建筑工程结构设计中的剪力墙设计分析刘金松
发表时间：2017-08-18T15:48:41.173Z 来源：《基层建设》2017年第12期作者：刘金松
[导读] 摘要：剪力墙承担着建筑的整体承重以及抗击各项载荷的作用，对保持建筑工程的整体质量及安全稳定具有重要的作用。
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摘要：剪力墙承担着建筑的整体承重以及抗击各项载荷的作用，对保持建筑工程的整体质量及安全稳定具有重要的作用。因此，在建筑工程项目设计施工中应加强其建筑主体剪力墙的结构设计，促进其在建筑结构设计中的应用，保证建筑工程的整体质量。本文对建筑工程结构设计中的剪力墙设计进行了探讨。
关键词：建筑工程；结构设计；剪力墙设计；应用
随着建筑技术的发展，剪力墙结构设计由于相比传统的结构设计方式具有很多优点，在建筑结构设计中已经被广泛应用。从设计方面考虑，高层建筑未来的发展会更加注重布置的合理性、成本低、结构形式创新，此外还会注重能否满足大众的生活需要、满足安全性和使用寿命长等。
1剪力墙结构的基本定义及分类分析
1.1 剪力墙结构的定义及特点
通常，剪力墙主要是指用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力的结构称为剪力墙结构，目前这种结构在高层房屋中被大量运用。通常，剪力墙在建筑设计中的主要作用是承担竖向荷载及抵抗水平荷载，防止建筑结构出现倾斜、倒塌等。一般剪力墙与楼板一起组成受力体系完成对整个建筑的支撑，但其缺点是剪力墙不能进行任意拆除或破坏，由于受到其设计空间的限制，不利于房屋空间的自由组合，因此对于住户来讲，装修过程中必须根据其剪力墙的设计结构来设计装修，无法对室内布局进行自由改造。但目前短肢剪力墙结构的应用使得住户在一定范围内可自由改变室内布局，增加了住宅设计的灵活性; 最后，由于其剪力墙的作用决定了其剪力在楼体下部最大，墙体质量要求较高。
1.2 剪力墙结构的分类分析
当前，我国常用的剪力墙结构有很多，通常按其剪力墙结构在设计中是否预留洞口及开洞大小可分为实体墙、整体小开口剪力墙、多肢剪力墙以及壁式框架剪力墙结构。上述几种类型，除实体墙不在墙体上开洞外，其余三种类型的剪力墙均需在墙体上预留洞口。由于实体墙为在其墙体表面开孔，所以其不会产生反弯，能够承受较大荷载。整体小开口剪力墙是开洞面积占剪力墙整体面积的比例一般大于15%，虽然同实体墙一样不会产生反弯，但存在发生突变的可能。多肢剪力墙主要指墙体开洞面积很大或者开洞成列状分布; 而壁式框架剪力墙主要指墙体开洞面积较大而且与框架结构有一定相似性，会有一定出现反弯点的几率。因此在实际建筑设计中应根据建筑结构特点，优化剪力墙结构设计，提高建筑质量。
2在建筑结构设计中剪力墙结构设计应遵循的原则
2.1 规则性
在展开建筑结构设计时，设计师需考虑，在建筑物内不同区域不同作用基础上，借助规则、简单的剪力墙划分建筑不同区域为不同功能区，确保建筑结构上合计不仅可对现代化建筑结构的多样化需求予以满足，同时还能够紧密结合时代的发展，便于后期加以拓展或维护。因此在设计剪力墙期间首先应遵守规则性。如高层建筑的剪力墙平面应布置为顺建筑两主轴方向进行双向布置，且两主轴方向上的剪力墙侧向刚度彼此应不可有过大差异，有效防止建筑发生侧向位移。如在设计抗震结构建筑时，特别应注意剪力墙设计的简单化、规则化，设计人员应避免出现单向有墙情况，确保有地震时建筑物不会在剪力墙倒塌时出现严重的变形。若建筑平面是多边形、圆形或三角形，为防止出现单向有墙，应根据环向、径向进行剪力墙结构的布置，当有转折时可根据一道剪力墙模式进行设计。
2.2 延性
良好延性对剪力墙结构稳定性有重要意义，在建筑结构设计中，细高剪力墙可能会由于连梁应力所致严重拉伸或弯曲导致其出现脆性、不可恢复的剪切破坏。因此在实施建筑结构设计过程中，整个墙体的长度应为8m 及以内，高度比应高于2，若由于建筑结构需应用比较长的墙体时，需设置翼缘，且应避免剪力墙为一字型，同时还应考虑，于部分截面设置洞口，确保长度较长的墙体可分割成程度不超过8m 的均匀的若干段墙，构成弱连梁连接联肢墙。需注意，当短肢建立墙比较多的时候可能会于高层建筑剪力墙部分设计原则不符，因此需布置短肢剪力墙为一般的剪力墙，或可布置为筒体，使之成为共同抵抗水平应力的结构。
2.3 连续性
剪力墙结构的主要作用是建筑结构维护和分隔构件，可发挥竖向承重、水平抗侧作用，因此为防止刚度影响下剪力墙突变而致使建筑侧移，在设计建筑结构中应从上而下对剪力墙进行布置，从而对刚度突变最大限度预防。建筑人员应在墙体高度或部分墙肢方向上以等级更高的混凝土施工，或将墙体厚度进一步加大，对剪力墙结构承担的抗侧刚度予以分担; 对于开间较小、房间面积小、有较多墙体、有较高的抗震性能要求的建筑结构( 如宾馆客房、住宅) 等，若难以确保剪力墙连续性，则应加强延伸剪力墙，并确保上洞口与下洞口对齐，在洞口设置重叠墙肢、连梁，以促使抗震性加强。
3剪力墙结构在建筑结构设计中的运用方法
3.1 墙体配筋的运用方法
由于建筑结构设计中对剪力墙结构的用钢需求量大，因而对其配筋量进行控制，将有利于实现建筑工程的经济效益。具体来说，建筑结构设计人员可在满足最小值配筋量需求的前提下，将墙体配筋的布置方法设置成水平钢筋外侧、竖向钢筋内侧。例如，对于迎水面保护层设置配筋的过程中，可采用双向的钢筋网片。这样一来，就能尽可能多的减少配筋量的同时，将钢筋厚度降低30mm。
3.2 短肢墙的运用方法
相关管理部门在建筑结构设计中，对短肢剪力墙结构的运用方法已做了明确规定。即各个横截面的高度与厚度之比要控制在4~8 之间，指截面的厚度要在300mm 以下。短肢墙与传统长肢墙的相比，其肢厚更小，这种剪力墙结构将有利于节省空间的排布。同时，短肢墙的运用还将节省室内的空间布局，对于二次设计中容易受到的结构限制也得到一定程度的控制。然而，在实际运用过程中，短肢墙的承载能力十分有限。相关研究人员通过对短肢剪力墙结构的受力效果进行测试表明，短肢剪力墙确实对结构受力的影响较小，但在高层建筑工程项目的结构设计中，则不建议使用该类剪力墙结构。对于这方面的运用问题，需要相关建设者加大科研力度，以解决其应用缺陷。此