建筑结构设计中剪力墙结构设计中的运用

建筑结构设计中剪力墙结构设计中的运用

李华乐

临高富力地产开发有限公司海南临高571800

摘要：随着社会的建设与发展，建筑行业的发展空间也是在不断的得到拓展，人们在购房或者选择建筑时一般都会从其具体的使用性能和舒适度等角度进行考虑，而不再是单一的衡量其价格，为此，建筑性能优越的建筑物会更加为人所欢迎。为此，本文从建筑结构设计中剪力墙结构设计的必要性、设计需要遵循的主要原则以及设计的主要结构类型、设计要点、优化途径等角度进行了简要的探讨。

关键词：建筑物；剪力墙；结构设计；运用；优化

1.剪力墙的基本概况

1.1设计剪力墙结构的必要性

随着建筑材料的优化升级，钢筋混凝土已经成为建筑结构施工过程中的主要施工材料，在钢筋混凝土的施工运用过程中，会形成帮助建筑物承受压力与抗震的建筑结构或墙体，即剪力墙结构。因此，在建筑结构设计过程中设计剪力墙结构就是为了更好的提高建筑物的使用性能，主要包括荷载能力、稳定性以及抗震性能等等。从剪力墙结构当前的应用现状来看，其施工简单、性能优越的特性越来越受到诸多施工团队的信赖和认可。

1.2剪力墙设计的主要原则

由于剪力墙结构主要是降低建筑主体受外力干扰，确保其稳定性，因此在进行剪力墙结构设计时要遵循四个原则：①要充分考虑剪力墙在不同情况下的受力情况，包括水平方向和竖直方向，并且在明确剪力墙受力状况的情况下，根据剪力墙的偏拉状态以及剪力墙受到偏拉后产生的施力状态对其结构进行分析；②规避剪力墙和外平面连接，这是因为剪力墙和外平面相连时会导致墙体相应平面产生外弯矩，影响整个建筑的稳定性；③在进行剪力墙设计的时候必须明确剪力墙的用途，以便在设计剪力墙时有相应的承压能力，同时确保墙体的强度；④要根据剪力墙的具体状态进行设计，以确保剪力墙受力均匀，构建合理，比如当剪力墙面积较大但墙体比较薄时，就要根据受力情况将剪力墙设计成不规则柱状，以便受力更均匀。

1.3剪力墙结构设计的主要类型

一般情况下，剪力墙会根据其墙体开洞情况分为整体墙、小开口整体墙、连枝墙、壁式框架四个类型。整体墙也就是剪力墙墙体完整的情况，即墙面没有开洞，也适用于墙体开洞小于整体面积15%时；小开口整体墙是指剪力墙墙体开洞但洞口不大，且开洞面积超过总体15%的墙体；连枝墙主要是在剪力墙上开一列洞口，且洞口面积较大，也可以开多列洞口，这时由于洞口面积太大因而影响了剪力墙的稳定性，为了确保剪力墙有足够的稳定性，往往会利用洞口之间的连接梁来分担剪力墙的压力，能减小剪力墙受到的质量影响；壁式框架主要是因为剪力墙墙体开洞面积太大，洞口的连接梁强度已经超过剪力墙外沿框架强度，剪力墙的承压能力因此发生了改变，承压形式跟框架承压形式非常相似，且壁式框架剪力墙有其独特的结构特点，比如有显著的反弯点。

2.剪力墙结构的设计要点

2.1设计过程中必须要选择科学的设计方法

剪力墙结构要想在建筑结构中发挥出更大的作用和特性，就必须要选择科学的设计方法：（1）设计者应该根据建筑结构的具体设计情况和施工情况来确定剪力墙的实际设计方案；（2）为了剪力墙的特性能够在建筑结构中得到更大程度的发挥，要对其高度、宽度等进行合理的比例设计；（3）剪力墙的设计数据要依靠仪器的测定和计算，人工估算数值不利于其合理设计。

2.2充分发挥剪力墙特性

剪力墙最大的特性就是具有延伸性，因此在进行剪力墙设计的时候要注重其延伸性能，使其延伸性得到良好发挥。这就要求设计人员在设计剪力墙的时候，首先就要确保剪力墙的延伸性，在保证剪力墙延伸性的基础上进行科学合理设计。同时，确保剪力墙承载能力满足工程需求也是设计人员必须重视的环节，因此可以选用前后连贯或者是对称方式进行设计，以达到提升剪力墙承载能力的目的和要求。

3.建筑结构设计过程中关于剪力墙结构设计的优化途径

3.1对剪力墙的外形和大小进行优化设计

剪力墙本是为了更好的提高建筑物的设计与施工质量而设计的，因此，在设计剪力墙的过程中，剪力墙的外形和大小也必须要有严格的设计比例和其他具体的要求。剪力墙的外形和大小要根据其承受压力的大小以及方向来确定，为了剪力墙能够更好地适应建筑物的压力，为建筑物提供更好的承受压力性能，剪力墙的大小数值必须要高于其厚度数值。剪力墙的外形设计更是要从稳定性能方面进行考虑，一般情况下，L形和T形构造会具有更加良好的稳定性，为此，从整个建筑物的工程质量进行考虑的话可以从这两种外形构造中进行选择与设计。

3.2对剪力墙的连梁进行优化设计

剪力墙的连梁是为了帮助其尽量减少变形、弯折等情况而存在的，在连梁的支撑作用下，剪力墙的结构设计将会有更加优越的质量，为此设计者在设计过程中必须要做到以下几点：（1）连梁的高度没有同意的设计标准，一切都要以建筑工程的实际需要为设计的标准，否则将直接影响剪力墙的设计和使用质量；（2）连梁的存在也是为了帮助剪力墙更好的承受抗震压力，因此在设计剪力墙的连梁时务必要注重其抗震性；（3）连梁的实际抗震性能是可以通过严密的计算得出结论的，其抗震性能与自身的承重能力有着直接的关系，为此，要想保证连梁有着良好的承重能力，就要通过计算得出具体的荷载数据，从而在连梁的最大承受范围内对剪力墙进行具体的其他类别的设计与施工，严防连梁以及剪力墙超出荷载的情况。

3.3对剪力墙的大墙肢进行优化设计

要想剪力墙在设计时能够保持最优的性能，首先应该保证剪力墙的宽度和高度至少是2倍的比例关系。剪力墙只有在高度足够的前提情况下才能够保持良好的承重性能，这就要求设计者在设计剪力墙的过程中对其进行开洞处理，从而将一个整体的剪力墙分割为高度一致、宽度不一致的大小剪力墙若干个。虽然剪力墙对其高度有着较高的要求，但也不宜高度过高，为了减少剪力墙在施工过程中出现的裂缝情况，其高度不能超过8m。8m的剪力墙高度也是剪力墙在抗震方面所能够保持的最大高度。为此，在满足剪力墙高度的前提条件下，设计人员还需要不断优化其抗震性能，在剪力墙的大墙肢上设计合理的施工洞，并标注使用合适的建筑施工材料。

3.4剪力墙的边缘构件要得到进一步的优化

建筑结构设计中的剪力墙结构设计质量要提升，就必须从剪力墙结构的各个方面开始入手，因此，剪力墙的边缘构件也必须要得到相应的优化。对于剪力墙的边缘构件而言，其组成部分主要有墙翼、暗柱、端柱等。要对这些构件进行优化，一般有两种主要的优化途径，即约束构造边缘构件式的优化途径和约束边缘构造式的优化途径，这是两种需要采用截然不同的施工设计方案和施工技术的优化途径，但是为了剪力墙结构的设计质量，使得剪力墙的边缘构件的使用性能更加符合住户的要求，必须要根据具体的建筑结构择优选择边缘构件的优化途径，例如剪力墙的墙体面积、暗柱、端柱等构件的实际情况都是设计人员或者施工者对其进行优化的真实参考依据。

4.结束语

简而言之，在建筑工程的设计过程中融入一定的剪力墙结构设计可以大大提高建筑物的设计以及建设质量，从而给使用者提供更多更优质的使用体验。为了更好的稳定建筑物的设计质量，提高建筑物的建设质量，就必须要在建筑结构设计中的剪力墙结构设计中下更多的功夫，花费更多的精力，创新更多的剪力墙结构的设计优化途径，从而能够推动建筑物的整体设计更加符合消费者的消费心理和使用心理。

参考文献：

[1]赵伯霖，苗寅.浅析建筑结构设计中剪力墙结构设计的实践运用[J].河南科技，2014（24）：154-155.

[2]王丽娟.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析[J].建材与装饰，2018，No.537（28）：84-85.

[3]孙鹏.建筑结构设计中剪力墙结构设计的运用探讨[J].建筑知识，2017（17）：28.