建筑工程结构设计中的剪力墙结构设计应用分析

朱雨

摘要：国内经济结构的优化调整，对于建筑行业的要求也是随之提高。剪力墙凭借着良好抗震、抗风以及承受重力荷载的功能作用，对于优化建筑结构设计具有积极辅助作用。鉴于此，本文重点对建筑工程领域中的剪力墙结构设计进行了分析研究，对其剪力墙的结构设计原则进行了阐述，并且对现实生活的应用设计进行了深入探讨。

关键词：剪力墙结构设计;建筑结构设计;建筑工程

前言

在建筑工程领域，剪力墙设计的灵活应用较大程度解决了當前高层建筑抗震、抗风难题。在建筑结构设计阶段，剪力墙作为主要的承担横向力作用，并且对外整个建筑结构起到更好的支撑稳定作用，以确保建筑安全。同时，剪力墙能够有效保护现场施工的工作人员，并能有效保护好财产设备。故而，要稳固建筑结构性能，建筑企业应该高度重视建筑结构设计，并在其中合理应用剪力墙结构，继而确保整个建筑质量能够显著提升。

1 剪力墙结构概述

在建筑设计应用中，主要用作抗侧向水平力、抗震的结构，也常被之为抗风墙和抗震墙。剪力墙的作用主要是为了更好的巩固建筑的稳定作用，减小水平位移，对于侧拉力缓冲较为明显。按照施工的方法差异，可将其分为现浇框架、水泥预制等结构类型。剪力墙作为一种特殊建筑结构，实际用钢量不高，但可以更好的起到减小建筑侧向位移，并且起到较好的抗震功用。剪力墙通常用于高层建筑物，在高层建筑物内常常使用剪力墙结构。

2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的原则

2.1 平面内搭接

梁柱的最佳取代结构就是剪力墙。在对承载力进行设计阶段，要将梁和柱的功能进行科学统筹。设计阶段，要将剪力墙进行有序排列，通常是将其按照顺轴方向进行放置。同时，在垂直方向布置剪力墙时也要保证其连续性，不能降低其刚性，倘若在剪力墙结构施工开洞，要保证施工结果符合设计规范要求。再者，在设计、应用剪力墙时，要将其功能纳入考虑范畴之内，不能将其过多应用到工程建筑中，应该将剪力墙应用在较为关键位置，以发挥其主要作用。剪力墙发挥最为显著的功能之一就是抵抗建筑的横向力，倘若竖向承受重力过大，将直接影响到实际效果。故而，在设计阶段，要将剪力墙的特点作用充分考虑到，并且对其进行合理设计、应用。

2.2对墙体进行受力分析

剪力墙在建筑结构中应用较为广泛，发挥作用明显，主要是由于墙面在整体结构中承载着各种作用力。故而，进行剪力墙设计阶段，要根据建筑的现实需求，尤其是在承受弯矩阶段，可以将实体剪力墙应用其中。但在进行抗侧拉力阶段，可以应用另外设计方式，以更好的发挥出剪力墙的作用。

2.3 调整超限

（1）进行剪力墙的设计，主要是参考楼层间所承受的剪承载力进行决策。比如最初建筑设计阶段，为提升建筑抗震性能，就会刻意控制建筑总体重量。设计剪力墙时，只能在确保不影响建筑重量要求的前提下进行应用，以避免侧面拉力的作用影响。同时，为了控制建筑成本，通常会严控使用剪力墙。

（2）调整楼层高度避免位移问题发生。地震现象会使得建筑在水平方向产生位移，严重影响到建筑安全。故而，设计使用剪力墙时，应避免承受过多竖向作用力，要充分发挥其抗横向力的作用功能。设计阶段，要严控楼层之间高度，这将有利于减少楼层间的横向位移。

（3）设计阶段，超出规范标准以外的都是不符规定的设计方案。对剪力墙进行设计时，要保证剪力墙连续梁跨高比不小于2.5，倘若无法达到该要求，都是不符合规范要求，跨度过小或者过大都会影响到建筑安全。比如跨度过大将会提高剪力墙的重力作用，易于引发剪力墙出现墙体突变，留下风险隐患。在该种情况条件下，通常会设计使用框架式剪力墙，但当超限时，就要调整剪力墙的设计方式，以满足建筑的功能需求，以规避剪力墙发生刚度突变现象。

3 建筑结构设计中剪力墙结构的应用

3.1剪力墙截面的厚度

在对剪力墙结构进行设计阶段，要严格依据国家现行的规范要求对剪力墙横截面厚度进行把控。再者，剪力墙的主体结构是参考国家有关规范来计算截面厚度。比如在设计剪力墙底部横截面积时，短肢剪力墙厚度控制在0.2m以上。同时，去除底部外，其他部位的厚度也要控制在0.18m以上，只有设计时剪力墙保证足够的厚度，才能保证其性能需求。

3.2剪力墙体平面布置

剪力墙设计阶段，首先要进行剪力墙体平面布置，并且依据规范要求的设计原则，将剪力墙中心能够更好的契合墙体的实际刚度，继而保证功能要求符合规范要求，以实现墙体保持良好平衡作用。另外，在对墙体平面进行设计时，要充分考虑到主轴方向进行排列，通常情况下会选择多方向或者双方向进行安排，该种安排方式能够使得墙体能够达到预期平衡功效。当剪力墙的安全性能达到规定标准要求后，要充分考虑到剪力墙的现场施工，要制定更切合实际的管控措施降低施工成本，比如降低其侧抗拉力刚度等方式。另外，采用该种方法在降低施工成本的同时，也能够有效控制墙体重量。

3.3 连梁钢筋的配置

钢筋作为剪力墙构造的主要原材料，主要是由于钢筋的抗拉、抗压、屈服强度等性能具备较好优势性能，将其应用在剪力墙的结构设计中，能够使得剪力墙的抗震和承载能力有质的飞跃。再者，在剪力墙结构设计阶段，最为关键环节之一就是对于梁的设计，这将影响着剪力墙的稳定作用以及安全性能。

3.4 墙身钢筋的配置

墙身作为剪力墙结构的主体区域，承担着建筑结构多种作用力。故而，配置墙身钢筋时，要按照国家规范和标准要求，在对设计剪力结构设计时要科学校验钢筋配比。另外，在验算钢筋配比阶段，要对剪力墙水平、垂直方向的承载力进行科学计算、分析。比如剪力墙的抗震性能优化，要求钢筋配置达到不低于三级的标准，相应的墙身配筋率在垂直和水平方向要达到0.25%以上，并且钢筋间距在垂直和水平方向上要控制到300mm，相应的直径控制到8mm以上。

4结束语

剪力墙的优化设计对于整个建筑工程结构设计作用明显，将直接影响到整个建筑框架的安全稳定性。故而，在对剪力墙结构设计阶段，要严格按照国家规范和标准要进行设计，并且结合建筑现场施工的实际需求，对其进行优化设计，以发挥出剪力墙的最大效能，对于提升工程质量、安全和节省造价作用意义明显。

参考文献：

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（作者单位：南京中核能源工程有限公司）