建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

余冉

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)的安全性尤為關(guān)鍵，要求建筑單位在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中合理應(yīng)用安全措施，保障工程的建設(shè)質(zhì)量。剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得以廣泛應(yīng)用，該結(jié)構(gòu)形式具有顯著優(yōu)勢。以下筆者就將簡要分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計

引言：

剪力墻結(jié)構(gòu)作為目前建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中較常使用的形式，具有抗側(cè)剛度大、抗震性好等特征，尤其是對于現(xiàn)階段的高層建筑來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的運用能夠確保建筑的穩(wěn)定性和安全性，提高建筑的實用價值。本文就重點對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用加以說明，希望可改善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，豐富建筑實用性能。

1.建筑剪力墻結(jié)構(gòu)概述

剪力墻是一種具有一定剛度和整體性的結(jié)構(gòu)，不但用鋼量較少，同時建成后不存在露柱露梁情況。同框架結(jié)構(gòu)進行比較，剪力墻結(jié)構(gòu)的美觀效果更好，適用性更廣。因此在建筑中使用剪力墻結(jié)構(gòu)為室內(nèi)裝修提供便利，有效提高室內(nèi)使用面積。同時剪力墻具有較大的抗側(cè)剛度，抗震效果較好。但是因為剪力墻需要使用較多的混凝土墻體，直接導(dǎo)致高層建筑物自重提升，可能會引發(fā)地震反應(yīng)，因此需要做好防范措施，加大對剪力墻高層建筑上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)施工的投入力度，強化其穩(wěn)定性[1]。同時剪力墻結(jié)構(gòu)各墻肢軸壓比較低，難以發(fā)揮其承載性能。構(gòu)造配筋施工形式導(dǎo)致結(jié)構(gòu)延展性不佳，都會對剪力墻質(zhì)量造成不利影響。因此需要在確保其本來抗側(cè)性能的前提下，對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，降低成本，提高建筑質(zhì)量。

2.建筑剪力墻設(shè)計原則

2.1墻體延性

在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，需要全面分析墻體的延性，墻體延性對剪力墻結(jié)構(gòu)具有一定的影響，因此如果設(shè)計質(zhì)量存在問題，過高或者過薄，都會導(dǎo)致連接梁使用問題，進而引發(fā)張拉、彎曲等問題，造成剪力墻結(jié)構(gòu)受損。因此，在實際設(shè)計過程中需要加強對剪力墻安全性能的重視，避免發(fā)生彎曲問題。同時截面部分還需要設(shè)置一個孔，將墻體分為多個部分，形成連接墻，使剪力墻延性效果發(fā)揮作用。

2.2連續(xù)性

在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，具有多種結(jié)構(gòu)形式，展開工作前需要根據(jù)工程要求及施工環(huán)境選擇合理的結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑工程中十分常見，其主要作用便是提高建筑的整體承載性能。因此在進行設(shè)計時需要遵循連續(xù)性原則，以防剛度變化導(dǎo)致建筑存在位移情況。在實際設(shè)計階段需要堅持自上而下布置原則，以防剛度變化對工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響。

2.3對墻體進行受力分析

在建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，還需要信息分析墻體混凝土應(yīng)力情況。作為一種建筑平面結(jié)構(gòu)，墻體壓力還包括水平剪力、彎矩及豎向壓力。因此在設(shè)計階段需要全面分析受力情況，重點研究剪力墻的自身應(yīng)力，進而提高剪力墻使用效果。

3.建筑設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用策略

建筑設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計尤為關(guān)鍵，在設(shè)計的過程中需全方位考慮工程設(shè)計和建設(shè)的基本要求。為此，設(shè)計人員務(wù)必做好細節(jié)的把控和處理，如剪力墻的合理布置、剪力墻墻肢長度的確定、厚度確定，連續(xù)梁類型、配筋及邊緣構(gòu)件設(shè)計等。下面將作具體論述。

3.1剪力墻連續(xù)梁方案

連續(xù)梁指的是剪力墻中連接墻肢結(jié)構(gòu)的梁，具有跨高比小、連接墻肢剛度大等特點。連續(xù)梁除起到連接作用外，還具有較為明顯的支撐作用，能夠有效抵抗地震荷載、風(fēng)荷載帶來的影響，一旦連續(xù)梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，建筑結(jié)構(gòu)也將受到較大影響。所以在設(shè)計中需結(jié)合實際情況，合理設(shè)計連續(xù)梁施工方案，增大其剛度，保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。在工程實際設(shè)計中，剪力墻連續(xù)梁的設(shè)計宜按“強墻肢弱連續(xù)梁”原則進行抗震設(shè)計，為了提高連續(xù)梁的延性，通常情況是對于跨高比較小的連續(xù)梁內(nèi)宜設(shè)置交叉斜筋，交叉斜筋的走向與主拉應(yīng)力的走向一致，目的是抵抗彎剪作用下主拉應(yīng)力的變化，從而控制應(yīng)力變化產(chǎn)生的裂縫問題。另外，交叉斜筋的延性、耗能和抗震性能，相較于傳統(tǒng)配筋連續(xù)梁具有更大優(yōu)勢，在提高剪力墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量，增強建筑結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性上起到了顯著作用。

3.2確定剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度

按照現(xiàn)有規(guī)范要求可知，在抗震等級在一二級時，底部加強部位的剪力墻厚度要控制在200mm以上，長度要求在層高或無支長度的十六分之一，當(dāng)抗震等級為三、四級時墻厚不應(yīng)小于160，且不宜小于層高或無支長度的1/20。其他部位的剪力墻厚度，當(dāng)抗震等級為一、二級時墻厚不應(yīng)小于160mm，且不宜小于層高或無支長度的 1/20，當(dāng)抗震等級為三、四級時墻厚應(yīng)在140mm以上，長度在層高或無支長度的二十五分之一。之所以這樣規(guī)定，是為避免因剪力墻厚度過小，剛度不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性減弱，產(chǎn)生壓屈失穩(wěn)情況。

不過這一規(guī)范也存在特例，對于八級地震區(qū)的多層或地層剪力墻結(jié)構(gòu)建筑來說，上述規(guī)定可能會存在較大偏差。如10層以下的剪力墻結(jié)構(gòu)，在重力荷載作用下，墻肢壓軸相對較低，墻柱結(jié)構(gòu)只能進行構(gòu)造配筋，但為保證底部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，按照層高要求，剪力墻厚度一般設(shè)定在240mm，已經(jīng)超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要。所以在設(shè)計過程中，需要在規(guī)定基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況加以綜合分析，以確保剪力墻厚度設(shè)計的合理性。

3.3剪力墻的規(guī)劃布置

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要參照空間特點展開合理布局，一般情況下，如果是高層建筑，會采用雙向剪力墻結(jié)構(gòu)，確保兩側(cè)剪力墻剛度的均衡性，減少水平位移的產(chǎn)生，避免剪力墻在外界荷載作用下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。剪力墻的水平地震作用力較大，自振周期短，結(jié)構(gòu)本身穩(wěn)定性很容易受到影響。所以在設(shè)計過程中，需考慮到力的平衡，可通過減小剪力墻厚度，或者增加剪力墻之間的間距，來降低水平地震作用力帶來的影響，防止位移、斷裂等問題的出現(xiàn)。同時上述操作也能夠降低剪力墻自重，削弱建筑結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載。如果剪力墻設(shè)計中存在較大洞口，洞口位置要保證在一條線上?？紤]到墻體結(jié)構(gòu)受力情況，應(yīng)展開應(yīng)力的科學(xué)劃分，確保兩者均衡性、對稱性。底部結(jié)構(gòu)如果設(shè)置框架支撐層，落地剪力墻的數(shù)量要在上部剪力墻數(shù)量的一半以上。剪力墻設(shè)計中，需充分考慮抗震性能要求，避免樓板平面等結(jié)構(gòu)因變形發(fā)生危險。

3.4確定剪力墻墻肢長度

確定剪力墻墻肢長度時，首先應(yīng)考慮滿足建筑功能的要求，其次是剪力墻墻肢長度不能太長也不能太短，確定原則是，盡可能布置長墻，少布置短墻。當(dāng)墻肢長度很長時，受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會較大，墻體的配筋容易拉斷，因此墻段的長度不應(yīng)過大，墻肢長度宜控制在8m以內(nèi);當(dāng)墻肢長度很短時，可能形成短肢剪力墻，短支剪力墻的出現(xiàn)可能會導(dǎo)致多樓層出現(xiàn)反彎點，受力發(fā)生改變，逐漸接近異形柱的狀態(tài)，抗震性能較差[3]。所以為保障建筑的安全性，不會將其應(yīng)用在地震區(qū)域內(nèi)，且不得采用全短肢的剪力墻的結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語：

綜上所述，當(dāng)今建筑對剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用愈加普遍，如果剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題，勢必對建筑的整體穩(wěn)定性和安全性造成影響。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，與房屋建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性和穩(wěn)定性具有直接關(guān)聯(lián)。因此設(shè)計人員需要采取有效的措施，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、連梁設(shè)計、配筋選擇、平面布置等多方面出發(fā)，全面優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，為工程的穩(wěn)定性提供保障，降低成本，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]曾云.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用[J].智能城市，2020，6（08）：215-216.

[2]陳南生.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用分析[J].房地產(chǎn)世界，2020（21）：37-39.

[3]楊鵬.剪力墻結(jié)構(gòu)在高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（22）：11-12.