浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

常 鹏

（太原市建筑设计研究院， 山西 太原 030000）

0 引言

当前建筑工程行业得到快速发展，我国建筑工程结构设计主要以建筑安全性、实用性、经济性为原则，为建筑工程施工建设提供了有力的依据和保障。建筑设计单位在进行结构设计的时候不仅要从实用性的角度进行考虑，还需要结合建筑结构整体安全和经济形势。剪力墙结构是建筑结构设计中常见的一种类型，结构侧移较小，具有高性能的抗侧刚度与抗震性能，因此被广泛应用于建筑工程结构设计中。从当前我国剪力墙结构的使用情况来看，由于是过程中没有对剪力墙的位置、尺寸等做出具体的要求，很容易导致后续施工的一些问题，不利于工程项目的顺利发展，充分发挥剪力墙结构设计的优势，提高建筑结构设计水平，从整体上、局部考虑剪力墙结构设计具有重要意义。

1 剪力墙结构的相关概述

1.1 剪力墙结构的概念

剪力墙我们又可以将其称之为抗风墙、抗震墙或者结构墙，由于在建筑结构设计中剪力墙的厚度较小，数量非常庞大，通常采用钢筋混凝土板来提点传统框架中的梁柱，在建筑结构中主要承担来自各方面的压力和荷载作用。因此，剪力墙结构自身的受力能力较强，可以与建筑结构中的柱子相媲美，有助于建筑整体结构的稳定性和安全性。剪力墙作为建筑结构设计中非常重要的支撑体系，不能被拆除或轻易破坏，需要承受自身重及外界风力、地震等自然灾害的水平荷载。剪力墙根据受力特点不同分成以下几类：首先，整截面剪力墙，顾名思义剪力墙具有整体性特点，墙肢高度上需要具备受压、受弯、受剪要求，这种剪力墙的主要变形方式为弯曲变形。其次，开洞式剪力墙，开洞式剪力墙大多时候处于受压、受弯、受剪的状态。另外，联肢剪力墙，在应用过程中受到外界荷载作用实际应力不能保持直线分布，变形曲线与小开口变形曲线相类似。由于剪力墙结构具有很好的刚度、抗震能力、整体性，因此受到很多房地产开发商的关注与应用。但是在实践过程中剪力墙结构还存在一些不足之处，这就需要设计人员正确认识剪力墙结构，能够根据实际情况做出科学合理的结构设计，进一步保证剪力墙结构的整体性能，提高建筑结构设计水平。

1.2 剪力墙结构的优点和缺点

剪力墙结构在应用中优缺点是并存的，下面我们就从这两方面进行分析。首先，剪力墙结构的有点，剪力墙结构主要具有稳定性、经济性、美观性三大优势，稳定性主要是指剪力墙结构自身具备良好的刚度和承受能力，能够抵挡外界各种荷载作用的侵袭，特别是在水平方向上，支撑效果较为明显，采用剪力墙结构能够在很大程度上提高建筑物的安全性和稳定性；经济性是指剪力墙结构主要采用混凝土浇筑的方式，在一定程度上减少了用钢量，能够具有节约成本的效果；美观性主要是剪力墙结构不仅可以满足建筑安全性、经济性的要求，还可以现代化人们所追求的舒适性、美观性，将建筑物内部的分隔墙与承重墙完美的结合在一起，特别是隔断墙而设计，使建筑物内部空间呈现多个层次，提高建筑使用性能。另外，剪力墙结构除了优点外还有一些缺点，比如：框架结构自重比较大，由于多采用混凝土浇筑的方式，自身重量比较大，增加了建筑物的承重要求，这给结构设计带来一定影响；延续性差，剪力墙结构所采用的钢筋配比较小，虽然降低了成本节省了钢材，但也使得建筑结构延性变小，无法发挥出建筑结构应该具有的承载力。在具体的应用过程中设计人员还应该结合实际情况，从多方面入手综合考虑剪力墙结构的应用。

1.3 剪力墙结构设计原则

剪力墙结构是建筑结构设计中非常重要的受力结构，从建筑安全性的角度出发，在剪力墙结构设计过程中应遵循以下几方面原则：第一，调整最小剪力系数，剪力墙结构在一定程度上增加了建筑结构的负担，在这种情况下进行设计应尽量减少构件和框架的布置，选用大开间剪力墙的布置形式。第二，控制墙体延性，墙体延性直接影响建筑结构的稳定性和安全性，建筑设计人员在进行结构设计时应该重点关注墙体延性，通过相关分析，剪力墙过高或者过细都有可能对墙体延性产生影响。在结构设计中应该把握好剪力墙的宽度、长度比，避免荷载力的拉伸或者弯曲作用对墙体产生破坏。第三，调整连梁超限，连梁是剪力墙结构设计中常用的一种梁类型，剪力墙连续跨度比较小，弯曲力和剪力就会增大，容易出现断裂等现象。在设计过程中对连梁跨高进行合理调整，将其控制在一个合理的范围内，保证弯曲力和剪力处于正常状态。

2 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

2.1 剪力墙平面设计

剪力墙结构在应用中主要承担竖向荷载与水平力的作用，在布置剪力墙的过程中应该沿着平面主轴线依次进行设计。另外，为了保证剪力墙质量和刚度中心的一致性，在设计过程中需要保证剪力墙平面布置满足对称原则，减少剪力墙扭矩所产生的不利影响。另外，在进行剪力墙平面布置优化的过程中，应该注意建筑剪力墙的抗震作用，并在选择设计方案的时候能够减少单向平面布置的应用，从整体上提高建筑结构的抗震效果。

2.2 优化剪力墙比例结构

剪力墙结构对建筑结构整体性能有着决定性影响，在设计过程中应该注意剪力墙比例结构的确定，满足墙体本身的外形与安全性要求。这就需要设计人员充分考虑竖直方向与水平方向所承受的荷载作用，从而调整和优化剪力墙比例结构。需要注意的是剪力墙结构设计，墙肢截面高度应该满足 8倍厚强度要求，尽可能选择大开间剪力墙的形式，当无法使用大开间剪力墙的时候，应避免开间布置。从而保证剪力墙结构的受力均匀。墙体设计的时候通常我们采用“T”“L”两种结构，这来各种结构相对来说比较稳定，能够减轻剪力墙自身重力，缩小结构体系，切实提高剪力墙的刚度和承载力。

2.3 优化承重构件

基础方案确定以后，相关设计人员应该根据相关标准和行业指标的具体要求对建筑结构中承重构件进行详细的分析和选择，以此提高建筑主体结构的安全性和稳定性。这就要求设计人员在剪力墙承重构件设计过程中，能够准确把握墙体的配筋率，并按照剪力墙抗震等级进行合理设计。如果想要提高剪力墙结构设计水平，设计人员就需要掌握基础方案的设计要点与重点内容，对其中承重构件进行不断的优化，保证施工工艺参数与相关指标的有效结合。

3 结语

总而言之，当前建筑结构设计水平不断提高，作为建筑结构设计非常重要的一部分剪力墙在其中承担着很重要的作用。采用科学的方法和设计原则开展剪力墙设计工作，结合剪力墙的优势和实际情况具体分析，从建筑整体性能与建筑局部功能的角度，充分发挥建筑剪力墙结构的优势，是当下建筑结构设计的一项重要工作。通过上文的分析，希望在未来剪力墙能够在建筑结构设计中得到更广泛的应用，为城市经济发展及社会稳定和谐奠定基础。