刘书贤

(苏州众通规划设计有限公司，江苏 苏州 215100)

在众多建筑工程项目中，剪力墙结构能够被广泛应用在设计和施工阶段之中，呈现更加稳定以及可持续的工程设计理念，保障建筑物内部和外部空间资源的科学规划层次基本不变。在对建筑物外层剪力墙结构进行平面以及立体设计的过程中，需要对建筑物水平荷载与竖向荷载之间存在的功能差异以及数值偏差情况进行定量测算和统计分析，及时制定科学的设计方案。

1 剪力墙结构设计原则

1.1 拉通对直

不论建筑结构材质是何种类型，在进行简历墙结构设计工作的过程中，需要严格遵循拉通对直的基本设计原则，才能够呈现更加稳定的建筑结构设计效果。在剪力墙结构的设计过程中，需要将门窗框架结构与洞口保持垂直，合理规划建筑结构的具体传力途径，才能够动态均衡建筑物的水平以及竖向荷载[1]。建筑物的剪力墙结构需要具备抗震性能，因此需要沿着轴线对此类结构进行拉通对直操作，避免影响到建筑物结构的整体稳定性和安全性，还可以充分避免建筑物楼体和剪力墙结构存在重叠或者错洞的问题。拉通以及对直操作，是建筑设计软件工具中经常用到的操作模式之一，并严格比对建筑物宽度高度等各项数据参数指标是否与剪力墙结构精准适配。根据拉通对直的剪力墙设计原则，设计人员在对建筑结构进行平面和空间设计的过程中，需要精准输出总施工平面图，运用特殊颜色标记剪力墙结构的具体数据参数[2]。

1.2 双向布置

在对建筑物的剪力墙进行结构设计的过程中，遵循双向布置的基本设计原则，才能够动态均衡水平以及竖向荷载，充分保障建筑物整体结构的抗震性和稳固性。在对剪力墙结构进行双向布置的过程中，设计师需要对平面和立体三维模型进行动态转换，并将该结构的双侧抗侧力与刚度数值进行对比分析，保证横向和纵向两个方向侧刚度数据指标之间的理论偏差和实际偏差在规定的误差范围之内，对两个方向的自振周期进行全面测算，才能够将建筑物和剪力墙结构进行有效关联[3]。根据双向布置的基本设计原则，很多建筑工程项目中的剪力墙结构，能够全面展现系统化以及立体化的力学特性指标，并对横向和纵向的荷载需求进行充分满足，这样能够显著的提升各建筑物的整体抗震性能，并且还能减少建筑剪力墙结构的材料实际使用比列，从而有效的节约材料成本和施工成本。

1.3 竖向贯穿

在对建筑工程项目中的剪力墙结构进行整体设计的过程中，需要遵循竖向贯穿的基本设计原则，才能够进一步均衡此类建筑结构的水平和竖向荷载，及时构建更加安全完整的结构设计体系，并能够根据单元刚度数据参数的变化区间，动态调整各项贯穿数据参数，充分保障此类结构的承载力和刚度处于合理范围之内。根据竖向贯穿的基本设计原则，在对剪力墙结构进行力学特性分析的过程中，不能够忽略此类墙体的刚度和厚度数据指标是否存在明显变化，并需要对各类结构材料进行模拟分析和预测，才能够充分保障单元刚度数据指标能够与侧刚度数据参数进行相互抵消，并充分提升此类结构的抗震性能[4]。在严格遵循竖向贯穿的结构设计原则过程中，相关的设计师会及时规避刚度突变位置对抗震性能指标产生的负面影响，并对建筑结构的主要体型和尺度进行科学规划与统筹设计。

1.4 洞口上下对齐，成列布置

在建筑剪力墙结构中，就要遵循洞口上下对齐、成列布置的基本设计原则，才能够有效分散水平以及纵向荷载，并保证整体建筑结构的稳定性和抗震性基本不变[5]。根据建筑物的具体朝向和高度宽度等数据参数，不同类别的剪力墙结构需要具备横平竖直等特点，其中孔洞是影响整体承载力以及刚度数据参数的核心因素，因此需要及时布置弱梁结构分散荷载，但是需要将墙肢长度控制在8m之内。但是在设置孔洞的过程中，需要对建筑物主体功能以及各项性能参数进行客观评估和统计分析，并确保洞口位置以及尺寸的合理性以及可约束性，并将建筑主体结构与辅助固定结构进行力学特性测算，确定孔洞位置和尺寸的数值区间符合设计要求。按照洞口上下对齐以及成列布置的基本设计原则，能够充分保证剪力墙结构的核心承载力以及高度数据参数在规定设计范围之内。

1.5 与建筑高度适配

在实际建筑结构设计过程中，剪力墙结构的设计图纸和方案需要与建筑高度进行适配，才能够呈现更加稳定和谐的建筑结构力学特性分析状态。尤其对于实体剪力墙、小开口剪力墙、连肢剪力墙、壁式框架剪力墙等，都能够呈现非常稳定的承载状态以及刚度数据参数，但是部分剪力墙结构不能够大面积应用在高层建筑之中，以免出现建筑结构受力不均匀以及局部弯矩过大等情况。在对建筑高度和宽度尺度等相关数据参数进行重点测算和统计分析的过程中，就要对特定类型的剪力墙结构进行力学分析，保障建筑主体结构的稳定性和抗震性基本不变。在对高层建筑进行主体结构设计的过程中，需要根据剪力墙结构的力学特性，动态监测各项平面设计指标和空间资源之间的匹配度，还需要从横向和纵向两个视角进行详细的力学测算，才能够确定剪力墙结构与建筑高度之间的适配性。

1.6 降低墙肢的平面外弯矩

降低墙肢平面外弯矩的方法较多，如提高壁柱数量、增加竖直墙体数量、增加配筋率等，可结合实际条件灵活地选择。因此在对建筑剪力墙结构进行整体结构设计的过程中，需要对墙肢平面外弯矩等各项数据参数的合理区间范围进行详细测算和统计分析，并保障剪力墙结构横向和纵向承载力范围的稳定性，对墙肢以及弱梁结构进行全面的应力计算，保障承载力范围的均匀性和统一性。为及时降低墙肢结构的平面外弯矩指标，设计师可以对垂直墙体的具体数量进行动态观测以及模拟分析，将装配式结构和钢筋混凝土结构中的具体配筋率进行科学筹划和约束，确保现浇段和装配段都能够呈现稳定的承载状态，并能够进一步凸显剪力墙结构的抗震性能特征。

2 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

2.1 基础和承重构件设计

在建筑工程项目的实际建设和施工过程中，剪力墙结构的基础和承重构件能够保障建筑物不同方向上受力状态的稳定性，因此在进行整体设计和详细设计的过程中，设计师需要对配筋率等关键数据指标进行详细测算，才能够实现更加安全和稳定的建筑施工作业目标。设计师需要根据建筑工程项目所处的场地环境条件以及地质条件，对水平和竖直方向上的配筋率指标进行详细测算。设计师应将墙体配筋率作为剪力墙承重构件设计的关注重点，水平和竖直方向的配筋率不应低于0.25%，少数框支剪力墙结构底部加强位置的配筋率应不少于0.3%。因此在对剪力墙结构进行基础设计以及承重构件设计工作的过程中，还需要全面考量现浇段以及装配式构件材料的配置比例是否科学合理，并对剪力墙的外平面墙肢结构进行全面测算和统计分析，只有这样才能够充分提升此项设计方案和施工图纸的精准度和限额设计水准。

2.2 剪力墙结构设计

在建筑工程项目中，剪力墙结构设计方案和图纸需要呈现更加稳定的抗震防御性能，因此需要对内部和外部建筑结构的刚度和应力数据指标进行严格管控。很多配置剪力墙结构的建筑物，需要进行双向设计，对墙体内部的固定墙肢长度有较高的要求，因此需要对剪力墙的刚度中心位置进行严格测算，才能够保障墙肢长度与连梁高度等数据指标的科学性以及合理性。若剪力墙结构的刚度中心位置与建筑物中心位置存在较大偏离，则需要及时调整墙肢长度以及连梁高度数据参数，但是需要保障建筑物主体框架结构的可控性和安全性。由于中低层建筑物的剪力墙结构普遍具有较强的承载能力以及平面刚度，但是对指定平面外的承载力以及刚度相对较弱，因此需要合理选用平面外方向梁结构，才能够将半刚接设计方案中的墙肢平面弯矩参数进行适度调整和优化设计。由于剪力墙具有较强的抗侧刚性，结构自振周期较短，承受的水平地震作用较大，这样就很有可能会影响结构的整体性能。为了减少水平地震剪力对建筑结构的影响，还可以通过减少墙体的厚度，在主次结构设计中增大墙体间距，减少墙体总数等方式降低结构整体自重，从而增加结构的抗侧移刚度。

2.3 大墙肢处理

在对建筑物的剪力墙结构进行平面设计和立体空间建模设计的过程中，需要对大墙肢结构进行集中处理，避免影响到建筑物主体结构的稳定性以及安全性，还需要对剪力墙结构中的不稳定因素进行集中处理。大墙肢与短墙肢结构普遍适用于不同类型的建筑工程项目建设条件，可以采用短距离开孔等方式，在施工结束后及时封堵孔洞，避免影响到剪力墙结构的整体空间抗震性能指标。在保证剪力墙结构满足建筑承载要求的前提下，可采用封层间隔的设计形式将长度较大的剪力墙结构划分成一定数量的独立墙段，提高其稳定性，避免建筑在投入使用后因外力的作用对剪力墙结构整体造成破坏。除此之外，若需要对建筑物四周墙体墙面进行全面加固，也可以根据大墙肢结构的具体空间位置关系分布规则，及时调整大墙肢的配筋数量和比例，并将部分装配式构件材料与现浇钢筋混凝土结构中的横向纵向固定措施进行力学评估，确保大墙肢和短墙肢结构的承载力和刚度符合设计标准。

2.4 剪力墙厚度控制与配筋

在各类建筑工程项目的设计以及施工过程中，对剪力墙结构的厚度控制以及配筋设计工作非常关键，并且需要根据指定的国家标准和行业技术规范，设定建筑工程项目的抗震等级，并将建筑物的各项功能系统和性能数据参数进行对比分析。在对剪力墙结构进行厚度控制和配筋设计的过程中，设计师需要对高厚比数据参数进行全面测算，若高厚比小于四，则可以充分借鉴柱结构的设计方法，若高厚比约等于四，则可以充分借鉴异形柱结构的设计方法，全面设计双向受压结构。根据国家的相关规定和要求，若建筑物的抗震等级是一级或者二级，则需要对剪力墙结构进行底部加强，确保底部厚度大于200mm，并且需要与建筑物楼层的1/16高度进行严格的对比测算。剪力墙结构的其他厚度数据指标不能够小于160mm，普遍适用于中低层建筑工程项目。除此之外，设计师在控制剪力墙结构厚度的过程中，还需要严格参照墙体截面的强度指标等关键数据参数，可以适当调整墙体厚度指标，以保证建筑物抗震性能以及稳定性能为基础。根据国家相关规定，无论建筑物的抗震等级是一、二级以及三级，都需要严格控制简历墙结构的配筋比例，确保建筑物外部墙体结构的稳定性和安全性，为后续施工作业奠定基础。

2.5 连梁设计和优化

在众多建筑工程项目中，连梁结构的设计和优化，是充分保障建筑物外部墙体稳固性的关键基础，也能够进一步约束和限制剪力墙结构设计方案中的不合理数据参数。尤其在剪力墙基础结构设计和承重构件设计方案中，需要避免出现长墙肢与短墙肢结构失衡的问题，也会直接关联到柱结构和梁结构的承载力以及刚度数据参数。因此需要根据剪力墙结构中墙肢的受力情况，选用不同的连梁设计方案，充分保障梁体截面数据参数与设计标准相匹配。设计师可以选用折减连梁刚度参数的方式，有效提升墙肢结构的稳固性，并显著提升剪力墙墙体结构的安全性。除此之外，设计师还可以及时调整剪力墙结构中的洞口宽度，避免影响到水平和竖向受力状态的稳定性，还可以适当增加剪力墙结构的厚度，充分保障建筑物主体结构的稳定性和安全性。

3 结 语

剪力墙结构在高层建筑中占据着非常重要的位置，是保障总体建筑可靠性、安全性的关键要素。而在进行高层建筑剪力墙结构设计工作时，必须要保障高层建筑质量得到有效提升。剪力墙结构具有刚度大、承载力强、抗震、抗风等优点，被广泛应用于建筑工程项目中，发挥着抗震、承重等作用。在对剪力墙结构进行设计的过程中，需要考虑其与其他结构的连接性，这样才能保证整体结构设计的合理性。为了能够充分发挥出剪力墙结构的优势，相关设计人员必须要对剪力墙结构的优势和劣势加以分析，并且掌握该结构应用过程中的要点，进一步突出剪力墙结构的优点，使该结构能够进一步提升建筑的整体质量。