建筑工程结构设计中的剪力墙设计分析

甘东伟

摘要：在建筑工程结构设计中，剪力墙结构以其抗侧刚度性能强、抗震性能好、侧移幅度小等优点被广泛采用。尤其是在大量的高层建筑结构设计中，绝大部分结构体系采用剪力墙结构。下面就建筑工程设计中剪力墙结构设计进行分析。

关键词：建筑工程；结构设计；剪力墙

随着剪力墙结构逐渐被应用到现在的许多高层建筑中，在对剪力墙进行设计时，其结构合理性、规范性、科学性将会对整个建筑项目产生影响，为了避免剪力墙在实际工程项目中带来一些质量问题，我们有必要对剪力墙结构设计进行深入的研究和探讨，并根据客观存在的主要问题制定有效的整改措施，帮助项目施工企业单位提高施工水平，同时也为承建单位企业带来经济效益。

一、建筑工程项目中剪力墙的设计剖析

1、建筑项目剪力墙结构设计的主要原则

剪力墙结构设计要根据现实工程项目中的实际问题，其结构组成主要有墙肢和连梁这两个部分组成，这两个部分在剪力墙结构设计时都会对抗震性及建筑刚度有明确的要求。参与建筑结构设计的设计人员在对这两种结构进行设计时应该根据实际的需要来决定。剪力墙设计的另外一个原则是，所设计的剪力墙结构在工程项目施工中能够发挥出来设计时所要求的功能，并且要对这些结构进行规范，提升其承载力。

2、剪力墙结构设计的主要内容分析

剪力墙结构设计是一项繁琐复杂的工作，而且要求设计人员耐心、心细，对各个部分的受力情况有深入的了解。其设计一般涵盖以下主要内容：

1）剪力墙设计的主要方法剖析。在所有的建筑项目结构设计时，挑选合适的设计方法、方式是各项工作开始的必要前提条件。剪力墙设计人员应根据具体项目工程情况选择有效合理的设计方案，这也是确保整个建筑物整体的安全和稳定的基础之一。另外，在剪力墙设计方法的选择过程之中，因为剪力墙结构常处在受弯的状态中，这个状态使剪力墙结构常常具有很高的延展性，所以在设计时，要保证其形状为宽细状。在这过程中尤其要注意一点，剪力墙过长的话就会造成低宽剪力墙的出现，达不到基本的抗震性能。设计人员必须拥有基本的物理力学基础，熟悉结构各部分受力情况的计算以及计算机操作，在大量工作实践的基础上，设计出科学规范的剪力墙，使剪力墙的结构能够达到受力分散均匀、合理科学，在保证设计水平得到有效提升的同时促进建筑项目整体的安全稳定。

2）合理布置各部分结构。在设计剪力墙水平方向的剪力过程中，通常需要设计人员以对称的形式来对平面进行有效的设计，从而达到剪力墙的重量核心及刚度核心按照求布置于一起，这样的话，既能够避免了扭矩的出现，同时也可以提高剪力墙的抗震性能。另外一个需要注意的是，在剪力墙设计时确保剪力墙侧向刚度达到设计标准要求，从而使其性能有效的发挥出来。

3）对剪力墙的延伸性进行有效处理。通常剪力墙自身具有较大的延伸性，其延伸性过大，对剪力墙的整体结构及其耐久性产生严重影响，因此设计人员在设计以及施工人员在项目施工过程中，使剪力墙结构的延伸性控制在一定的范围之内，确保其不能够影响到建筑安全稳定。另外，在处理剪力墙结构延伸性问题是，设计人员可以让剪力墙拥有足够的承载力避免其带来破坏现象。通过对剪力墙结构对称合理、受力均匀、上下连贯的设计，可以有效的提升剪力墙对建筑物整体的支撑效果，保障其安全性，从而也使得建筑结构设计的可靠性也进一步提高。

4）设计时提升结构的性能和强度。我国建筑设计规范中已经明确了剪力墙结构设计所要求的性能及强度，使其在建筑工程项目施工过程中水平向和竖向的配筋率都要达到规定水平，即使是非非抗震设计和四级抗震设计也要保证配筋率要在0.20%以上水平，这样才能保障基本的抗震强度及自身所需的稳定性能。

二、剪力墙结构在建筑结构设计中的主要应用

1、剪力墙肢种类和具体结构设置

剪力墙墙肢的分类主要是根据墙肢厚度和高度比来划分的，主要有两类：短肢剪力墙和一般剪力墙。如果剪力墙高度超过其厚度的7倍时，就是一般剪力墙，如果剪力墙高厚比值在5-8之间时，就是短肢剪力墙。此外，剪力墙还可以根据其墙面开口大小的状况来分为整面剪力墙、整体小开口剪力墙、连肢剪力墙以及壁式框架等这几种。一些高层建筑大多爱用剪力墙结构，尤其是那些建筑都需要较大的空间工作能力，因此，其剪力墙结构的设置就需要设计成双向的，从而形成新的开工建设结构，在抗震区域的建筑物中的剪力墙结构就更要如此设计了。此外，对于剪力墙双向的墙体刚度最好要接近，其墙面受力要均匀，也要采取一定的措施来调整剪力墙的刚心，确保剪力墙的稳定性以承载性。

2、剪力墙结构长、厚度及配筋

根据上面所说的剪力墙结构设计原则，剪力墙结构的厚度及配筋也有相关的规定和标准。根据建筑抗震相关资料的要求规定，剪力墙结构的厚度和长度也要根据抗震等级系数来调整。据相关规定，为了保证剪力墙结构的稳定性、抗震性以及钢性，剪力墙结构厚度的最小值为200mm，而且其高厚比要小于1/6。也就是说，居住建筑物的剪力墙结构厚度一般要小于200mm，其高厚比也要符合要求。如果一些高层建筑物的剪力墙结构厚度和长度出现比值不均，在不满足条件的情况下，就要采取L、T形截面剪力墙代替一字形剪力墙，并增加其翼缘长度或者采取其他方式，使得剪力墙结构满足其设计构造原则和要求。对于一般剪力墙结构中的水平和垂直风险上的配筋比值而言都要大于1/400，部分剪力墙底部加强部位的配筋比值也要大于3/1000，其他特殊情况下的剪力墙结构的配筋比也要根据实际情况来调整。

3、剪力墙边缘结构

根据以往剪力墙结构试验结果，剪力墙结构的边缘约束性截面剪力墙比无约束性的截面剪力墙的极限承载力要大2/5还要多，而其抗震消耗能量也多有1/5，且墙面的稳定性也要好很多。因此，对于剪力墙的边缘结构而言，就要根据其设计使用效果和相关承载力的规定来决定其墙体边缘是设置约束性边缘结构还是非约束性边缘结构。

4、剪力墙连梁结构设计

剪力墙肢之间相连接的梁体就是剪力墙的连梁，而剪力墙的连梁装置能够均衡墙肢的水平负荷力，并能够对剪力墙肢起到一定的约束和稳定的作用，因此，剪力墙之间的连梁装置对剪力墙的整体结构有着非常重要的作用。对于剪力墙的连梁结构来说，其结构的高度和截面大小受到很多因素的影响，一旦设计出现失误，或者不合理的地方，就会影响整个剪力墙的结构设计。因此，在设计剪力墙连梁结构时，其设计师要主要对剪力墙的连梁结构的刚度按照相关规定进行一定的折减，对于剪力墙连梁结构的跨度要略加，对于高度要略减，从而减少结构刚度，缓解地震作用力的影响。此外，设计师也要适当增加剪力墙结构厚度，进而增加连梁截面的宽度，使得剪力墙连梁结构装置能够发挥其最大的优势和特点，保证其承载力和抗震力度。

结束语

随着建筑工程结构设计可持续发展速度的持续加快，在建筑工程结构设计中剪力墙设计的进行得到了越来越多的重视和应用。建筑工程设计人员应当对剪力墙设计的内容要有着清晰的了解，能够在此基础上通过设计实践，有效促进我国建筑工程整体水平的有效提升。

参考文献

[1]劉芳。对高层房屋建筑施工技术的分析与思考[J].城市建筑，2014

[2]席陆刚。新环境下房屋施工建筑施工技术的创新途径[J].建材发展导向，2014