建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

白莹

中国建筑东北设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110041

随着我国经济水平的提高，人们对居住建筑的安全性等要求越来越高，而剪力墙结构有着整体性能良好、抗震能力较好、弹塑性形变能力优秀、侧向墙刚度高等优点，因此被广泛运用在各类建筑物中。即便如此，剪力墙结构依旧是建筑结构设计中的一部分，有个别建筑结构是无法与剪力墙结构匹配的，建筑工程设计人员还需要结合具体工程项目情况，适宜地将剪力墙结构设计方案融入建筑工程整体结构设计方案中，最大程度地保障建筑物主体结构设计的统一性、有效性和整体性[1]。

1 民用建筑中剪力墙结构设计概述

剪力墙本质上是指在建筑工程规划的环节中，需要承受外界环境施用力作用下所出现的水平荷载墙面，也被称为抗震墙以及防风墙，能够在后期的使用环节中有效地抵御外界建筑楼体结构在外力作用下所出现的损坏状况。在当前的剪力墙架构规划环节中，建筑企业应当使用钢筋混凝土墙板取代相对应的框架架构中的梁和柱，以便在此过程中出现较为高效的荷载力效果。剪力墙自身所携带的刚度效果较强，自身的抗震能力好，具备高质量的使用性能，经常被使用在建筑架构环节中。经过长期的有效实践，发现剪力墙架构内部缺少相对应的完善性，在后续的建设期间经常会存在部分的缺陷。针对此类情况，设计人员需要详细地了解和规划剪力墙总体架构，开展系统性的合理分析，以便确保剪力墙装置的整体性能，从而带动建筑行业的整体发展质量提升。

2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

2.1 平面布置分析

剪力墙整体是一个平面性的墙体，以此作为研究对象展开布置分析工作十分重要。一方面，通过双向布置设计的方式可以较好地提升剪力墙的实际抗力和承重效果，使其呈现出加倍的稳定效果。双向布置的理念可以节约一半的室内空间，对于提升空间利用率和增加施工企业的经济效益有较大帮助。墙面布置要尽量保持对称的原则，不仅可以满足实际的承重要求，也更加符合国人的建筑审美需求。另一方面，剪力墙的平面中心要和房间整体的轴线保持一致，并在建设时要保证施工的均匀性，使墙体能够更好地分散受到的剪力作用。对于一些面积较大或高度较高的建筑体，剪力墙墙肢的长度过长也可能会引发安全隐患，可以在其上选择合理位置剪开，使其形成一连串的联肢墙，更有利于保证稳定性[2]。

2.2 做好剪力墙中大墙肢处理

建筑在建设完工后，受风荷载以及其他荷载的影响，自身需要承受比较大的剪切力，长期以往，容易导致剪力墙形状出现变形，比如原本剪力墙为细高状，长期受剪切力的影响，后续逐渐变成弯曲状。为避免出现这一问题，在设计剪力墙的过程中，应注意增强剪力墙结构延性，能够有效抗衡剪切力，防止形状出现较大变化。如果在实际的建筑工程结构之中，剪力墙长度比较大，在设计时，可以采用开洞方式，有效实现剪力墙的分割，注意分割应均匀。通常而言，长度在8m 以上我们就可以称之为大墙肢，该结构在建筑中是承受荷载的关键结构，尤其是在抵抗地震带来的集中竖向荷载发挥着非常重要的作用，因此做好大墙肢结构设计非常重要，需要加强大墙肢的稳定性，才能从根本上提升建筑的抗震性能。一般而言，针对于大墙肢设计处理，我们一方面可以采用上述开洞方式，要求施工人员根据设计图纸在墙上留洞，在完工后再填充墙洞，即可顺利完成大墙肢到小墙肢的转换。另一方面，则可以采用连梁开洞方法，将大墙肢分成若干个墙肢，这种设计方法有利于降低大墙肢墙体刚度，但对于连梁荷载承受能力也提出了更高的要求，容易发生超筋问题。为避免超筋，在设计时，应降低连梁截面高度，或者合理调整剪力墙连梁的弯矩，可以有效减轻连梁承受的剪力荷载[3]。

2.3 剪力墙连梁设计

在进行剪力墙结构设计时，还要重视对连梁部分的设计。所谓连梁，具体指的是剪力墙结构中边端与平面布置两者相连的过度梁。连梁在剪力墙结构中的作用主要有以下几点。其一，连接墙肢，将连体墙肢在建筑结构中特有的作用充分发挥出来；其二，能够起到对内力传递路径的优化效果，同时对抵抗水平荷载力有一定作用。根据以往大量工程实践经验来看，因水平荷载的作用会增加连梁剪切力，从而使得连梁出现不规则形态弯矩情况，而这也是导致连梁成为剪力墙结构中比较薄弱部位的主要原因。若连梁所承受的水平荷载力超出承受范围的情况下，就会导致连梁出现剪切变形弯矩，若剪切力高于连梁耐受范围，就会使得连梁产生裂缝，对整个建筑的安全性带来不利影响。基于以上，只有结合当前建筑工程实际，科学地进行连梁设计，才能从根本上保证连梁的抗剪能力和延展性，降低因剪切力影响发生损坏的几率。除此之外，还要对连梁刚度进行有效控制，这主要在于若刚度过大，就会在很大程度上影响连梁设计成效，因此这就需要相关工作人员根据规章制度提出的规定以及当前建筑工程施工实际来进行剪力墙折剪作业。若整个工程施工具有一定困难的情况下，可采取转换内力到墙体的方式来开展施工，这主要在于建立钱个墙体防裂与折减两大指数成正比，防裂指数小的同时折减系数也就小，基于此，在剪力墙结构设计过程中，控制折减指数在0．5 以上，才能切实保证剪力墙结构的连梁设计要求。

3 结语

总之，剪力墙在建筑设计中十分重要，需要设计人员结合现场的实际情况和建筑结构展开受力分析，根据不同的楼层高度建设需求展开建设工作。剪力墙的设计要有不同方向上的受力，以横纵多个方向的受力进行设计，能够更加有效地对抗建筑体的变形和扭曲问题。但要注意，剪力墙的抗力设计也有一定的限度，如果超出也可能存在不稳定影响。墙体的厚度不同受到的力的大小也有差异，一般需要结合墙体的高度、整体界面和开洞等多个方面的因素共同决定。