剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

李冰松

（山西聚仁合人力资源管理有限公司，山西太原030013）

0 前言

从性能来讲，设有剪力墙的建筑本身在稳定性与安全性方面有较为明显的优势，并且能够很好地应对地震带来的影响，以此来确保国民用户的生命健康安全能够得到较为有效的保障，而从空间利用率角度来看，剪力墙的存在帮助设计人员在进行建筑结构框架设计的过程中并不需要考虑有关梁结构与柱结构的安装，这样不仅能够方便用户对整个内部空间进行合理利用，同时还能够提高整个建筑的质量，从而实现促进企业长久发展这一重要目标。

1 剪力墙的特征

在整个建筑主体结构之中，剪力墙的存在无疑是十分重要的，与传统房屋主体墙体结构不同，剪力墙本身能够为用户提供较为有效的安全保障。通过对剪力墙的应用，整个建筑的稳定性与安全性随之得到极大的提升，尤其是对于一些长期处于地壳运动地区的工程而言，剪力墙所能够起到的作用可以说是巨大且必要的，在面临台风以及地震等自然威胁时，通过对建筑主体结构的剪力墙应用，能够最大限度提升整个建筑本身的强度与稳定性，以此确保国民的生命健康安全能够因此得到较为有效的保障[1]。此外，施工人员在进行有关剪力墙的结构设计过程中，除了要对整个墙体的结构进行分析外同时还要确保整个墙体的各项参数都能够满足本次工程需要，比如说整个建筑墙体的高度、宽度以及强度，与传统墙体结构设计不同，剪力墙的结构设计一般都要使用钢筋混凝土浇筑施工方法，以此确保后续工作能够顺利进行[2]。而从优势角度来看，剪力墙很适合当前高层建筑对墙体的需求，既不需要梁柱结构的存在同时自身的刚度还能满足大部分建筑需求，并且不会对整个内部空间使用率产生较为严重的影响，但是剪力墙对于材料的消耗强度相对较高，并且很难对其进行较为有效的拆除工作，往往会导致企业自身的经济效益无法得到有效提升。

2 剪力墙结构设计原则

通常情况下，设计人员在进行剪力墙的设计过程中往往需要严格遵守相关的标准与原则，详细情况如下所示：

（1）在进行建筑施工的过程中，施工人员需要明确最大位移比，也就是整个建筑本身的楼层与总高度之间的比值，并以此为基础，计算后续的比例。

（2）设计人员在进行剪力墙结构设计的过程中，需要将建筑结构的变形考虑到其中，房屋结构一旦出现竖向构件就会出现整个剪力墙变形的情况，因此，设计人员需要根据实际情况对剪力墙的数量进行相应的控制，以此避免扭曲变形情况的发生，同时也降低企业的不必要成本支出[3]。

（3）一般来说，相关人员在进行设计的过程中需要明确整个桥梁的标准与限制，在进行连梁设计的过程中要确保不会超过相应的标准。

（4）梁超限是剪力墙结构设计过程中所要重视的比例，通常情况下会将高跨比值设计到要大于2.5，这样的剪力墙才能够在剪力以及弯矩方面满足工程施工要求。但是，就目前来看，很多施工单位在进行剪力墙结构设计过程中并没有重视这一系数，导致整个工程的质量无法得到较为有效的提升与保障，从而对国民的生命健康安全产生较为严重的影响。

3 工程实例

本文以某市中心商业住宅区为例，为了满足国民的建筑需求，本文所选用的房屋建筑本身更偏向于高层建筑。而整个房屋建筑本身可以分为地上以及地下两大部分，地表之上共有26层楼层，并作为高档住宅存在，而地下两层则是以商业区域为目的进行施工建设，因而整体空间相对较大[4]。通过对房屋建筑的施工图纸不难看出，整个房屋建筑结构的主体高度设计为92.6m，能够满足国民的正常需求，而在抗震防烈度方面，该工程选用了较高的Ⅵ度。而在自然灾害预防的过程中施工单位将目标放在了地震、台风以及暴雪这三部分，房屋建筑所能够抵抗的最大地震加速度为0.05，而所能够承受的风压与雪压则都在0.5kN/m2之间。而在整个建筑框架之中，底层部分的框架结构本身的抗震等级为二级，而剪力墙部分所具备的抗震等级也达到标准的三级，这些都是需要加强抗性的区域，而对于不需要加强抗性的区域则采用通用的四级，以此确保整个建筑的稳定性能够满足本次工程施工需求以及社会标准[5]。不仅如此，在进行混凝土选择的工程中结合施工单位自身的实际能力与建筑所用标准最终选择强度为C40的混凝土来进行整个建筑的混凝土灌浇工作。而在建筑工程施工的土地类别分析过程中可以推断出该施工场地为II类，而在地基设计等级上则是选择最适当的乙级。

4 剪力墙结构设计的应用措施

4.1 墙面规划

相关人员在进行剪力墙结构的设计过程中，需要将工作重心放在建筑本身之上，并明确整个建筑的主轴方向是否能够满足相关标准与需要，同时还要关注抗侧力构件的应用方向，以此确保整个工程质量能够得到较为有效的提升。抗震性是剪力墙结构设计的核心所在，因而在进行抗震性的设计过程中设计人员需要根据实际情况进行震烈度的设计，这是因为一旦整个剪力墙的抗震烈度相对较大，那么其本身所具备的韧性便会随之降低，反之，当剪力墙的抗震烈度相对较小，其本身的韧性便会出现过高的情况，并且还会对用户的生命健康安全产生较为严重的威胁[6]。正因如此，为了平衡韧性与抗震烈度，相关人员在进行墙体设计的工程中需要明确其本身的数值范围的合理性，在这一过程中严格遵守对剪力墙结构自振周期的计算，此外，设计人员在进行规划设计的过程中还要将整个剪力墙所需要的施工周期、选用什么材料进行施工都要做好充足的准备，做好工程造价管理工作，以此实现有效提升房屋设计质量的目的，以及确保施工单位成本支出相对合理的目的。

4.2 配筋设置

配筋设置工作是整个剪力墙结构设计过程中不可缺少的重要组成部分，由于剪力墙本身对于钢筋材料的使用量相对较大，往往会对施工单位自身的成本支出产生一定程度的影响，因而在进行配筋设置的过程中则需要相关人员正确规划钢筋的使用总量，并做好充足的备用准备，以此确保其施工单位的经济效益能够得到较为有效的保障。不仅如此，在进行施工作业的过程中由于钢筋本身会存在最小值，因而设计人员需要确保在进行钢筋设计的过程中能够在符合最小值标准的基础上进行钢筋方面的墙体设计，能够合理分配墙体的钢筋使用情况，并且能够根据实际情况来对钢筋的参数进行筛选与应用，尤其是在钢筋自身强度等级方面都需要施工人员对其进行较为有效的调整与控制，降低工程所用的钢筋使用总量，以此满足简约材料，促进施工单位经济效益长久发展的目的。

4.3 长宽设置

该项目的剪力墙肢板平面外布置有与之相交的剪力墙，设计者可将其看作是剪力墙的支撑，而在进行这一方面的设计过程中，施工人员需要确保平台本身的稳定性能够满足相关需求，而在进行剪力墙抗震等级的设计过程中，施工人员需要根据实际情况进行相应的调整，而根据我国社会建筑相关标准，则要采用三级以上的抗震等级才能够确保整个剪力墙的刚度能够满足建筑施工需求。而在进行底部厚度设计的过程中，施工人员需要确保整体的厚度不能低于1.6m，而当建筑所采用的是一字型的剪力墙时设计人员需要明确其本身的独立性，在不影响建筑本身厚度的情况下加以调整，而就当前我国社会发展来看，房屋剪力墙的安全长度应当在8m之下，一旦超过整个长度就会导致整个建筑的稳定性受到较为严重的影响，从而使墙体结构受到较为影响而发生较为明显的破坏。

4.4 平面结构

在进行平面结构的布局设计过程中，施工单位在进行设计的过程前，需要先对整个建筑的实际情况进行较为有效的分析，明确结构本身存在的规律性，以此确保涉及的平面布设设计方案能够满足相关标准需要，从而来实现对平面的有效控制。而一旦这一过程中出现问题，就会导致整个建筑内部墙体结构的平面受力布局受到不利影响，在进行结构调整的过程中自身也会发生较为明显的变形现象。正因如此，为了确保整个方案设计工作自身的安全性与规范性能够得到较为有效的保障，就要将内墙与外墙进行较为有效的连接，以此确保整个建筑的稳定性能够满足本次工程施工需求。

5 结论

综上所述，在不影响建筑工程施工质量的基础上进行相应的细节处理，以此确保施工单位在进行工程施工作业的过程中自身的经济效益能够得到较为有效的提升，从而对我国社会经济发展起到促进作用。