建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略

赵建武 程丽红

【摘要】建筑的质量和性能一直备受人们的关注，尤其是在城市化加速的今天。建筑物的数量逐渐增多，如果质量和性能得不到根本保证，就会危及人们的生命安全。因此，建筑业不断研究新的建筑技术，为人们提供更舒适的居住环境，其中剪力墙结构设计是建筑结构规划的重要组成部分。为此，本文着重对剪力墙结构设计分类和原则进行分析，并提出了相应的应用策略，希望可以为我国建筑企业的良好发展提供参考。

【关键词】建筑工程;剪力墙结构设计;原则及策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.

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引言：

科技的发展与进步在一定程度上推动了建筑工程施工技术的开发与应用，剪力墙结构技术就是其中之一。与其他结构技术相比，这一结构具有抗震性强、耐久性强、稳定性好等优势，这就大大提高了建筑结构的整体性能。所以，在建筑施工中应用剪力墙结构设计，就需要将剪力墙的结构特点和实际施工情况紧密结合起来，制定相应的结构工程方案，以此来更好的保障剪力墙结构的施工品质。

一、剪力墙结构设计分类

（一）整体墙

剪力墙结构本身稳定性就较高，抗拉、抗压强度高。整面墙体有比较大的开口，但数量并不多。墙壁的部分没有孔。就受力的方向而言，它是垂直受力的。从水平设计的角度来看，较大的荷载增加了剪力墙的高度和宽度，导致墙界面发生严重的变形。虽然整个墙体部分很容易变形，但仍然符合墙板的標准。在荷载作用下，墙体正面呈线性分布，因此整个墙体始终保持安全稳定。

（二）小口墙

具有小开口的剪力墙也是剪力墙施工的常见形式。随着挡墙开口面积的增加，形成了带有小孔的挡墙。从水平墙体设计的角度来看，加载压力会影响小洞口的墙体设计，并在墙体截面上形成正应力，这些正向应力的分布是标准化的，是自主分布的。由于受力的分布，剪力墙的局部弯曲应力和主应力相互叠加。如果未发生反弯点，则会形成小开口剪力墙[1]。

（三）连续墙

连续墙与小口墙有很多相似之处，因此连续墙也被称为大开孔墙。当孔的连接部分强度小于相面的强度时，水平荷载将导致剪力墙连接部位的反弯点。这种形式在施工中，每一个墙肢都以一个单独个体的形式存在，并发挥着各自独特的作用。将这些单独的墙肢连接起来便会形成一个完整的剪力墙，也被叫做联肢剪力墙。

（四）壁式框架墙

壁式框架剪力墙，作为建筑剪力墙中孔隙较大的墙体，有着一定的优越性。表现为墙体孔隙越大，其墙肢结构也有着越强的独立性。当孔洞连接位置强度大大地超过墙肢时，则建筑剪力墙的压强承载状况就会有所变化。壁式框架墙面和框架结构墙面之间有一定的共同之处，都是在压力过大时截面处会发生严重的弯矩，而且不仅如此，建筑内墙也会发生较多的反弯情况。

二、剪力墙结构设计坚持的原则

（一）合理设计高度和宽度

剪力墙结构的设计必须基于严格的建筑标准。为了确保其性能的良好，高度和宽度的设计需要根据实际需要量身定制。合适的高度可以更好地支撑建筑物，承受所多方面的强度。剪力墙的高度越高，其厚度就越薄。为了在墙板上实现最大可能的负载，需要精准计算结构中的高度和厚度，同时还要特别注意双向受压的影响。

（二）连梁调整原则

在对剪力墙结构进行设计时，相应的对连梁也会提出跟高的要求。经过实践研究显示，连梁跨比在不足5时，会降低荷载在总弯矩中的占比，进而会在水平方向发生弯曲的现象，最终导致剪力墙出现明显的裂缝。当连梁跨比大于5时，连梁的承载能力等同于常规下的框架梁。所以，相关设计人员要准确掌握实际情况，在此基础上来确定梁的跨比长度。

（三）调整系数原则

剪力墙结构的设计中一定要使用大量真实有效的数据，之后再使用公式加以运算。调整系数的基本原则，主要是建筑物构造中楼面的最小抗震剪力强度，等于楼面的最大水平抗震剪力强度。当设计者在对其进行设计，能够降低建筑本身的重力，并由此来改善建筑的抗压力[2]。

三、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略

（一）合理设计剪力墙的位置

在进行剪力墙结构设计时，墙体在建筑物中的铺设位置和方式尤为重要。因此必须做好以下工作。首先，先确定好建筑物的主轴位置，然后确定墙板在主轴方向的位置，以主轴为基本参考方向，安装双剪力墙，使其更好的实现与墙板之间的连接，进而保证内部结构的合理性。其次，建筑结构必须是抗震的，这就需要从两个方面对剪力墙性能控制进行分析，墙体的允许侧压和内部稳定性远远超过建筑物的承载能力。同时，在对剪力墙截面进行设计时，需要在规范性的基础上进行操作，建筑物的承载能力降低了建筑物的负荷，并使墙板得到充分利用。同时，提高了建筑的承载能力，减少了内部剪力墙的空间，从而腾出更多的建筑内部空间。最后，剪力墙的位置应提供足够的间距，墙板的分布不宜过紧，以免受力分布不均。在对墙体断面定尺时，要严格按照从下到上的顺序，因为这种定尺方法是为了缓解墙体侧壁的压力。在确定墙板位置时，要结合墙体高度的要求，减少厚度，充分考虑混凝土的质量。也可以根据工程项目的要求，通过减少墙肢的计算方法来增加墙板的横向刚度。但在一些易发生地质灾害的地区，地震后剪力墙太高会导致墙面发生弯曲变形的现象，剪力墙太低可能会变得太脆弱。因此，在地震多发地区，必须对墙体结构进行适当的高度设计，以保证墙体的承载力和稳定性。

（二）科学合理控制剪力墙的弯矩

建筑工程中剪力墙的结构设计必须与实际工作要求相匹配，以便分析剪力墙的结构和性能。剪力墙的固有压力和承载力较高，但平面之外的承载能力相对较低。进而在恶劣的条件下可能会导致墙体发生弯矩，这对于墙板来说也是一个经常出现的问题。对于这一问题首先在选择墙板时，要考虑到弯矩。可以在墙板的交界处进行设计和切割。在实际使用中，先设计梁轴线的位置，并结合轴线的位置和方向以及剪力墙的方向，合理推算出弯矩，确保结构的科学尺寸。同时也要开展好扶壁柱设计相关工作，合理的扶壁设计可以提高剪力墙的强度和刚度，提供剪力。如果在确定墙板尺寸时，扶壁柱设计出现问题，必须及时更改尺寸，如果不能改变，必须立即启动有效的改进措施。可以通过在梁墙间设计暗柱的形式做好配筋的预估和计算，控制好弯矩[3]。

（三）加强剪力墙的延伸处理

在确定建筑物剪力墙尺寸时，必须使用科学的方法和资源来考虑和优化可扩展性问题。剪力墙的结构设计要充分保证其扩展性满足要求。通过建造墙板进行设计分析表明，墙板本身具有一定的可塑性，但是要想保证延伸性更充分的发挥其作用，还需要采取有效措施来增加墙板结构的灵活性和耐用性。在规划结构框架时，要明确建筑物结构层次的标准和要求，以保证工程的科学性。

（四）提升剪力墙的性能

建筑物的使用寿命通常比较长，所以墙板的功能年限也比较就。为了更好的保证剪力墙的强度和性能，在墙体结构中重点加强剪力墙的设计，以确保符合建筑规范，防止连续使用墙体施工质量问题。对于剪力墙的结构设计，也有必要分析影响墙体的各种因素，以便对其危险性进行预警，从而使得剪力墙结构设计价值得以充分地凸显出来。而剪力墙构造的结构特性和强度很容易受下列各种因素的影响。由于受配筋程度的影响，因此必须对剪力墙的横向和纵向配筋程度加以分析。科学合理的计算与设计，提高了地下室墙板的稳定性与安全系数。除了根据剪力墙的配筋系数，需要很好地设计与控制地下室墙板边的部位，严格根据地下室墙板的施工规范制作地墙边缘外。这样不仅提高了墙板的质量，而且还有助于建筑工程的健康发展。

（五）合理控制剪力墙厚度

在为建筑物的墙体进行设计施工作业时，必须确保建筑物墙体的厚度符合建筑标准，如果与其不相符则需要加以改进。剪力墙的承重能力可以有效防止对墙体结构的破坏，进而有效延长墙板的使用寿命，重点强调高品质剪力墙的可靠性。在定义建筑墙体结构时，还需要墙板的厚度和尺寸。根据具体的设计要求，可以在剪力墙中适当放置一些构件，以很好地支撑建筑墙体，使墙板的静态质量满足建筑规划要求[4]。

（六）加大建筑设计人员培训力度

剪力墙设计者在施工结构中的才能与素养，直接影响最终剪力墙施工技术的品质。为提高其工程质量和剪力墙的稳定性，应加大对工程设计技术人员的培养，以提高施工人员的技术力量水平，并针对施工现场的实际状况进行了墙体的设计定型工作，保证墙板的合理性。首先，企业在招聘设计师时，需要对设计师的资质和设计能力进行分析和评估，加强对设计师工作理念和核心素质的分析。同时，在进入建筑公司之后，需要成为一名优秀的设计师，并让每一位设计师都能掌握墙体设计的理论知识和技术技能，并满足公司的人才要求。最后，问责制必须嵌入到建筑设计师的管理中。将设计师设计的质量与收益等结合起来，对设计师的工作内容负责、明确工作职责等。在剪力墙建设出现问题时可以及时进行追责，然后设计人员应对墙板做出适当的调整。

（七）优化基础设计方案

基础方案是剪力墙结构设计最重要的一部分。所以为了优化设计原则，设计师必须亲自访问现场并进行必要的调整，并要求及时预防和充分管理项目质量问题原因，必须要注意的是实际勘察设计应考虑工程现场的地质、水文条件和其他信息。此外，要科学、智能地规划与设计相关的专业技术标准，以及周边项目的总体规划，这是设计基础方案的最佳途径。因此，整个设计过程中的工作人员应该加倍努力，在完善技术的基础上，尽可能地对基础方案进行积极修改、创新和优化。

结论：

通过文章分析得知，在对整个建筑结构进行设计时，剪力墙结构是一种能够有效提高建筑稳定性的重要设计，被广泛应用于现代建筑的各种设计方案中。因此，要设计出更智能的建筑结构，就必须从结构自身的要求入手，使其计剪力墙结构设计的更加科学合理，从而提高建筑工程的整体质量，确保人身和财产安全。为建设项目打造精品工程，为社会经济快速稳定增长做出贡献。

参考文献：

[1]陈南生.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用分析[J].房地产世界.2020（21）：45-48.

[2]刘淑荣.建筑结构设计中剪力墙结构的运用[J].建筑技术开发.2021（04）：90-94.

[3]李长武.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].砖瓦.2021（06）：78-81.

[4]孙守才.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].商品与质量，2018（48）：96.

（本文作者單位为山东省鲁商冰轮建筑设计有限公司，山东济南，250101）