建筑設計中剪力墻結構設計研究

孫野

【摘 要】現階段，隨著社會的飛速發展，科學技術的發展也有了很大的提高。社會經濟的進步，促進了高層建筑行業的發展。高層建筑物數量的攀升是肉眼可見的，這也同樣是人們追求生活質量的體現。鋼筋混凝土剪力墻的抗側剛度大，整體性好，經濟指標也良好。因此在居民房屋的建造設計中應用較為廣泛。想要鋪設優質的剪力墻，就應當對剪力墻的基本構造要求和設計原則進行了解。本文就剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用展開討論和分析。

【關鍵詞】建筑設計；剪力墻；結構設計研究

現今，高層建筑建設應用逐步成為現代建筑建設發展的主要方向，為更好地適應建筑市場發展環境，提高高層建筑質量，做好建筑設計結構分析研究尤為必要，尤其是針對剪力墻結構的設計探究，是解決現代高層建筑設計結構穩定性及安全性等有關問題的有效途徑。

一、建筑工程的剪力墻結構

1.剪力墻結構的含義

建筑工程中的剪力墻結構屬于一種重要的承重結構。建筑物在設置墻體的時候，能夠有效地抵消所存在的水平作用力，并且剪力墻能有效地分割開建筑空間。在建筑結構里面能承受豎向荷載、風荷載以及水平地震的主要受力構件指的就是剪力墻結構。對建筑工程來說，通過使用剪力墻能夠顯著降低由于荷載以及地震所產生的安全隱患，這樣可以使建筑質量得到更加可靠的保障，并且可以使人身財產安全得到保障。在進行建筑設計的時候剪力墻結構的承受力以及結構形狀和形狀板所存在的差異不大，并且剪力墻的受力情況和柱子的受力情況也沒有較大的差異，不過還是有一份的結構存在差異。

2.剪力墻結構種類

由于剪力墻的受力特點以及變形狀態存在一定的差異，因此在剪力墻上進行開洞候也會產生一定的差異。通過對開洞的研究，能夠將剪力墻進行分類，其中包括：整體墻、壁式框架、聯肢墻型剪力墻等，其中這樣幾種剪力墻的特點有：（1）整體型剪力墻。所謂的整體剪力墻指的就是沒有洞口或是有固定的洞口數量的剪力墻，不過整體剪力墻在進行開洞時，洞口的面積需控制在墻體面積的15%內，并且洞孔長邊尺寸需小于洞口的凈距和洞口到墻體邊緣的凈距，在這個時期洞口所造成的影響可以不用考慮。整體剪力墻由于受到了水平荷載力，所以能當作整體的截面懸臂構件，接著就是需要按照有關的公式來計算懸臂梁的內力以及變形情況，確保剪力墻有著一定的承載力，并且需要防止因為水平荷載力進而產生反彎的情況。（2）壁式框架剪力墻。壁式框架剪力墻里的開洞尺寸是較大的，墻肢以及連梁是較明顯的，并且墻肢較寬，并且連梁高度較高，墻肢以及連梁相連的部分比較容易產生節點區，并且節點區的尺寸較大，進而產生一定的剛性部分。壁式框架剪力墻由于受到了水平荷載力，所以因剪切變形所造成的影響以及梁柱節點處的剛性部分可以被忽略掉。接著就是能夠選擇D值法來研究內力的情況，在進行研究的過程中需要預先改正反彎點的高度以及正壁柱的D值，如此可以得到更加準確的值。（3）聯肢墻型剪力墻。所謂的聯肢剪力墻指的就是洞口成列布置的墻體，聯肢剪力墻中的墻肢以及連梁的形成是比較明顯的，并且墻壁里面的洞口所呈現的分布形式就是直線分布。由于受到了水平荷載力，所以在墻體上面會出現彎曲變形的情況，并且墻肢會因為受到水平荷載力的影響進而彎曲變形的情況，由于在彎矩圖處因為有著較高的穩定性，所以不會因為存在水平作用力進而出現變形的情況。

二、剪力墻結構設計原則

1.位置選定原則

剪力墻一般是要遵守一定的原則來選取位置的，首先是要均勻分布在建筑的縱橫兩側，然后再在一些類似于屋頂或者其他形狀曲折多變的地方，在設計時就減少剪力墻的分布；在水平布置中要盡量遵循對稱原則，如果實在無法對稱，那就盡可能讓中心接近；在剪力墻上開洞時要切記要把洞開在中部，避開墻根等地方，防止安全性降低。

2.間距和厚度設置原則

剪力墻有一個最大間距范圍，其最大間距都要在這個范圍當中，才能在保證了屋頂的側面剛度一定時，樓蓋平面在水平受力過大的情況下不容易彎曲變形；厚度的取值則要通過各種指標原則計算確定，這與抗震等級下的混凝土厚度比是不同的原則，同時還要滿足剪力墻的穩定性原則和結構性原則，最后就是要遵循《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）中的一些強制性要求來確定厚度。

3.墻肢長度確定原則

一般來說，墻肢長度的確定要是情況而定的，但大多數是≤8m的，因為這樣子太長，容易折斷比較危險，當然肢長也不能太短。有一個確認方法就是把肢長長度確定為厚度的8倍多，而且剪力墻整體長度也應≤4m。如果確實需要設計較長的墻體，那么可以使用在墻上開洞的方法使墻體增長，只要比值>2，所開的洞尺寸合適那么墻體就不容易被破壞，也達到了目的。

三、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的具體應用分析

1.加強剪力墻結構位置確定工作

相關人員要想將剪力墻結構順利應用到建筑結構設計中，就需要加強剪力墻結構位置確定工作，在進行剪力墻結構位置確定時遵循“均勻對稱性”原則，讓剪力墻面結構的質量中心與剛度中心可以順利重合，減少誤差。與此同時，相關人員在確定剪力墻位置時還需要保證剪力墻肢截面規矩、簡單，滿足建筑工程美觀性需求。

2.剪力墻結構應用中加強大墻肢處理工作

在我國社會經濟快速發展的背景下，城市居民在剪力墻結構應用過程中更加注重剪力墻延伸性需求，在此種情況下，相關人員在建筑結構設計中使用剪力墻結構設計就需要加強大墻肢處理工作，具體可以從以下幾個方面展開：①相關人員在剪力墻結構設計時，需要對墻體長度較長的剪力進行針對性設計，滿足其承載力要求，在此基礎上再進行分層間隔設計，將其分割成均勻、獨立的各個部分，提升建筑結構承載能力。②相關人員進行大墻肢處理工作時，還需要根據墻段長度調整期受彎產生的裂縫寬度，保證剪力墻的大墻肢可以充分發揮墻體配筋的支撐作用，滿足建筑結構的整體需求。③相關人員在剪力墻結構設計過程中需要展開工洞設計工作，在施工時墻上留洞，并精確計算出每一混凝土墻面的鋼筋能力，然后再進行施工，完工時砌填填充墻，把長墻肢分成短墻肢，保證剪力墻結構的大墻肢處理工作質量。

3.剪力墻結構鋼筋配置

剪力墻結構鋼筋配置設計首先要綜合剪力墻主體墻面厚度數據。如墻體實際厚度小于14厘米，則才鋼筋配置方面應選用雙排筋設計方案，若墻體厚度達到40厘米以上，則要采用三排布局方面，通常70厘米以上的剪力墻墻體設計，需采用四排鋼筋配置設計，以免鋼筋配置平衡強度不足，導致剪力墻受力失衡，從而使后續階段剪力墻墻面出現列橫及內部鋼筋彎曲問題。不同的建筑抗震等級設計，所選用的鋼筋配置方案不盡相同，尤其要注重對剪力墻豎向及水平鋼筋布置配筋率的控制，實際數值要達到0.2%左右，鋼筋直徑需要在保障剪力墻基礎承載力的基礎上，盡可能的選擇大直徑鋼筋材料。例如在鋼筋配置方面，選用8毫米直徑鋼筋，實際間距控制要大于30厘米，避免鋼筋結構間的互相干擾，針對抗震部位設計鋼筋配筋率應達到0.3%-0.4%階段，必要時可根據實際情況進行增加。

四、結語

建筑結構設計工作具有系統性的特點，在實際設計過程中，要以建筑的安全性為主，給予人員以安全保證。嚴格按照國家規定進行設計，認識到建筑結構安全設計的重要性，分析建筑結構安全性的主要影響因素，從結構設計安全性的現狀出發，提高我國建筑工程的安全性。

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