建筑项目剪力墙结构设计要点

摘要：剪力墙结构设计具有降低钢用量以及提高建筑抗震能力等方面的优势，在建筑项目结构设计中有着极为广泛的应用，不可忽视。为制定出最佳的剪力墙结构设计方案，本文将以建筑项目剪力墙结构特点与设计原则介绍为切入点，对剪力墙结构设计要点展开全面论述，旨在提高剪力墙结构设计水平，保证建筑项目整体建设质量。

关键词：设计原则；剪力墙结构；建筑项目；设计要点

1引言

目前较为常用的剪力墙结构主要分为墙肢以及连梁两种，整体结构具备承载能力强以及刚度大等方面的特征，是建筑工程关注重点内容之一。为对剪力墙结构设计质量进行保证，确保该结构优势能够在建筑项目中得到有效发挥，设计人员需要对剪力墙结构特点及其设计原则进行明确，以为后续结构设计要点制定准确性提供保证。

2剪力墙结构特点与设计原则

2.1结构特点

通过对剪力墙结构的分析可以发现，剪力墙不仅拥有着良好的抗侧能力以及承载能力，同时还能够对横向以及竖向荷载进行协调与抵抗，即便是在高强度水平荷载作用之下，其侧移距离也能保持在合理范围之内，可以对建筑空间利用率以及稳定性进行保证[1]。同时剪力墙结构的抗震性优势也较为突出，由于结构自身重量较大，其可以在地震灾害发生时，对一定量的地震能量进行吸收，可以达到较为理想的抗震效果。

2.2设计原则

为达到最佳设计效果，在进行剪力墙结构设计过程中，设计人员应严格遵从以下两项设计原则：第一，设计人员需要对房屋结构变形情况进行考量，应明确剪切变形与房屋结构竖向构件之间的关联，要对剪力墙数量进行合理设置，以防因布置过多而出现变形或位移问题；第二，连梁设计要与相关规范超限标准限制相符，保证连梁高跨比能够超过2.5，以对墙体剪力设计值以及弯矩设计合理性进行保证[2]。同时要对剪力墙进行合理布置，确保房屋最小剪重比能够与规定要求相符，以对最终设计质量进行保障。

3工程实例

以某高层建筑剪力墙结构设计为例。此建筑为地上25层、地下2层的大空间商业住宅，建筑结构采用框支剪力墙结构，整体结构主体高度达到了85m，抗震设防烈度为7。在建筑底部设有加强区与非加强区，其中加强区域内框支架抗震等级为3级，整体剪力墙抗震等级为4，而非加强区内所设剪力墙抗震等级为5。建筑项目所在场地类别为Ⅱ类，且地基基础设计为乙级别。

4建筑项目剪力墙结构设计要点

4.1做好结构参数控制

为对剪力墙结构布置合理性进行保证，设计人员需要对周期比、位移比、刚重比以及侧向刚度比等参数展开科学控制。以位移比参数控制为例。所谓为位移比是指，建筑水平位移、竖向构件自身层间位移以及本楼层平均值间的比值数值。其可以达到对结构布置不规则性实施限制的效果，可以有效预防较大偏心力出现。同时因为位移比限值是依据刚性楼板进行确定的，所以需要对偏心力因素进行考量，要保证建筑中竖向构件位移比能够保持在1.2之内[3]。

4.2做好暗柱钢筋配置

按照国家相关规定，在对一、二、三级剪力墙进行设计时，需要设置端柱与暗柱，以对地震波能量进行消耗，保证剪力墙结构整体抗震性能[4]。设计人员要对剪力墙边缘构件抗拉能力进行合理运用，以对建筑稳定性进行保证。例如本次建筑在进行建筑剪力墙结构设计时，就因为对科学对暗柱钢筋进行了设计与运用，使得建筑各方向荷载抵抗能力都得到了切实增强，建筑抗震能力得到了切实提升。

4.3做好连梁部分设计

连梁超筋处理是剪力墙结构设计重点，如果连梁出现剪切变形问题，就会对整体建筑坚固性与实用性产生直接影响，所以设计人员需要对该部分设计予以高度重视，要对连梁超筋问题进行合理设计。在具体设计过程中，设计人员一方面要明确，剪力墙最为重要的特点，就是具备一定的抗地震能力，所以在进行连梁弯矩与连梁剪力设计时，要对两者可塑性与可调幅性进行保证；另一方面要在条件允许情况下，降低剪力墙连梁截面高度数值。因为连梁具有提升剪力墙刚度以及连接墙肢的作用，所以设计人员要做好连梁刚度调整与计算工作，要适当对连梁刚度进行折减，以对高层建筑结构抗震性能进行保障。在对连梁折减进行计算时，设计人员要按照建筑综合情况，做好折减值控制，一般建议应将折减值控制在0.5以上，且应保持在0.5-1.0的范围之内，以对其状态进行保证。在实际进行调整时，很有可能会因为各方面因素的影响，而出现在对连梁刚度折减也无法调整到预期目标的情况，会造成剪力墙结构抗震性能不达标的问题，此时设计人员可通过对适当减小连梁刚度以及降低连梁高度等方式，降低地震对于建筑物所造成的影响。

4.4做好厚度、长度设计

由于剪力墙墙肢长度与剪力墙结构延性有直接关联，剪力墙如果保持在细、高状态，其延性也会随之提升，可以避免因结构脆性而出现剪切破坏问题，所以设计人员在进行剪力墙设计时，适宜将其程度设置在8米之内。如果在特殊情况下，墙体长度需要超过8米，此时设计人员可通过设置洞口的方式，将墙体整体长度细分为分布均匀且长度较短的连肢墙，且需要在洞口处设置小弯曲弱连梁。在对墙体厚度进行设计时，要按照建筑设计相关规定，按照建筑填充墙厚度，对其剪力墙厚度进行确定，一般两者厚度数值基本相同，以对剪力墙刚度进行保证，确保在高强度重压之下，剪力墙结构也不会发生严重变形弯曲的问题。

4.5做好平面与结构布置

4.5.1平面布置

平面设置工作与剪力墙后设计规则性、承载力与刚度分布、结构稳固性等，都有着直接关联，如果设计不当很容易会出现承载力与刚度部分不均以及结构发生扭转效应等方面的问题，墙体会出现不同程度的弯曲与变形。所以设计人员要对该部分设计予以高度关注，要按照设计要求与剪力墙设计整体规划，做好剪力墙平面布置工作，保证房屋结构平面设计规则程度，确保整体布局合理性。此外还要对内外墙体连接设计进行优化，要对墙体截面规则性进行保证。

4.5.2结构布置

由于剪力墙需要对侧向压力程度进行维持，所以需要实施连续性的竖向布置工作，要通过设计洞口的方式，完成相应布置工作，且在进行洞口布置时，要做好加固工作，以防出现墙体坍塌问题。在剪力墙延中轴线进行双向均匀分布过程中，其质量中心与刚度中心会处于较近的距离，能够起到对地震能量进行适当减小的目的，可以有效避免内部结构出现扭曲问题。在进行具体格局布置过程中，要尽量避免使用“一”字型墙肢，应加大对L型或者T型结构的使用。因为剪力墙自身具备一定重量，所以设计人员应对其重量展开合理控制，以对可用空间进行进一步拓展，确保结构密度、刚度都能与相应标准相符。此外，在进行剪力墙上部洞口设置时，可将其成列进行分布，以对连梁力量进行均衡分布，确保整体设计效果可以达到最优。

4.6做好墙肢部分处理

在实施墙肢处理过程中，设计人员一方面要做好墙肢计算洞处理。计算洞主要用于剪力墙墙肢划分与高度调整，在对计算洞实施计算过程中，设计人员要对小墙肢配筋能力进行增强；另一方面要做好施工洞设计。所谓施工洞就是在进行建筑剪力墙结构施工时，在墙体上所留下的洞，由于此部分洞口会对剪力墙性能产生不同程度的影响，所以在完成基础施工之后，需要对其展开重新填充，且可将较长的墙肢均匀划分成不同的短墙肢，以对剪力墙延性以及其他方面性能进行保证。

4.7做好墙身部分设计

墙身设计在整体结构设计中有着极为关键的作用，其设计质量与建筑剪力墙结构抗震性能有着直接关联，所以其也应是设计人员关注的要点。由于墙身结构抗震性能是依靠钢筋产生的，所以设计人员要做好墙身钢筋使用与搭配工作，要通过对结构正截面抗弯承载力以及斜截面抗剪承载力的计算，制定出钢筋结构验算标准。同时，设计人员要按照建筑防地震等级，对剪力墙结构中的配筋等级展开配置。例如，如果建筑抗震设计为II级与III级，在进行墙体设计时，要保证竖向以及水平向配筋率都能保持在0.3%以上；如果非抗震设计处于I级、IV级，则墙体双向配筋率应保持在0.2%以上[5]。建议一般高层建筑剪力墙的墙身水平与竖向钢筋直径都能保持在0.8cm以上，且钢筋间距离能够得到合理设置，能够保持在30㎝左右。

5结束语

通过本文对建筑项目剪力墙结构设计相关内容的论述，使我们对剪力墙结构及其设计方式有了更进一步的认知，建筑项目建设单位要明确剪力墙结构价值，要在对建筑项目实况进行综合分析的基础上，按照结构设计原则以及建筑实际设计要求，对项目剪力墙结构设计要点进行明确，要有目的、有计划的展开各项剪力墙结构设计任务，以为最终结构设计质量进行保障，确保剪力墙结构优势能够在建筑项目结构中得到完全性发挥。

参考文献：

[1]戴芳勇.建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用研究[J].建材与装饰,2018(12).

[2]高中献.浅谈建筑工程设计中剪力墙结构的设计[J].低碳世界,2018(1):228~229.

[3]孙岩波,李晨光,彭雄,等.装配式预应力混凝土框架-剪力墙结构施工技术应用研究[J].施工技术,2018(4):32~34.

[4]樊国焰.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的运用研究[J].科技创新与应用,2018(11).

[5]范重,裴雨晨,赵红,等.某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究[J].建筑结构,2018(9).

作者：莫云子 单位：中国市政工程华北设计研究总院有限公司