建筑工程結構設計中的剪力墻設計分析

甘東偉

摘要：在建筑工程結構設計中，剪力墻結構以其抗側剛度性能強、抗震性能好、側移幅度小等優點被廣泛采用。尤其是在大量的高層建筑結構設計中，絕大部分結構體系采用剪力墻結構。下面就建筑工程設計中剪力墻結構設計進行分析。

關鍵詞：建筑工程；結構設計；剪力墻

隨著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。

一、建筑工程項目中剪力墻的設計剖析

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、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剖析。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。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。

二、剪力墻結構在建筑結構設計中的主要應用

1、剪力墻肢種類和具體結構設置

剪力墻墻肢的分類主要是根據墻肢厚度和高度比來劃分的，主要有兩類：短肢剪力墻和一般剪力墻。如果剪力墻高度超過其厚度的7倍時，就是一般剪力墻，如果剪力墻高厚比值在5-8之間時，就是短肢剪力墻。此外，剪力墻還可以根據其墻面開口大小的狀況來分為整面剪力墻、整體小開口剪力墻、連肢剪力墻以及壁式框架等這幾種。一些高層建筑大多愛用剪力墻結構，尤其是那些建筑都需要較大的空間工作能力，因此，其剪力墻結構的設置就需要設計成雙向的，從而形成新的開工建設結構，在抗震區域的建筑物中的剪力墻結構就更要如此設計了。此外，對于剪力墻雙向的墻體剛度最好要接近，其墻面受力要均勻，也要采取一定的措施來調整剪力墻的剛心，確保剪力墻的穩定性以承載性。

2、剪力墻結構長、厚度及配筋

根據上面所說的剪力墻結構設計原則，剪力墻結構的厚度及配筋也有相關的規定和標準。根據建筑抗震相關資料的要求規定，剪力墻結構的厚度和長度也要根據抗震等級系數來調整。據相關規定，為了保證剪力墻結構的穩定性、抗震性以及鋼性，剪力墻結構厚度的最小值為200mm，而且其高厚比要小于1/6。也就是說，居住建筑物的剪力墻結構厚度一般要小于200mm，其高厚比也要符合要求。如果一些高層建筑物的剪力墻結構厚度和長度出現比值不均，在不滿足條件的情況下，就要采取L、T形截面剪力墻代替一字形剪力墻，并增加其翼緣長度或者采取其他方式，使得剪力墻結構滿足其設計構造原則和要求。對于一般剪力墻結構中的水平和垂直風險上的配筋比值而言都要大于1/400，部分剪力墻底部加強部位的配筋比值也要大于3/1000，其他特殊情況下的剪力墻結構的配筋比也要根據實際情況來調整。

3、剪力墻邊緣結構

根據以往剪力墻結構試驗結果，剪力墻結構的邊緣約束性截面剪力墻比無約束性的截面剪力墻的極限承載力要大2/5還要多，而其抗震消耗能量也多有1/5，且墻面的穩定性也要好很多。因此，對于剪力墻的邊緣結構而言，就要根據其設計使用效果和相關承載力的規定來決定其墻體邊緣是設置約束性邊緣結構還是非約束性邊緣結構。

4、剪力墻連梁結構設計

剪力墻肢之間相連接的梁體就是剪力墻的連梁，而剪力墻的連梁裝置能夠均衡墻肢的水平負荷力，并能夠對剪力墻肢起到一定的約束和穩定的作用，因此，剪力墻之間的連梁裝置對剪力墻的整體結構有著非常重要的作用。對于剪力墻的連梁結構來說，其結構的高度和截面大小受到很多因素的影響，一旦設計出現失誤，或者不合理的地方，就會影響整個剪力墻的結構設計。因此，在設計剪力墻連梁結構時，其設計師要主要對剪力墻的連梁結構的剛度按照相關規定進行一定的折減，對于剪力墻連梁結構的跨度要略加，對于高度要略減，從而減少結構剛度，緩解地震作用力的影響。此外，設計師也要適當增加剪力墻結構厚度，進而增加連梁截面的寬度，使得剪力墻連梁結構裝置能夠發揮其最大的優勢和特點，保證其承載力和抗震力度。

結束語

隨著建筑工程結構設計可持續發展速度的持續加快，在建筑工程結構設計中剪力墻設計的進行得到了越來越多的重視和應用。建筑工程設計人員應當對剪力墻設計的內容要有著清晰的了解，能夠在此基礎上通過設計實踐，有效促進我國建筑工程整體水平的有效提升。

參考文獻

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