建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

黃波

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

近年來(lái)，基于我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，高層建筑、地下商城等復(fù)雜建筑的建設(shè)頻率日益提高，而在城市建設(shè)規(guī)模化發(fā)展使人們生活質(zhì)量顯著改善的過(guò)程中，人們對(duì)于建筑空間的使用要求也越來(lái)越高。在此背景下，剪力墻作為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的重要組成部分，越來(lái)越以其成本低廉、強(qiáng)度較高等諸多優(yōu)勢(shì)得到廣泛應(yīng)用。對(duì)此，針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)，分析剪力墻的主要設(shè)計(jì)原則，并以此為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供指導(dǎo)，不僅是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體需求，同時(shí)也是建筑領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容，值得我們給予足夠重視。

一、剪力墻的基本概念和主要種類

（一）剪力墻的基本概念

對(duì)于剪力墻來(lái)說(shuō)，其主要指的是一種專門用于承載水平荷載的墻體類型，因此也可稱為結(jié)構(gòu)墻、抗震墻或抗風(fēng)墻，而在通常情況下，由于剪力墻的主要應(yīng)用目的在于避免建筑物受到其他影響因素影響而遭受結(jié)構(gòu)破壞，因此多采用鋼筋混凝土來(lái)作為主要墻體材料。此外，在具體剪力墻設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多施工企業(yè)往往會(huì)直接使用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替建筑物結(jié)構(gòu)中的梁柱，進(jìn)而一方面可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物豎向承載力的精準(zhǔn)控制，另一方面也能形成系統(tǒng)的剪力墻結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，有助于保障整體建筑的穩(wěn)定性和抗震性。

（二）剪力墻的主要種類

1.實(shí)體墻。在剪力墻設(shè)計(jì)中，實(shí)體墻是最為常見(jiàn)的一種。其中，該類墻體一般不會(huì)于截面墻體開洞，且即使開洞，開洞面積也不會(huì)超過(guò)整個(gè)剪力墻的15%，因此，實(shí)體墻類型的剪力墻一般會(huì)呈現(xiàn)曲線變形形式，且不會(huì)出現(xiàn)形狀突變問(wèn)題，這意味著墻體本身的承載力相對(duì)較高，能夠適用于多種建筑環(huán)境。

2.小開口剪力墻。在墻體上開洞，且開洞面積大于墻體總面積的15%，這是小開口剪力墻的主要特征。其中，該類墻體一般不會(huì)出現(xiàn)反彎情況，但有可能存在突變狀況，因此墻體承載力與實(shí)體墻相比較差。

3.多肢剪力墻。對(duì)于多肢剪力墻來(lái)說(shuō)，該類墻體一般開洞較大，因此很容易出現(xiàn)異常情況，同時(shí)由于其設(shè)計(jì)原理與小開口剪力墻較為相似，使得二者的受力特點(diǎn)也幾乎保持一致。

4.壁式框架剪力墻。就墻體洞口進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)大，并使得墻體剛度與連梁線剛度保持一致，這是壁式框架剪力墻的主要特點(diǎn)。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用特點(diǎn)

（一）穩(wěn)定性高

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性較高是其最為主要的特征之一，其中，常見(jiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)不僅具有較強(qiáng)的承載力和抗拉力，同時(shí)還能夠?qū)ㄖ恼w結(jié)構(gòu)起到一定加固作用，有助于保障建筑整體的穩(wěn)定和安全。

（二）成本較低

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可通過(guò)合理結(jié)構(gòu)布局就建筑整體框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并在減小剪力墻結(jié)構(gòu)開間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑空間利用率的顯著提升，進(jìn)而一方面可解決高層建筑設(shè)計(jì)所存在的空間浪費(fèi)問(wèn)題，另一方面也能夠大幅縮減建筑成本，有助于提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）美觀實(shí)用

基于近年來(lái)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，人們的生活質(zhì)量和生活水平已經(jīng)有了較大提高，在此背景下，依托于剪力墻結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒔ㄖ飪?nèi)部的分隔墻和承重墻進(jìn)行完美結(jié)合，借此一方面可有效擴(kuò)展建筑物的內(nèi)部空間，另一方面也能在優(yōu)化建筑物室內(nèi)布局的基礎(chǔ)上提高建筑物整體的美觀性和實(shí)用性。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

（一）規(guī)則性原則

在實(shí)際剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保剪力墻能夠形成不同的功能區(qū)域，需遵循規(guī)則性原則合理就剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中，設(shè)計(jì)人員除了要使設(shè)計(jì)成果符合建筑使用要求外，還要盡可能就結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而將剪力墻的使用效果發(fā)揮到最佳。

（二）連續(xù)性原則

除規(guī)則性原則外，連續(xù)性原則在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中同樣十分重要。其中，為避免剪力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剛度突變，設(shè)計(jì)人員需對(duì)部分墻體進(jìn)行混凝土設(shè)置，通過(guò)混凝土來(lái)分擔(dān)剪力墻的抗側(cè)剛度，進(jìn)而保障墻體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

（三）延伸性原則

所謂延伸性原則，多指的是對(duì)墻體長(zhǎng)度的合理控制，主要目的在于避免墻體過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致墻體受到連梁應(yīng)力而出現(xiàn)拉伸問(wèn)題，其中，一般剪力墻的長(zhǎng)度應(yīng)控制在9m以內(nèi)，且寬度要控制在2m以內(nèi)，而若情況并不允許使用較短剪力墻，則應(yīng)對(duì)墻體翼緣進(jìn)行妥善處理。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）注重剪力墻數(shù)量控制

在實(shí)際使用剪力墻時(shí)不難發(fā)現(xiàn)，雖然其在提升建筑結(jié)構(gòu)整體承載力層面具有較大作用，但并非數(shù)量越多越好，因此，應(yīng)在保證基本抗震性能的基礎(chǔ)上合理就剪力墻數(shù)量進(jìn)行控制，最終在較強(qiáng)的對(duì)稱性和勻稱性要求下提升剪力墻結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和實(shí)用性。其中，剪力墻的基本抗震能力可見(jiàn)表1。

表1 剪力墻抗震能力表

（二）注意剪力墻平面設(shè)置

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于其豎向承載力和水平承載力均由鋼筋混凝土墻直接承受，因此需保持整個(gè)剪力墻質(zhì)量及高度一致，并盡可能提升剪力墻平面的勻稱性，進(jìn)而起到降低剪力墻扭矩的最終作用。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上，本文基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則、特點(diǎn)和要點(diǎn)，其中，針對(duì)剪力墻的應(yīng)用價(jià)值，只有進(jìn)一步深入了解不同剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢(shì)，并充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，才能有效提升剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，才能促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的持續(xù)進(jìn)步。