建筑結構中剪力墻結構設計的運用探析

摘 要：剪力墻結構是一種常見的建筑結構形式，其抗震性和穩定性較好，受到建筑設計師的青睞。剪力墻結構在不同建筑工程項目中的計算和設計內容不同，為了充分發揮剪力墻結構的應用優勢，應結合建筑工程項目的具體情況，優化剪力墻結構設計的各項內容，不斷提高建筑結構的耐久性和可靠性。

關鍵詞：建筑結構；剪力墻結構；設計

近年來，建筑行業逐漸進入瓶頸期，呈現出疲軟態勢，人們在購買建筑物時，越來越多的考慮建筑空間設計的合理性和舒適性，而剪力墻結構具有側移幅度小、剛度和穩定性強等優點，并且在實際的建筑結構設計中比較靈活，因此受到重視。建筑工程剪力墻結構設計是一項非常專業、系統的工作，必須全面考慮各項內容，積極優化和完善各個設計環節，不斷提高建筑結構設計水平。

1 建筑剪力墻結構特性分析

建筑剪力墻結構也稱為結構墻、抗震墻、擋風墻，在規劃設計時其摒棄了傳統框架梁柱結構，而是利用鋼筋混凝土板來承受建筑荷載，平衡和控制建筑結構中的垂直力和水平力，這種剪力墻結構在建筑工程結構設計中應用非常廣泛，可有效抵抗建筑物中的各種荷載。在實際應用中，剪力墻結構是一種由樓板、墻體等共同組成的結構體系，在抵擋重力荷載和水平荷載方面優勢明顯，但是無法破壞或者不能隨意拆卸，在我國很多地區，剪力墻結構施工設計耗材較大、施工困難、施工成本較高，在實際應用中受到諸多限制。

為了充分發揮建筑剪力墻結構的應用優勢，在規劃設計時必須滿足以下原則：其一，在計算和設計剪力墻結構時，設計人員不僅要確定建筑墻體結構的垂直和水平作用力，還需要全面分析建筑結構墻體截面的整體承載能力，結合建筑剪力墻結構設計要求，合理設置剪力墻結構，提高建筑結構的耐久性和適用性；其二，剪力墻結構在整個建筑結構平面中承載能力和剛度比較強，但是平面以外的承載能力和剛度相對較弱，因此在建筑剪力墻結構設計過程中，需要驗算剪力墻結構平面外的承載能力和剛度，可以結合建筑工程項目的實際情況，采取有效的防護處理措施，優化剪力墻結構設置，保障建筑結構的穩定性；其三，剪力墻結構的寬度和高度較大，在規劃設計時必須結合建筑項目的實際施工設計和受力特點，合理確定剪力墻結構的跨度、寬度和高度之間的比值。

2 建筑結構中剪力墻結構設計內容

2.1 連梁設計

連梁是指建筑結構中連接各個位置墻肢和墻肢之間的結構梁，這種連梁可以建筑墻肢結構有效連接起來，而且墻肢受到建筑結構水平荷載作用影響很容易發生變形，使得連梁結構形成內力，反過來墻肢對于連梁形成一個約束作用力，因此連梁有助于提高建筑墻肢結構的穩定性，應合理設計連梁。建筑結構連梁設計應注意截面尺寸和連梁跨高比，若連梁剛度較大，應適當進行折減，根據建筑剪力墻結構設計相關標準，將建筑結構內力荷載轉移到墻體中，實現折減。剪力墻結構折減設計，應注意折減系數，通常情況下，若建筑連梁結構設防烈度不高，折減度稍微少一些；若設防烈度較高，折減度稍微多一些，但是建筑連梁結構折減度必須高于0.5，確保建筑連梁結構保持良好的剛度和豎向荷載承受力。

2.2 墻肢厚度和長度設計

建筑結構中在設計剪力墻結構時，應合理控制其長度。一般情況下，建筑墻肢長度應<8m，跨高比>6。建筑墻體厚度設計應充分考慮到剪力墻結構的穩定性和剛度，通常情況下房屋建筑填充墻厚度不小于20cm，剪力墻結構設計厚度也不能小于20cm。某些住宅建筑沒有設計地下室，墻體高于5m，基礎埋深大于2.5m，如果再根據1/16比例來設計建筑墻肢厚度，會使得填充墻厚度小于墻肢厚度，不利于整體建筑結構的穩定性，因此在實際設計過程中應結合建筑工程項目的具體情況，根據相關設計規程，設計合適厚度和長度的墻肢結構。

2.3 邊緣構件設置

合理設置邊緣構件是建筑剪力墻結構設計的關鍵內容，結合實際建筑結構設計經驗，和無約束邊緣構件剪力墻結構設計相比，約束邊緣矩形剪力墻構件的穩定性、剛度和承載能力都更好，有效提升了整體建筑結構的極限承載力。邊緣構件主要包括構造邊緣構件和約束邊緣構件，在設置邊緣構件時，應結合建筑工程項目具體情況，選擇合適類型的邊緣構件。通常情況下，建筑墻體平均軸壓比在建筑結構設計標準范圍以內的，盡量設計約束邊緣構件，非抗震設計和四級建筑底加強部位以及一二級剪力墻一般部位，多層建筑結構剪力墻計算值大于相鄰結構軸壓比，都必須結合建筑工程項目實際情況，合理設計構造邊緣構件。

2.4 位移、內力和地震荷載計算

剪力墻結構設計時，若建筑工程主體結構設計比較簡單，在分析和計算過程中，可以利用平面協同空間框架，若建筑主體結構設計比較復雜，應結合建筑空間分析程序，合理分析剪力墻結構的位移和內力，遵循簡化計算的設計原則，根據建筑主體結構的實際寬度和長度，合理計算底盤寬度和長度。

2.5 剪力墻優化設計

為了充分發揮剪力墻結構在建筑結構中的重要作用，應做好優化設計，一方面確保建筑工程項目質量，另一方面節約施工成本。在設計剪力墻結構時，應根據實際的建筑工程項目施工情況，運用現代化科學技術，優化剪力墻結構設計布局。同時，建筑剪力墻結構設計時，應選擇合適的原材料，使材料性能和剪力墻特性相互匹配，若剪力墻長度較長，結合具體施工情況，可以適當剪短剪力墻，但是應保障各個位置剪力墻長度的一致性，合理設計剪力墻洞口。不同區域的墻段可以通過弱連梁連接起來，剪力墻截面高度和墻段高度之比應大于1/3，避免剪力墻發生破壞，實際剪力墻墻體厚度應大于墻肢厚度，設置合適大小的框架樁，提高剪力墻結構的安全性。

3 結語

剪力墻結構在建筑工程項目中應用廣泛，其設計必須符合人們對于現代化建筑項目的要求，結合剪力墻結構的特性和優勢，根據建筑工程項目的實際情況，加強建筑剪力墻結構設計各個環節的控制，重點解決剪力墻結構應用中的一些問題，積極進行分析和探索，不斷提高建筑工程剪力墻結構設計水平，推動我國建筑行業的快速發展。

參考文獻

[1] 傅學怡，邸博.基于有限基礎剛度的框架-剪力墻結構抗震設計[J].土木工程學報，2014（04）：29-37.

[2] 曹彬，李銘.高層建筑結構設計中剪力墻結構的要點分析[J].中國建筑金屬結構，2013（22）：65.

[3] 王艷軍.高層建筑剪力墻結構優化設計淺析[J].山西建筑，2010（05）： 73-74.

[4] 門進杰，李慧娟，史慶軒，賀志堅，王順禮，周琦.某板式住宅高層建筑剪力墻結構優化設計研究[J].結構工程師，2013（03）：1-10.

[5] 王心宇.淺述建筑結構設計中的剪力墻結構設計對策[J].工程建設與設計，2015（09）：43-45.

作者簡介：盧偉綱（1980- ），男，浙江溫州人，本科，嘉興聯創建筑設計有限公司，研究方向：土建設計。