建筑剪力墻結構設計要點及優化措施探析

摘 要：近些年，人們對于住宅質量的要求越來越高，傳統建筑中的普通框架結構逐漸不能夠滿足人們對于平面與空間的具體設計、內部架構等方面的心理需求，各種新型住宅觀念，如高層建筑剪力墻結構，開始逐步進入人們的眼簾。由于剪力墻結構本身設計較難，其結構的復雜性和整體性，使得設計要點往往難以掌握，但是隨著需求的不斷增長，如何對于剪力墻結構進行合理設計，如何對其進行措施優化更需要設計人員進一步探究分析，文章就針對這一問題進行了詳細的闡述說明。

關鍵詞：高層建筑；剪力墻結構；設計要點；優化措施

由于我國社會經濟水平的高速發展，人們生活質量進一步提高，城市化發展越來越迅速，人們對于住房要求也越來越高。為滿足如此龐大數量的居民住房，住宅建筑往往趨于高層，但對于建筑水平要求極高的高層建筑涉及到多種技術方面的問題。如何對于高層建筑中剪力墻結構進行優化設計，就是其中的一個研究重點。我們通過對于在實際設計中遇到的部分典型進行實際分析，對于剪力墻結構設計要點進行具體研究，提出了部分優化措施以供參考。

1 剪力墻結構及其特點分析

1.1 剪力墻結構

剪力墻是墻體中的一種，根據其用途又可以稱為抗風墻、抗震墻或結構橋，在建筑中主要承受荷載重力。剪力墻結構，則是用混凝鋼筋土來代替傳統框架結構中的梁柱，使其起到具體承擔荷載作用，從而有效協調控制結構中的水平力的一種結構，往往在高層住宅中被大量運用。

1.2 剪力墻結構的特點

剪力墻結構有著較好的承載力和抗側力能力。在其具有一定承受力的基礎上，還能夠有效的協調抵抗豎向荷載和橫向荷載，極其適用于高層建筑。

剪力墻結構的側向剛度極大，即使受到高強度的水平荷載作用下，仍能夠保持較小的側移距離。

剪力墻結構能夠保證建筑空間的高利用率。由于其特殊的受力體系結構，其在建筑室內的空間比傳統的梁柱結構更加寬敞。并且由于它不設梁的特性，它增加了整體住宅的高度，使其空間利用率極大。

剪力墻結構的抗震性極強。是由于該結構自身重量本身就極大，能夠有效地吸收地震能量，達到一定的抗震效果。

剪力墻結構的造價頗高。由于其結構，較為復雜，施工較為麻煩，所以其工程造價也比較高。

2 剪力墻結構的設計要點及優化措施

2.1 剪力墻結構的整體布置

剪力墻應該維持側向壓力程度和其雙向布置，從而保證豎向布置連續，并且一定要為其設計洞口，過程中要注意加固。

當剪力墻做到延中軸線雙向均勻分布時，剛度中心和質量中心相對接近，能夠達到一定程度上減小地震能量的作用，防止內部結構混亂扭曲。具體格局布置時，要避免“一”字型的墻肢，建議采用T型或L型結構。由于剪力墻結構自身重量本就較大，應該適度減輕，借以擴大可用空間，有需要再補知識，保證一定密度，構建合適的剛度，以滿足規定。至于剪力墻上的洞口，最好使其成排成列分布，形成明確的連梁，使得力量能夠均衡分布，達到最優的設計效果。

2.2 剪力墻結構中的長度和厚度

剪力墻的墻肢長度能夠保證剪力墻結構的延性，細而高的剪力墻更具有延性，能夠有效避免結構脆性的剪切破壞，因此，對于其長度設計往往不宜大于8m。由于具體實際中的多種情況影響，當墻體長度不得不大于8m甚至更長時，為了滿足一定程度的延性，我們可以通過開設洞口，將長度較長的墻分成長度較短且均勻分布的連肢墻，并且在洞口部分采用約束彎曲較小的弱連梁，將長墻分割成獨立的墻段。

至于剪力墻的厚度，在高層建筑設計的具體規定中，往往采用了一定的硬性規定。厚度方面，如果該高層住宅的填充墻厚度為200mm，則相應的剪力墻厚度也應為200mm，從而保證剪力墻的剛度較強，有效防治剪力墻結構在高強度重壓下的結構變形彎曲。

2.3 剪力墻結構中連梁的設計

連梁是指剪力墻結構中連接各個墻肢部分的梁。在外界各種重壓作用力的影響下，如果墻肢發生嚴重的變形甚至斷裂，究其原因，則應該歸咎到連梁設計上。由于連梁起到提高剪力墻結構剛度、緊密連接剪力墻墻肢的作用，在整體設計實施的過程中，連梁的剛度要進行適當的折減。

“強墻弱梁”是在剪力墻結構中對于連梁部分的設計原則，這一原則可以有效增強剪力墻結構的延性，從而減少剪力墻的破壞幾率。例如，在部分工程實際設計中，在窗洞露面和窗臺之間部分使用輕質砌筑材料或者在窗臺處再增加一根梁且在梁之間用輕質材料填充。

2.4 剪力墻結構中過渡層的設計

部分剪力墻結構需要一定的過渡層或轉換層，在對剪力墻過渡層的設計過程中，應該根據其具體結構去設計，從而使其適應各個結構的各種數據要求，達到具體目標。

特別需要注意的是，不要過高的估計過渡層的抗震力。實驗表明，反復的垂直荷載作用力和反復的橫向荷載作用力共同影響下，過渡層的剪力墻墻體往往會比一般情況下降2到3倍，如果設計過程中單純按照正常墻體承受力的測量方法計算，則會大大減弱該結構的抗震力。

2.5 剪力墻結構的計算和配筋

剪力墻結構由于其所需材料較多，配件部分較復雜，設計過程中特別應該注意各類結構部分的具體用量計算。例如：剪力墻結構中包含橫向和水平向兩類鋼筋，在其具體設計使用的過程中少不了對其進行各類計算，對用量加以準確確定。一般而言，筋配置要求為：在一、二、三級的抗震設計中，豎向配筋率與水平配筋率最高為0.25%；在四、一級抗震設計中，其配筋率最高為0.2%。另外，豎向鋼筋與水平鋼筋之間的距離應保持在30mm左右，直徑最高為8mm。

剪力墻結構的具體設計中，對于縱筋、箍筋、腰筋等配筋的設計也尤為重要。具體使用數據應依照規定仔細測量設計。

3 結束語

綜上所述，隨著人民生活水平的日益提高，我國城市化的日益發展不斷推動著建筑行業的多向發展，剪力墻結構技術被重視的明天可以預見。由于多種因素共同影響著剪力墻結構的合理設置，其影響也固然是多方面的。在剪力墻設計過程中，各個環節的要素都應當注意，我們應該合理確定各項設計標準，切實落實具體設計執行的措施和原則，確保每一項工程的安全合理性和經濟適用性，在滿足設計需要的同時，有效改善人類的居住環境。

參考文獻

[1]楊雪瑩.剪力墻結構設計要點研究[J].城市建筑，2014（17）：62-62.

[2]周衛.探討建筑剪力墻結構設計要點及優化措施[J].建材發展導向（上），2014（8）：172-173.

[3]關俊偉.高層建筑剪力墻結構設計要點探究[J].建筑工程技術與設計，2015（20）：490.

[4]李凱.高層建筑框架剪力墻結構設計優化措施研究[J].房地產導刊，2015（3）：125-125.