剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用研究

常希孟

摘 要 剪力墻結構建設方便、節省建材、成本低廉，其強度高、防震防風能力好，是基于以往的墻體結構上逐步升級與改進的，在現代化建筑物設計中占有顯著優勢，其安全程度也獲得了建筑單位的廣泛認同，在建筑結構規劃中需要結合建筑的具體狀況來決定是否應用剪力墻項目，從而設計出科學的剪力墻結構施工方案。

關鍵詞 剪力墻結構設計;建筑結構設計;應用

1 剪力墻結構概述

剪力墻結構指的是含有鋼筋的混凝土板的梁柱，并能夠承受墻體重力等平衡荷載壓力，還能夠有效控制水平力的墻體。剪力墻還被稱為結構墻、抗風墻等，可以防止建筑物在遭受壓力時受到剪切破壞，極大程度地提升建筑物的安全性能。又因為剪力墻所需的原料少、節約原料、工序簡單，但能夠具有很強的抗震性能，因此具有很強的使用價值和應用前景，剪力墻結構在建筑結構中的應用也變得越來越廣泛，在高層建筑中的應用更加普遍。

2 剪力墻結構設計的原則

2.1 對墻體進行受力分析

針對剪力墻的設計，需要對其投入使用之后的受力情況進行分析，對各種受力強度和受力方向進行全面考慮之后才能確定剪力墻的設計強度。剪力墻是種平面構件，在對其受力情況進行分析之后可以發現，它不僅需要承擔墻體的豎向壓力，還需要承擔來自水平方向的剪力和彎矩力，這就要求墻體需要具備一定的強度，方能承擔兩個方向的作用力?？梢?，在對剪力墻結構進行設計時，需要保證受力情況分析的準確性和墻體質量，這樣才能確保建筑整體的使用性能。

2.2 剪力墻在建筑平面中結構選型

首先，應優先滿足建筑設計的功能布局，實現建筑本身的價值，這是結構設計工種所必須堅持的原則，其次應滿足結構選型及抗震概念進行設計。在當今多數結構設計中按結構體系來分，鋼筋混凝土高層純住宅由于建筑平面功能簡單且上下各層建筑平面布局均一致，一般多采用落地剪力墻結構、框架一剪力墻結構;底部帶有商業的商住兩用樓為適應下部設置大空間，公共設施多采用部分框支剪力墻結構;而酒店及寫字樓等辦公高層多采用筒體結構。

2.3 延性設計要則

墻體延性功能設計中，需提高材料的重點墻體部位的延性功能。實際設計過程中，則需合理分配關鍵構件的分布功能，綜合性分析縱向墻體的承載要求，有利于防治墻體發生倒塌的情況。同時，在某些底面面積較大的墻體設計中，則需根據主體建筑的層高需求進行綜合調配，并確保裙房構件延性功能能夠控制墻體變形的發生概率[1]。

3 剪力墻結構設計在建筑過程中的應用優化

3.1 剪力墻截面尺寸要符合工程要求

為使剪力墻結構滿足工程建設的需求，在進行結構設計時，構件的截面尺寸應合理。在設計過程中，設計人員必須要考慮剪力墻的承壓能力和具體承壓方式，明確剪力墻水平方向和豎直方向承壓能力不同而需要不同強度的情況，在設計中要確保剪力墻的截面高度大于墻體厚度，數據應符合工程標準，以確保剪力墻有足夠的承載能力。同時，也應保證剪力墻的穩定性，這要求剪力墻結構擁有穩定性外形，如T形或L形。這種剪力墻外形能有效保證剪力墻結構的穩定性，提升剪力墻墻體強度，確保整個工程質量。

3.2 科學合理的開展平面布置工作

剪力墻結構設計工作進行的過程中，最好是沿著主軸或者是其他方向開展雙向或者多向布置工作;當布置剪力墻平面的過程中，一定是需要遵循勻稱這一項原則，爭取讓墻面結構剛度和質量中心相互融合起來，為了有效控制剪力墻扭矩衍生出的對直拉通設計方案，在內剪力墻當中展現出的適應性并不是很強，但是在外剪力墻展現出的適應性比較強。除去上文中所說的問題之外，在剪力墻結構設計工作進行的過程中，抗側力剛度設計不應當太大。為了能夠對剪力墻抗側力剛度及承載力做出保證，應當在對側向剛度做出保證的前提條件之下，盡可能提升各個剪力墻之間的距離。

3.3 墻肢截面厚度

在當前，剪力墻結構設計應用在整個建筑結構設計中，是有相關規定的。特別是對墻體厚度施工，有明確要求。比如在短肢剪力墻，相關條例就有規定其底部加強部位是不能夠低于0.2m，而其他相關部位則必須大于0.18m。因而對于剪力墻的厚度，需要按照階段變化。只有這樣才能夠在一定程度上避免剪力墻結構發生剛度突變。另外，剪力墻的階段變化范圍也是需要控制在標準范圍內，即50～100mm。并保證其是處于均勻連續變化狀態的。在具體工程建設中，如果混凝土等級與實際強度的改變是同時發生的，作為設計者，要在建筑結構設計中對這兩者的樓層進行分開[2]。由此可見，剪力墻結構墻體厚度所具有的規范性，不僅能夠更好的保證建筑墻體的剛性和穩定性，還會對建筑結構的穩固性和安全性產生直接影響。因而設計人員在建筑結構設計中，要能夠注重這方面，合理的設計剪力墻結構，確保墻肢截面厚度的合理性。以此滿足相關標準和要求，提高企業發展需求。

3.4 加強對剪力墻邊緣構件的優化

進行建筑工程剪力墻結構設計時，設計人員還需要加強對剪力墻邊緣構件的優化，在設計過程中，可以采用2種方法進行優化，分別是約束構造邊緣構件和約束邊緣構造，設計方法雖然有所不同，但是最終都能有效保證墻體邊緣構件的合理性。進行邊緣構件優化時，設計人員需要結合相關施工規范明確剪力墻的墻肢長度，進行邊緣構件優化主要是針對剪力墻中的翼墻、暗柱以及端柱進行的，因此，在施工過程中，施工人員可以適當增加端柱和暗柱的截面尺寸以及配筋數量，從而更好地保證剪力墻的質量。

4 結束語

綜上所述，現階段我國的剪力墻結構工程在建筑結構中的應用已經取得一定成果，因此相關設計人員在設計剪力墻結構適應注意遵循相應的設計原則，根據實際情況以及工程要求來設計剪力墻結構，以保證剪力墻結構的科學性、合理性、經濟性，在有效保證施工質量的同時降低企業的施工成本，使得剪力墻結構可以在建筑工程中充分發揮職能，提高人居環境的舒適度，促使企業經濟效益最大化。

參考文獻

[1] 李南生.淺析房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].低碳世界，2018，（8）：254-255.

[2] 王巖.剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析[J].課程教育研究，2016，（3）：165-166.