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

白瑩

中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽 110041

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)居住建筑的安全性等要求越來越高，而剪力墻結(jié)構(gòu)有著整體性能良好、抗震能力較好、彈塑性形變能力優(yōu)秀、側(cè)向墻剛度高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用在各類建筑物中。即便如此，剪力墻結(jié)構(gòu)依舊是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一部分，有個(gè)別建筑結(jié)構(gòu)是無法與剪力墻結(jié)構(gòu)匹配的，建筑工程設(shè)計(jì)人員還需要結(jié)合具體工程項(xiàng)目情況，適宜地將剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案融入建筑工程整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，最大程度地保障建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性、有效性和整體性[1]。

1 民用建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

剪力墻本質(zhì)上是指在建筑工程規(guī)劃的環(huán)節(jié)中，需要承受外界環(huán)境施用力作用下所出現(xiàn)的水平荷載墻面，也被稱為抗震墻以及防風(fēng)墻，能夠在后期的使用環(huán)節(jié)中有效地抵御外界建筑樓體結(jié)構(gòu)在外力作用下所出現(xiàn)的損壞狀況。在當(dāng)前的剪力墻架構(gòu)規(guī)劃環(huán)節(jié)中，建筑企業(yè)應(yīng)當(dāng)使用鋼筋混凝土墻板取代相對(duì)應(yīng)的框架架構(gòu)中的梁和柱，以便在此過程中出現(xiàn)較為高效的荷載力效果。剪力墻自身所攜帶的剛度效果較強(qiáng)，自身的抗震能力好，具備高質(zhì)量的使用性能，經(jīng)常被使用在建筑架構(gòu)環(huán)節(jié)中。經(jīng)過長期的有效實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)剪力墻架構(gòu)內(nèi)部缺少相對(duì)應(yīng)的完善性，在后續(xù)的建設(shè)期間經(jīng)常會(huì)存在部分的缺陷。針對(duì)此類情況，設(shè)計(jì)人員需要詳細(xì)地了解和規(guī)劃剪力墻總體架構(gòu)，開展系統(tǒng)性的合理分析，以便確保剪力墻裝置的整體性能，從而帶動(dòng)建筑行業(yè)的整體發(fā)展質(zhì)量提升。

2 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

2.1 平面布置分析

剪力墻整體是一個(gè)平面性的墻體，以此作為研究對(duì)象展開布置分析工作十分重要。一方面，通過雙向布置設(shè)計(jì)的方式可以較好地提升剪力墻的實(shí)際抗力和承重效果，使其呈現(xiàn)出加倍的穩(wěn)定效果。雙向布置的理念可以節(jié)約一半的室內(nèi)空間，對(duì)于提升空間利用率和增加施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有較大幫助。墻面布置要盡量保持對(duì)稱的原則，不僅可以滿足實(shí)際的承重要求，也更加符合國人的建筑審美需求。另一方面，剪力墻的平面中心要和房間整體的軸線保持一致，并在建設(shè)時(shí)要保證施工的均勻性，使墻體能夠更好地分散受到的剪力作用。對(duì)于一些面積較大或高度較高的建筑體，剪力墻墻肢的長度過長也可能會(huì)引發(fā)安全隱患，可以在其上選擇合理位置剪開，使其形成一連串的聯(lián)肢墻，更有利于保證穩(wěn)定性[2]。

2.2 做好剪力墻中大墻肢處理

建筑在建設(shè)完工后，受風(fēng)荷載以及其他荷載的影響，自身需要承受比較大的剪切力，長期以往，容易導(dǎo)致剪力墻形狀出現(xiàn)變形，比如原本剪力墻為細(xì)高狀，長期受剪切力的影響，后續(xù)逐漸變成彎曲狀。為避免出現(xiàn)這一問題，在設(shè)計(jì)剪力墻的過程中，應(yīng)注意增強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)延性，能夠有效抗衡剪切力，防止形狀出現(xiàn)較大變化。如果在實(shí)際的建筑工程結(jié)構(gòu)之中，剪力墻長度比較大，在設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用開洞方式，有效實(shí)現(xiàn)剪力墻的分割，注意分割應(yīng)均勻。通常而言，長度在8m 以上我們就可以稱之為大墻肢，該結(jié)構(gòu)在建筑中是承受荷載的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，尤其是在抵抗地震帶來的集中豎向荷載發(fā)揮著非常重要的作用，因此做好大墻肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，需要加強(qiáng)大墻肢的穩(wěn)定性，才能從根本上提升建筑的抗震性能。一般而言，針對(duì)于大墻肢設(shè)計(jì)處理，我們一方面可以采用上述開洞方式，要求施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趬ι狭舳?，在完工后再填充墻洞，即可順利完成大墻肢到小墻肢的轉(zhuǎn)換。另一方面，則可以采用連梁開洞方法，將大墻肢分成若干個(gè)墻肢，這種設(shè)計(jì)方法有利于降低大墻肢墻體剛度，但對(duì)于連梁荷載承受能力也提出了更高的要求，容易發(fā)生超筋問題。為避免超筋，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)降低連梁截面高度，或者合理調(diào)整剪力墻連梁的彎矩，可以有效減輕連梁承受的剪力荷載[3]。

2.3 剪力墻連梁設(shè)計(jì)

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要重視對(duì)連梁部分的設(shè)計(jì)。所謂連梁，具體指的是剪力墻結(jié)構(gòu)中邊端與平面布置兩者相連的過度梁。連梁在剪力墻結(jié)構(gòu)中的作用主要有以下幾點(diǎn)。其一，連接墻肢，將連體墻肢在建筑結(jié)構(gòu)中特有的作用充分發(fā)揮出來；其二，能夠起到對(duì)內(nèi)力傳遞路徑的優(yōu)化效果，同時(shí)對(duì)抵抗水平荷載力有一定作用。根據(jù)以往大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，因水平荷載的作用會(huì)增加連梁剪切力，從而使得連梁出現(xiàn)不規(guī)則形態(tài)彎矩情況，而這也是導(dǎo)致連梁成為剪力墻結(jié)構(gòu)中比較薄弱部位的主要原因。若連梁所承受的水平荷載力超出承受范圍的情況下，就會(huì)導(dǎo)致連梁出現(xiàn)剪切變形彎矩，若剪切力高于連梁耐受范圍，就會(huì)使得連梁產(chǎn)生裂縫，對(duì)整個(gè)建筑的安全性帶來不利影響?；谝陨?，只有結(jié)合當(dāng)前建筑工程實(shí)際，科學(xué)地進(jìn)行連梁設(shè)計(jì)，才能從根本上保證連梁的抗剪能力和延展性，降低因剪切力影響發(fā)生損壞的幾率。除此之外，還要對(duì)連梁剛度進(jìn)行有效控制，這主要在于若剛度過大，就會(huì)在很大程度上影響連梁設(shè)計(jì)成效，因此這就需要相關(guān)工作人員根據(jù)規(guī)章制度提出的規(guī)定以及當(dāng)前建筑工程施工實(shí)際來進(jìn)行剪力墻折剪作業(yè)。若整個(gè)工程施工具有一定困難的情況下，可采取轉(zhuǎn)換內(nèi)力到墻體的方式來開展施工，這主要在于建立錢個(gè)墻體防裂與折減兩大指數(shù)成正比，防裂指數(shù)小的同時(shí)折減系數(shù)也就小，基于此，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，控制折減指數(shù)在0．5 以上，才能切實(shí)保證剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語

總之，剪力墻在建筑設(shè)計(jì)中十分重要，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況和建筑結(jié)構(gòu)展開受力分析，根據(jù)不同的樓層高度建設(shè)需求展開建設(shè)工作。剪力墻的設(shè)計(jì)要有不同方向上的受力，以橫縱多個(gè)方向的受力進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠更加有效地對(duì)抗建筑體的變形和扭曲問題。但要注意，剪力墻的抗力設(shè)計(jì)也有一定的限度，如果超出也可能存在不穩(wěn)定影響。墻體的厚度不同受到的力的大小也有差異，一般需要結(jié)合墻體的高度、整體界面和開洞等多個(gè)方面的因素共同決定。