剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

韓保江

（青海省建筑勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，西寧810001）

1 引言

剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用非常普遍，因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)可以很好地優(yōu)化建筑工程整體的結(jié)構(gòu)性，為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不斷提高建筑工程的質(zhì)量。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類和設(shè)計(jì)原則

2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，可以結(jié)合墻體是否需要開洞以及需要開洞的尺寸將剪力墻分成4個類型，分別是整體墻、小開口整體墻、連肢墻以及壁式框架。（1）整體墻是指進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時不需要進(jìn)行開洞的墻體，或墻體開洞面積小于整個墻體面積的15%的墻體。（2）小開口整體墻是指墻體開洞面積大于整體墻總面積的15%，但是洞口依然是比較小的墻體[1]。（3）連肢墻是剪力墻上開有一列或多列洞口，且洞口尺寸相對較大，此時剪力墻的受力通過洞口之間的連梁連在一起的一系列墻肢承受，故稱連肢墻。連肢墻的墻體開洞數(shù)量較多而且面積較大，因?yàn)閴w的洞口多且面積多，直接破壞了整個墻體的承載力，因此，為了避免墻體出現(xiàn)變形進(jìn)而造成質(zhì)量以及安全問題，需要通過一系列的連梁約束墻鞏固連肢墻的質(zhì)量。（4）壁式框架剪力墻的洞口尺寸比較大，而洞口上的連梁線剛度已經(jīng)接近或大于洞口側(cè)邊墻體的線剛度時，剪力墻的受力性能就發(fā)生改變，非常接近框架的受力性能，在進(jìn)行壁式框架設(shè)計(jì)過程中，能夠在彎矩圖上看到明顯的反彎點(diǎn)和突變。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

進(jìn)行建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)遵循4個基本原則：（1）設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，要整體考慮剪力墻豎直和水平方向的結(jié)果，考慮不同方向上剪力墻的受力情況，在得知內(nèi)力的情況下，要結(jié)合剪力墻的偏拉情況以及偏拉對剪力墻和界面和主界面造成的施力情況進(jìn)行分析驗(yàn)算。（2）剪力墻和平面外的梁進(jìn)行銜接時，容易導(dǎo)致墻體向平面產(chǎn)生外彎矩，因此，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要避免和墻外的平面梁相互連接。（3）剪力墻結(jié)構(gòu)是一個平面結(jié)構(gòu)，需要承受豎直方向的壓力，因此，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要保證墻體結(jié)構(gòu)對外力的承受能力以及墻體的剛度。（4）由于剪力墻的尺寸比較大，而且厚度比較薄時，為了保證剪力墻的受力合理，當(dāng)剪力墻的長厚比在3～5時，應(yīng)將墻體設(shè)計(jì)成異形柱形狀；當(dāng)長厚比小于3時，要將墻體設(shè)計(jì)成柱形[2]。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

3.1 選擇科學(xué)的設(shè)計(jì)方法

為了更好地保證建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，在設(shè)計(jì)過程中，需要掌握幾個設(shè)計(jì)重點(diǎn)：設(shè)計(jì)人員要選擇科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，從而更好地保證施工方案的合理性。在設(shè)計(jì)過程中，由于剪力墻的延展性較高，因此，要將剪力墻的形狀設(shè)計(jì)為寬細(xì)狀，而且剪力墻的高度不能小于墻體的寬度。為了更好地保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計(jì)算，從而更好地保證剪力墻的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 選擇合理的布局結(jié)構(gòu)

要保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要選擇合理的布局結(jié)構(gòu)，并且盡量采用對稱結(jié)構(gòu)方式，以更好地提高剪力墻的抗震能力。要將剪力墻設(shè)計(jì)成對稱形式，設(shè)計(jì)人員需要使墻體的剛度中心和質(zhì)量中心重疊，而且進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時，要減少對單項(xiàng)形式的采用，進(jìn)而更好地提高墻體的抗震性能。

3.3 合理處理剪力墻的延伸性

由于剪力墻具有一定的延伸性，進(jìn)行建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要對延伸性進(jìn)行合理的處理，一般情況下，設(shè)計(jì)人員首先要保證剪力墻具有較好的延伸性，以保證墻體的整體性能。其次，為了避免墻體結(jié)構(gòu)受到破壞，要保證墻體的承載力滿足相關(guān)規(guī)定，而且可以通過選用對稱或前后連貫的方式提高墻體的承載力，以更好地保證墻體設(shè)計(jì)的合理性。

4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑過程中的應(yīng)用優(yōu)化

4.1 注重把握剪力墻的尺寸和外形

要加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑過程中的應(yīng)用，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，首先要注重把握剪力墻的尺寸和外形，從而實(shí)現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)比例的優(yōu)化。由于剪力墻在豎直方向和水平方向的剛度和荷載不同，墻體的截面高度必須大于墻體厚度的8倍才能保證墻體的基本承載力。為了更好地保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)將墻體設(shè)計(jì)為T形或L形，不僅可以減輕墻體質(zhì)量，還能有效提升墻體的側(cè)向剛度，從而更好地進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目的成本控制。

4.2 加強(qiáng)對剪力墻連梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化

為了更好地提高建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要注重對剪力墻連梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化，連梁主要用于連接墻肢，當(dāng)墻肢由于外力的影響而出現(xiàn)變形或超筋的問題時，會直接影響建筑工程的質(zhì)量，進(jìn)而威脅人們的人身安全，因此，加強(qiáng)對剪力墻連梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化非常重要。（1）進(jìn)行連梁設(shè)計(jì)時，要結(jié)合建筑工程實(shí)際情況適當(dāng)?shù)亟档瓦B梁高度，避免由于高度超標(biāo)而導(dǎo)致變形現(xiàn)象的發(fā)生；（2）要加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)塑性的控制，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對剪力墻連梁的抗震設(shè)計(jì)；（3）為了避免剪力墻出現(xiàn)超荷載現(xiàn)象，進(jìn)行連梁受力計(jì)算時，要進(jìn)行多次反復(fù)計(jì)算，保證連梁受力分析的準(zhǔn)確性。一旦出現(xiàn)剪力墻超筋情況，施工人員要及時采取措施，嚴(yán)格控制剪力墻的受力，選用鉸接的方法進(jìn)行處理。

4.3 加強(qiáng)對剪力墻大墻肢的優(yōu)化

要提高建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對剪力墻大墻肢的優(yōu)化，保證剪力墻具有良好的延展性。一般情況下，剪力墻的寬高比要小于2。另外，要降低剪力墻的剪切破壞程度，需要保證墻體具有足夠的高度，在施工過程中，可以對墻體進(jìn)行分段施工，通過開洞技術(shù)將墻體分成多個獨(dú)立的小墻段，從而更好地減少墻體在彎曲過程中所出現(xiàn)的裂縫。但是當(dāng)剪力墻的高度超過8m且發(fā)生地震時，墻體就容易受到巨大的剪力作用，容易造成大墻體的損傷，對此，可以采用施工洞的方式進(jìn)行處理，工程完工后，在用混凝土填補(bǔ)施工洞。

4.4 加強(qiáng)對剪力墻邊緣構(gòu)件的優(yōu)化

進(jìn)行建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員還需要加強(qiáng)對剪力墻邊緣構(gòu)件的優(yōu)化，在設(shè)計(jì)過程中，可以采用2種方法進(jìn)行優(yōu)化，分別是約束構(gòu)造邊緣構(gòu)件和約束邊緣構(gòu)造，設(shè)計(jì)方法雖然有所不同，但是最終都能有效保證墻體邊緣構(gòu)件的合理性。進(jìn)行邊緣構(gòu)件優(yōu)化時，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合相關(guān)施工規(guī)范明確剪力墻的墻肢長度，進(jìn)行邊緣構(gòu)件優(yōu)化主要是針對剪力墻中的翼墻、暗柱以及端柱進(jìn)行的，因此，在施工過程中，施工人員可以適當(dāng)增加端柱和暗柱的截面尺寸以及配筋數(shù)量，從而更好地保證剪力墻的質(zhì)量。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國建筑工程的數(shù)量也越來越多，建筑高度也越來越大，剪力墻在建筑過程中的應(yīng)用也越來越廣泛，為了更好地保證剪力墻的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的合理性，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對當(dāng)前剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。