建筑結構設計的剪力墻結構設計應用
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1.剪力墻結構設計分類
建筑剪力墻設計中具有多種類型，在建筑施工設計中剪力墻的建設一般采用打孔的方式進行施工，孔洞的數量以及大小不等。通過最新研究結構發現，剪力墻的性能以及結構形式與建筑中的孔洞具有直接關系，影響剪力墻的受力情況。剪力墻的分類如下：
1.1整體墻
剪力墻結構自身具有較強的穩定性，而且抗拉和抗壓能力都比較強，整體墻孔洞比較大，但是數量少，部分墻體上并沒有設置孔洞，從受力方向上來看屬于豎向受力的情況。從水平結構來看，較大的荷載會使剪力墻的高度和寬度擴大，導致墻體界面出現變形的情況。整體墻截面雖然可能會出現變形，但是仍然是符合剪力墻標準的，墻體正面在應力的影響下形成線性分布，使墻體始終保持安全性和穩定性[1]。
1.2小開口墻
小開口墻也是剪力墻結構中比較常用的一種模式，剪力墻的孔洞面積如果不斷變大的情況下就會形成小開口墻。從墻體的水平結構來看，荷載的壓力會導致小開口剪力墻結構受到影響，使得墻體截面存在正應力，而這些正應力的分布呈現規范性，屬于偏離直線分布。這種力的分布方式，會使剪力墻的局部彎應力與主應力之間互相疊加，如果這種疊加力不產生反彎點的情況下，小開口剪力墻形成。
1.3聯肢墻
聯肢墻與小開口墻相似，都是孔洞比較大的墻體，如果開孔連接位置強度比墻肢小時，水平荷載將導致剪力墻連接位置出現反彎點的情況。這種結構中每個墻肢都是獨立的個體，并獨立發揮作用。而這些獨立的墻肢個體進行連接就會形成剪力墻，這種剪力墻也被稱為聯肢墻。1.4壁式框架墻建筑剪力墻中孔洞最大的墻體為壁式框架剪力墻，墻體的孔洞越大，墻肢的獨立性越強，如果孔洞連接位置強度遠遠超出墻肢時，剪力墻的受力情況也會發生變化[2]。壁式框架墻與框架結構墻體具有相似性，在負荷的情況下截面會出現彎矩的情況，而且建筑內墻還可能會引起比較多的反彎情況。
2.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用
2.1合理設計剪力墻的位置
剪力墻結構的設計中，墻體的布置位置和布置方式等對于建筑來說尤為重要，是建筑設計的基礎，也是保證建筑工程安全的關鍵。在剪力墻的設計中需要做好如下工作。首先對建筑結構的主軸位置進行確定，然后將剪力墻的位置設定在主軸方向，并以主軸為基礎向其他方向進行輔助，設置雙剪力墻的形式，實現不同方向剪力墻間的銜接作用，保證內部空間構建的合理性。建筑結構的設計必須保證抗震性，不得采用單向放置設計的模式，剪力墻設計中需要從兩個方面對剪力墻性能控制進行分析，保證剪力墻不同方向墻體的振動周期和頻率等相似，有利于促進墻體內部平衡，保證墻體內部的穩定性。同時，剪力墻截面設計中，需要以規范性和簡易性為基礎，剪力墻的側體抗壓能力以及內部穩定能力等遠遠超過建筑體的能力，這種情況下可以通過剪力墻的承載力減輕建筑的負荷，充分發揮剪力墻的作用[3]。提升建筑的承載力同時，減少內部修筑墻體的空間，為建筑內部提供更大的結構空間。建筑剪力墻的布置中需要保證合理的間距，剪力墻的分布不能過密，防止出現受力不均的情況。在剪力墻截面設計工作中還需要嚴格按照從下到上的順序進行，這種設計方式是出于對剪力墻側墻體壓力的緩解。剪力墻布置設計中需要結合墻體高度要求對厚度進行縮減，并綜合考慮混凝土等級。也可以結合工程項目要求通過減少墻肢的設計方式對剪力墻側面剛度進行提升。但是對于一些容易發生地質災害的地區，如果剪力墻的高度過高，一旦出現地震等情況，會導致剪力墻存在彎曲的問題，同時如果剪力墻高度過低還可能導致墻體過于脆弱。因此對于地震高發的地區，剪力墻設計中必須做好高度的設計，保證剪力墻的承載力和穩定性。此外，在剪力墻設計前需要先對工程項目中剪力墻的受力情況進行研究，保證設計中剪力墻以及孔洞的位置都具有科學性，使剪力墻的設計符合力學特點。同時在孔洞的設計中，所有的孔洞都需要對齊，并保證孔洞間具有相應的連接點。使剪力墻的所有孔洞都能夠均勻受力，以此為基礎更好地滿足施工原理。
2.2科學控制剪力墻的彎矩
建筑工程中剪力墻結構的設計需要結合實際工作要求，對剪力墻的結構以及特點等進行分析。剪力墻自身的抗壓能力以及承載力比較強，但是平面外的承載力相對來說卻比較低。導致剪力墻連接的位置可能會由于外部承載力能力差的情況導致墻體出現彎矩，這也是剪力墻比較容易出現的問題。針對這個問題首先在剪力墻設計中需要控制好彎矩。可以在剪力墻墻面連接的位置設計與剪力墻外側的連接結構。具體的操作中可以先設計梁軸線的位置，并結合軸線的位置和方向以及剪力墻的方向，合理計算彎矩，保證設計的科學性。同時，做好扶壁柱的設計工作，合理設計扶壁柱可以提升剪力墻的強度和剛度，保證剪力墻質量。如果在剪力墻設計中出現扶壁柱設計問題，需要及時更改設計，如果無法更改，必須立即采取有效的改善措施，可以通過在梁墻間設計暗柱的形式做好配筋的預估和計算，控制好彎矩。此外，也可以設計對梁端穩定構件對彎矩進行控制。
2.3強化剪力墻的延伸處理
建筑剪力墻設計中需要考慮可延伸性的問題，通過科學的方法和手段優化剪力墻的設計結構，保證剪力墻延伸能力符合要求。通過剪力墻結構建設形式的分析可知，剪力墻自身具有延伸性的特點，但是要想保證延伸性作用的發揮，還需要采取有效的手段，提升剪力墻結構的靈活性和使用的耐久性。剪力墻結構設計中，必須對建筑物的承載水平標準和要求進行明確，保證設計的科學性。
2.4提升剪力墻的性能
建筑的使用壽命一般都比較長，因此剪力墻作用發揮年限也比較久，必須保證剪力墻的強度和性能，并在墻體結構設計中重點加強剪力墻的設計，保證符合施工標準要求，防止剪力墻結構在長時間的使用中出現質量問題。剪力墻結構設計中必須對可能導致墻體受到影響的因素進行分析，有利于對墻體使用風險的預防，保證剪力墻結構價值的凸顯。剪力墻結構的性能以及強度容易受到配筋率的影響，因此需要對剪力墻橫縱向的配筋率進行分析，通過配筋率的科學計算和設計，保證剪力墻的穩定性和安全性。除了剪力墻的配筋率外，還需要做好剪力墻邊緣位置的設計和控制，嚴格按照剪力墻施工標準做好墻體邊緣的設計，提升剪力墻質量，促進建筑工程的健康發展。
2.5合理控制剪力墻厚度
建筑墻體設計工作開展中，需要保證建筑墻體的厚度滿足建筑標準，提升剪力墻的承載能力，有效預防墻體結構損壞，實現對剪力墻墻體壽命的延伸，并強調剪力墻質量的安全性。建筑剪力墻結構設計中，還需要剪力墻厚度與規劃要求相符，結合具體施工情況，可以適當在剪力墻中設置一些構件，做好建筑剪力墻的支撐作用，使剪力墻結構質量能夠與建筑規劃要求相符。
2.6強調建筑設計人員培訓
建筑結構中剪力墻設計人員的能力和素質直接影響剪力墻的質量，為了提升剪力墻的質量，保證剪力墻的穩定性，需要加強對設計人員的培訓，保證建筑人員各項專業能力過硬，并能夠結合現場實際做好剪力墻設計工作，保證剪力墻的合理性。首先企業在設計人員招聘的過程中需要先對設計人員的資質以及設計能力進行審核與考核，加強對設計人員工作理念以及核心素養進行分析，選拔出更優秀的剪力墻設計人員。同時進入到公司內部后也需要做好設計人員的培訓工作，保證每個設計人員都能夠掌握剪力墻設計理論知識和技術能力，并符合公司對人才的要求。最后，在建筑體設計人員的管理中需要落實責任制，將設計人員的設計質量與福利待遇等相結合，并對設計人員負責的工作內容和工作責任等進行明確，有利于在剪力墻建設出現問題時進行追責，并督促設計以及建設人員做好對剪力墻的整改，保證剪力墻質量。
3.結語
綜上所述，建筑剪力墻的設計中存在多種剪力墻形式，不同剪力墻的應用工程存在一定的區別，因此需要結合具體工程情況選擇合理的剪力墻。同時在剪力墻設計和施工中需要做好剪力墻位置、彎矩、延伸以及厚度等方面的處理，并做好人員的培訓工作，保證剪力墻設計和施工的合理性。
參考文獻
[1]劉雪成.探究剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].城鎮建設，2021（1）：272.
[2]許濤.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用探究[J].建材發展導向（上），2021，19（1）：160-161.
[3]鮑小娟.建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用分析[J].建材發展導向（上），2020，18（2）：190.
作者：單志偉 單位：浙江綠城建筑設計有限公司重慶分公司
