剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析

錢子君

（深圳市建筑設計研究總院有限公司合肥分院，安徽合肥 230000）

0 引言

剪力墻結構設計的應用對房屋建筑抗震性的提高有重要意義，且實現了房屋內部無柱、無梁，較為符合當今大眾審美以及現代房屋建設的發展需要。因此我國建筑企業必須加強有關剪力墻結構設計的研究，不斷提高剪力墻的結構設計水平，在原有技術水平的基礎上進行不斷的改進完善，從而進一步提高房屋的穩定性與抗震性，充分發揮剪力墻結構的優勢，最終達到促進整個建筑行業發展的目的，這也是新時代下，國家社會對建筑行業提出的全新要求。

1 剪力墻的基本介紹與特點

1.1 定義

剪力墻結構是指用墻板替代墻體的建筑方式，具體而言就是使用鋼筋混凝土墻板來替代原有框架的過程，無論是對建筑經濟成本的降低還是建筑穩定性的提高都有一定幫助，所以目前建筑企業在進行建筑結構設計中對于剪力墻結構的使用頻率也越來越高，但凡事均有一個量，剪力墻結構雖然有許多的應用優勢，可一旦應用次數過多那么就會產生適得其反的效果，不僅無法保證建筑工程的質量，建筑的使用壽命也會隨之影響。這就要求建筑企業在進行剪力墻結構的設計應用時必須進行嚴格的把控，只有這樣才能更好地發揮出剪力墻結構應有的效應。

1.2 特點

剪力墻憑借著其各種優勢成為房屋建筑結構的重要組成部分，在剪力墻的結構設計中對于墻體的長度、高度等都有著明確的規定要求，所以建筑企業必須遵循對應準則來進行設計建設，這樣才能發揮出剪力墻的最大效應。剪力墻的主要作用是提高建筑的安全性，剪力墻結構的引入可以使得房屋承受大風、地震等自然災害的能力大大增強，十分符合以人為本的時代特點，對房屋建筑安全性的提高有著重要作用，另外剪力墻還有著無外露構建、整體較為美觀等優點。而剪力墻的缺點則是對建筑的空間的要求較高、鋼材的消耗多、不易進行拆除等。

1.3 設計原則

雖然目前剪力墻在我國房屋建筑中得到了廣泛應用，但在實際的設計運用中還是存在些許問題，導致剪力墻技術的實際應用效果不佳，所以設計人員在進行剪力墻結構設計時必須嚴格按照規定流程準則進行，這對剪力墻運用效率的提升有著重大幫助。首先要做的就是對房屋結構進行整體考慮，另外剪切變形的出現主要是由豎向構件決定的，所以對于剪力墻的數量要進行嚴格控制，防止出現因剪力墻數量不合理而引發的變形。其次便是要保證剪力墻的連梁高跨比必須在2.5以上，這樣才能保證連梁的穩定。剪力墻作為新興的建筑技術，建筑企業在進行運用的過程中更需謹慎認真，根據實際情況來進行建筑方案的制定以及剪力墻結構的設計，這對建筑工程質量的提高有重要意義。

2 剪力墻結構設計的要點

2.1 墻面的規劃

剪力墻的抗震烈度是影響墻體剛韌性的主要因素，當抗震烈度過大時，墻體的剛韌性就會較低，這就要求設計人員需對墻體的抗震烈度進行一個合理的規劃，將其保持在一定的范圍內，從而有效保證剪力墻的剛韌性，這對墻面穩定性的提高有著很大幫助。此外，設計人員在進行墻面規劃設計時除了要考慮影響墻面質量的種種因素外，還需對工程的預算進行充分考慮，將工期、材料、技術等納入考慮范圍，進而將有限的資金發揮出最大的價值，在實際施工中做好一系列的安全防范措施，時刻將員工的生命安全放在首位。

2.2 墻體的配筋

鋼筋作為剪力墻結構中不可或缺的重要組成，鋼筋的配置將直接影響剪力墻的最終質量，因此進行科學合理的墻體配筋是十分必要的。通常情況下，鋼筋含量的最小值是有著明確規定的，設計人員在進行墻體配筋時需在最小值之上進行科學的規劃，根據實際情況來確定最終的鋼筋含量。在進行鋼筋的選擇時設計人員還要對鋼筋的性質進行充分的考慮，如強度、直徑等，從而實現在滿足規定要求的同時節約鋼筋材料。為了保證建筑結構的承壓能力，設計者可以根據實際情況適當的增加配筋率，但切不可盲目增加剪力墻的配筋含量，防止出現因剪力墻自身結構過重而影響其抗震性的情況。

2.3 平面布置與結構布置

2.3.1 平面布置

平面布置是剪力墻設計中所需提前做好的必備工作，平面布置工作如果沒有到位，將會影響結構設計的規范性，進而造成剪力墻的剛度與承載力平面的不合理，不僅影響后續的設計建造工作，還會導致平面墻的整體結構發生扭轉效應。因此，設計人員應該嚴格按照相關設計流程進行剪力墻的設計，保證整個設計環節的規范性，切忌因貪圖省事而忽略某些步驟流程，只有這樣才能最終保證剪力墻的設計可以滿足房屋建筑的需要。

2.3.2 結構布置

結構布置所包含的方面較多，主要有電梯周圍的落地剪力墻等，為了防止出現因布置不當而造成的剪力墻承載力減弱進而引發局部變形的問題，設計人員應對剪力墻的結構進行合理的結構布置，此外還需注意許多施工中的細節，如樁基部分施工完成后必須及時進行壓實，地下室設置素混凝土地面等，這樣才能有效保證整個工程的質量。有關結構布置所需注意的方面較多，這就需要設計者對整個建筑進行全方面的考慮，只有這樣才能保證制定出的結構布置科學合理，從而有效提高整個建筑的質量水平。

2.4 剪力墻的數量

剪力墻的數量一直是剪力墻結構設計所需考慮的重要因素，剪力墻的數量只有在規范要求的范圍內才能最大限度發揮出剪力墻的效應，或多或少都會造成剪力墻的實際應用效果較差，甚至產生嚴重的負面影響。因此設計人員必須根據實際情況對剪力墻的數目以及位置進行一個合理的分析，從而在保證抗震性的同時實現經濟性。剪力墻的數量并不是越多越好，過多的剪力墻不僅會增加資金的使用，還會使整個結構的剛度過大，從而導致實際的防震效果較差。

2.5 截面厚度與墻肢長度

截面厚度同樣是影響剪力墻應用效果的重要因素，目前房屋剪力墻抗震等級一般為三級，為了達到這一標準，不同部位的剪力墻對于厚度的要求也有著不同規定，如一字型剪力墻的底部厚度不應小于180mm，而一般剪力墻的底部厚度則不應小于160mm，設計者應根據剪力墻的部位進行適當選擇，這樣才能使得剪力墻達到最佳的應用效果。另外剪力墻也不應過長，一般不得大于8m，且為了保證剪力墻的延展性往往還會采取許多額外的防護措施，由此足以見得剪力墻截面厚度與墻肢長度的重要性。

3 建筑設計中剪力墻結構設計的具體應用

3.1 大墻肢的處理

剪力墻的功能使其必須要有一定的延性，當高度比大于3時，剪力墻就會具有延性高的特點。當出現大墻肢時，設計人員在進行建筑的設計時往往就會利用大墻肢來承載建筑，這樣一旦出現如地震等突發情況時，大墻肢便會首先遭到破壞，進而引發小墻肢的損壞，最終導致整個墻體的坍塌。基于這種問題，剪力墻結構設計中如果出現較長的大墻肢時應根據實際情況進行來對其進行妥善處理，這樣才能做到建筑抗震性的真正提高。具體方法有將大墻肢分解為多個小墻肢，通過設置混凝土墻提高配筋性能等。

3.2 剪力墻的開洞

社會經濟的發展使得人們對于建筑的舒適性以及美觀度有了許多新的要求，為了更好地滿足人們的需要，建筑中的額外功能也是越來越多，隨著建筑功能的逐漸增多，為了更好地滿足這些功能，對剪力墻進行開洞是十分必要的，如電梯口通道的預留。剪力墻的開洞可以有效降低剪力墻的剛度，對整體結構剛度的均勻有著很大幫助，此外，為了更好地完成剪力墻的開洞，在對那些長度較長的墻肢開洞時還需在墻肢之間建立適當的連梁，只有根據現實需要做出適當的調整，才能建造出最適合當地情況的建筑，這也是建筑設計師的職責所在。

3.3 剪力墻的連梁

剪力墻在構建中常因水平荷載的原因發生墻肢變形，進而造成連梁產生內力，而連梁端部的內力則會起到減少變形內力的作用，所以連梁對于剪力墻而言是十分重要的。設計人員在進行剪力墻結構設計時必須將連梁問題作為一個重要的考慮因素，尤其是當墻段較長時，避免連梁超筋現象的出現。當連梁超筋現象出現后也無須慌張，可以通過降低連梁的截面高度或是放棄使用該連梁的方式來解決問題。連梁問題雖有處理方法，但問題的避免遠比問題的解決要更加簡單有效，這就要求設計人員在進行剪力墻的機構設計時就對連梁進行充分考慮，這對連梁問題的避免以及剪力墻質量的提高有重要意義。

4 結語

社會經濟的發展對建筑建造提出了許多新的要求，施工企業只有通過先進技術的引用以及建筑結構設計的優化來不斷提高建筑質量，才能避免被時代所淘汰。剪力墻的結構設計將直接決定其在建筑結構設計中的實際應用效果，因此，設計者必須重視其剪力墻的相關設計工作，嚴格遵循相關規定與設計原則，只有這樣才能確保剪力墻布置的科學合理，對建筑抗震性的提高以及建筑成本的降低都有著重要作用。加強建筑結構設計中剪力墻的結構設計是建筑企業根據當今建筑行業的發展特點以及社會的需要所做出的必然選擇，將直接關乎著建筑企業的未來發展，理應引起建筑企業的廣泛關注與高度重視。