剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用研究

冯地华

摘 要：近年来，建筑工程行业不断发展，剪力墙结构作为众多建筑结构的一种，应用于建筑设计能够优化建筑质量和效果，能够促进建筑行业进步，同时，有利于节约建设成本，提高经济效益。本文首先对剪力墙结构做了基本介绍，然后分析了设计原则和方法，最后探究了这一设计形式的具体应用。

关键词：剪力墙结构设计；建筑结构设计；应用

现如今，我国社会正以较快速度发展，经济水平提高的同时，人们对建筑质量和建筑形式也提出了较高标准，为了充分满足人们的建筑需要，剪力墙结构设计的应用是极为必要的，它不仅能够优化建筑质量，而且还会提高建筑效率。本文针对剪力墙结构设计应用展开分析是十分必要和重要的，具体分析如下。

一、剪力墙结构基本介绍

1.基本定义

所谓剪力墙结构，指的是墙板代替墙体的建筑活动，具体来讲，墙板材质为钢筋混凝土，原有框架被有效取代的过程中能够实现载荷有效性承担，同时，还会不同程度的控制水平力。由于该结构的经济效果显著，在实际建筑中应用这一结构能够降低建筑成本，基于此，建筑工程中这一结构的应用率较高，即使这一结构的应用优势再多，但也不能多次、全部使用，一旦应用次数过多，那么建筑物的质量得不到保障，并且建筑物的使用周期也会相对缩短。对其进行抗震设计时，需要注意的是，地震倾覆力矩应坚持结构承受是剪力墙墙体的二倍，当剪力墙墙体数量不多时，此时应适当减轻倾覆力矩，并将其控制在16～41%范围之内。

2.具体分类

联肢剪力墙：它主要是针对大开口、多墙体的剪力墙来说的，当剪力墙出现多个截面，并且应力分布无规律可循时，应对其进行墙肢连接，双肢或者多肢剪力墙主要由连梁数量决定[1]。

实体墙：当墙体洞口小于14%范围或者墙体完整时，此时载荷承受能力较弱，但并不影响稳定性，墙体在使用过程中不会出现异常，墙体安全系数较高。

小开口整体剪力墙：墙体洞口面积大于全部面积的16%范围时，此时正应力会移至洞口两旁，并且会出现反弯现象，但墙体不会出现异常。

壁式框架：墙体洞口面积过大，墙体完整性会相应的受到破坏，此时剪力墙会渐渐向框架转变，其中梁柱衔接位置不会发生形变，即壁式框架。

二、设计原则和方法

1.设计原则

原则一：在分析结构整体的前提下进行设计分析和准确计算，内力获取后，对其进行承载力检验；原则二：受竖向压力影响，针对剪力墙设计时，应充分满足剛度需要，并且还应迎合塑性形变下多次作用下的延性，同时，保证相应承载力，以此发挥平面构件的应用效果，增强弯矩承受力和剪力承受力。原则三：剪力墙尺寸较大，墙体厚度相对较小，其中，柱状是主要受力形状，当肢长和厚度间的比值为4左右时，此时形状应设计成异柱状，在此期间应用双向受压构件，当比值<4时，此时形状应设计成柱状。原则四：当剪力墙连接于梁时，此时外弯矩会相应产生，在实际设计过程中，需要严格遵守施工标准，降低平面外风险，提高平面外安全性。

2.设计方法

基础方案：基础结构设计关系到剪力墙整体结构设计质量，此时设计工作者应全面分析设计方案，并对设计方案认真、详细探究，针对不同设计方案进行对比分析，确保所选的设计方案能够优化剪力墙结构。此外，在考虑基础结构设计时，还应对建筑环境全面了解。

承重结构：做好这一工作不仅能够优化建筑效果，而且还能在规定时间内完成建筑活动，并且工作人员应全面掌握建筑要求和相关注意事项，以此实现剪力墙承重结构设计的有效性分析，以此增强承重能力。除此之外，还应不断优化设计技术，以此提高设计准确性。

三、应用分析

1.剪力墙位置合理确定

之所以要合理确定剪力墙位置，主要是因为剪力墙位置失准会影响平面均衡效果，同时，还会降低剪力墙刚度，最终出现不同程度的弯矩现象，并且墙体垂直度也会发生变化。从中能够看出，准确定位剪力墙应做好划线、数值计算等基础性工作，以此增加平面均匀性。

2.应用短肢剪力墙

现如今，短肢剪力墙在建筑中的应用范围逐渐缩小，并且应用率也在逐渐降低，比较于长肢剪力墙具有较小肢厚比，应用于住宅型建筑有利于优化空间布局，彰显结构优势，但在实际应用过程中仍需对其进行受力检测和承载力检验，并且受限于高层建筑，因此，厚度小于289mm，高度与厚度比在5～9之间的剪力墙应用于建筑结构位置确定时，需要对其进行筒体设置，以此增强剪力墙的整体性，以此实现水平力剪力墙的有效制约。

3.控制墙体配筋量

建筑结构应用剪力墙的过程中需要应用大量钢材料，由于这一结构在建筑结构中的应用率较高，因此钢材料的数量自然会增多，为了降低建筑成本，提高建筑经济效益，针对配筋量合理控制是极为必要的，通过配筋量有效控制提高钢筋在建筑中的应用率，以此实现资源节约的良好目标，促进建筑经济效益提高。具体表现为：满足配筋量的前提下，双向钢筋网片的适当使用能够减少配筋量，厚度能降至28mm。

4.处理约束边缘构件

约束边缘构件采取适当方式进行处理，这既能彰显剪力墙在建筑结构中的优势，又能充分发挥剪力墙的应用作用，构成剪力墙约束边缘构件的另一组成部分——无约束边缘构件在承载力方面具有在应用优势，在稳定性和抗震性两方面的应用效果不如约束边缘构件，从中能够看出，建筑结构应根据实际情况进行构建选择，以此优化剪力墙设计质量，提高剪力墙在建筑中的应用价值。

5.合理规划墙面

墙面有效规划主要是针对主轴线路进行优化，根据主轴走向对其进行优化布置，与此同时，还应坚持匀称原则，这能减少扭矩现象、非均匀施力现象发生。避免应用单项墙这一设计模式，因为这一设计模式应用后会增加施工成本、降低建筑质量，并且不利于结构功能充分发挥[2]。

四、结论

综上所述，建筑结构设计过程中应用剪力墙结构设计，既符合建筑行业发展需要，又会优化剪力墙结构、提升剪力墙质量，同时，还会降低建筑建设成本，提高建筑经济效益。此外，还应不断提升设计水平，借鉴先进的设计经验，提高剪力墙结构设计的应用范围和应用率。

参考文献：

[1]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播，2012，17：45-46.

[2]夏凌艳.剪力墙结构在建筑结构设计中的应用研究[J].建筑知识，2016，01：68.