進項目施工的進度，保證建筑物的穩定安全，也能夠促進建筑行業的發展[3]。

[1]吳志堅. 鋼板剪力墻和組合剪力墻的抗剪靜力性能[D].哈爾濱工業大學,2006.

[2]李汗珠. 建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析[J]. 江西建材,2015,02∶42.

[3]曾霖羽. 小高層建筑中剪力墻設計[J]. 中國高新技術企業,2009,22∶129-130.

TU7

B

1007-6344（2015）06-0090-01