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

單志偉

1.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計分類

建筑剪力墻設(shè)計中具有多種類型，在建筑施工設(shè)計中剪力墻的建設(shè)一般采用打孔的方式進行施工，孔洞的數(shù)量以及大小不等。通過最新研究結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，剪力墻的性能以及結(jié)構(gòu)形式與建筑中的孔洞具有直接關(guān)系，影響剪力墻的受力情況。剪力墻的分類如下：

1.1 整體墻

剪力墻結(jié)構(gòu)自身具有較強的穩(wěn)定性，而且抗拉和抗壓能力都比較強，整體墻孔洞比較大，但是數(shù)量少，部分墻體上并沒有設(shè)置孔洞，從受力方向上來看屬于豎向受力的情況。從水平結(jié)構(gòu)來看，較大的荷載會使剪力墻的高度和寬度擴大，導(dǎo)致墻體界面出現(xiàn)變形的情況。整體墻截面雖然可能會出現(xiàn)變形，但是仍然是符合剪力墻標(biāo)準的，墻體正面在應(yīng)力的影響下形成線性分布，使墻體始終保持安全性和穩(wěn)定性[1]。

1.2 小開口墻

小開口墻也是剪力墻結(jié)構(gòu)中比較常用的一種模式，剪力墻的孔洞面積如果不斷變大的情況下就會形成小開口墻。從墻體的水平結(jié)構(gòu)來看，荷載的壓力會導(dǎo)致小開口剪力墻結(jié)構(gòu)受到影響，使得墻體截面存在正應(yīng)力，而這些正應(yīng)力的分布呈現(xiàn)規(guī)范性，屬于偏離直線分布。這種力的分布方式，會使剪力墻的局部彎應(yīng)力與主應(yīng)力之間互相疊加，如果這種疊加力不產(chǎn)生反彎點的情況下，小開口剪力墻形成。

1.3 聯(lián)肢墻

聯(lián)肢墻與小開口墻相似，都是孔洞比較大的墻體，如果開孔連接位置強度比墻肢小時，水平荷載將導(dǎo)致剪力墻連接位置出現(xiàn)反彎點的情況。這種結(jié)構(gòu)中每個墻肢都是獨立的個體，并獨立發(fā)揮作用。而這些獨立的墻肢個體進行連接就會形成剪力墻，這種剪力墻也被稱為聯(lián)肢墻。

1.4 壁式框架墻

建筑剪力墻中孔洞最大的墻體為壁式框架剪力墻，墻體的孔洞越大，墻肢的獨立性越強，如果孔洞連接位置強度遠遠超出墻肢時，剪力墻的受力情況也會發(fā)生變化[2]。壁式框架墻與框架結(jié)構(gòu)墻體具有相似性，在負荷的情況下截面會出現(xiàn)彎矩的情況，而且建筑內(nèi)墻還可能會引起比較多的反彎情況。

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

2.1 合理設(shè)計剪力墻的位置

剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，墻體的布置位置和布置方式等對于建筑來說尤為重要，是建筑設(shè)計的基礎(chǔ)，也是保證建筑工程安全的關(guān)鍵。在剪力墻的設(shè)計中需要做好如下工作。首先對建筑結(jié)構(gòu)的主軸位置進行確定，然后將剪力墻的位置設(shè)定在主軸方向，并以主軸為基礎(chǔ)向其他方向進行輔助，設(shè)置雙剪力墻的形式，實現(xiàn)不同方向剪力墻間的銜接作用，保證內(nèi)部空間構(gòu)建的合理性。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須保證抗震性，不得采用單向放置設(shè)計的模式，剪力墻設(shè)計中需要從兩個方面對剪力墻性能控制進行分析，保證剪力墻不同方向墻體的振動周期和頻率等相似，有利于促進墻體內(nèi)部平衡，保證墻體內(nèi)部的穩(wěn)定性。同時，剪力墻截面設(shè)計中，需要以規(guī)范性和簡易性為基礎(chǔ)，剪力墻的側(cè)體抗壓能力以及內(nèi)部穩(wěn)定能力等遠遠超過建筑體的能力，這種情況下可以通過剪力墻的承載力減輕建筑的負荷，充分發(fā)揮剪力墻的作用[3]。提升建筑的承載力同時，減少內(nèi)部修筑墻體的空間，為建筑內(nèi)部提供更大的結(jié)構(gòu)空間。建筑剪力墻的布置中需要保證合理的間距，剪力墻的分布不能過密，防止出現(xiàn)受力不均的情況。

在剪力墻截面設(shè)計工作中還需要嚴格按照從下到上的順序進行，這種設(shè)計方式是出于對剪力墻側(cè)墻體壓力的緩解。剪力墻布置設(shè)計中需要結(jié)合墻體高度要求對厚度進行縮減，并綜合考慮混凝土等級。也可以結(jié)合工程項目要求通過減少墻肢的設(shè)計方式對剪力墻側(cè)面剛度進行提升。但是對于一些容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)，如果剪力墻的高度過高，一旦出現(xiàn)地震等情況，會導(dǎo)致剪力墻存在彎曲的問題，同時如果剪力墻高度過低還可能導(dǎo)致墻體過于脆弱。因此對于地震高發(fā)的地區(qū)，剪力墻設(shè)計中必須做好高度的設(shè)計，保證剪力墻的承載力和穩(wěn)定性。此外，在剪力墻設(shè)計前需要先對工程項目中剪力墻的受力情況進行研究，保證設(shè)計中剪力墻以及孔洞的位置都具有科學(xué)性，使剪力墻的設(shè)計符合力學(xué)特點。同時在孔洞的設(shè)計中，所有的孔洞都需要對齊，并保證孔洞間具有相應(yīng)的連接點。使剪力墻的所有孔洞都能夠均勻受力，以此為基礎(chǔ)更好地滿足施工原理。

2.2 科學(xué)控制剪力墻的彎矩

建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要結(jié)合實際工作要求，對剪力墻的結(jié)構(gòu)以及特點等進行分析。剪力墻自身的抗壓能力以及承載力比較強，但是平面外的承載力相對來說卻比較低。導(dǎo)致剪力墻連接的位置可能會由于外部承載力能力差的情況導(dǎo)致墻體出現(xiàn)彎矩，這也是剪力墻比較容易出現(xiàn)的問題。針對這個問題首先在剪力墻設(shè)計中需要控制好彎矩?？梢栽诩袅γ孢B接的位置設(shè)計與剪力墻外側(cè)的連接結(jié)構(gòu)。具體的操作中可以先設(shè)計梁軸線的位置，并結(jié)合軸線的位置和方向以及剪力墻的方向，合理計算彎矩，保證設(shè)計的科學(xué)性。同時，做好扶壁柱的設(shè)計工作，合理設(shè)計扶壁柱可以提升剪力墻的強度和剛度，保證剪力墻質(zhì)量。如果在剪力墻設(shè)計中出現(xiàn)扶壁柱設(shè)計問題，需要及時更改設(shè)計，如果無法更改，必須立即采取有效的改善措施，可以通過在梁墻間設(shè)計暗柱的形式做好配筋的預(yù)估和計算，控制好彎矩。此外，也可以設(shè)計對梁端穩(wěn)定構(gòu)件對彎矩進行控制。

2.3 強化剪力墻的延伸處理

建筑剪力墻設(shè)計中需要考慮可延伸性的問題，通過科學(xué)的方法和手段優(yōu)化剪力墻的設(shè)計結(jié)構(gòu)，保證剪力墻延伸能力符合要求。通過剪力墻結(jié)構(gòu)建設(shè)形式的分析可知，剪力墻自身具有延伸性的特點，但是要想保證延伸性作用的發(fā)揮，還需要采取有效的手段，提升剪力墻結(jié)構(gòu)的靈活性和使用的耐久性。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須對建筑物的承載水平標(biāo)準和要求進行明確，保證設(shè)計的科學(xué)性。

2.4 提升剪力墻的性能

建筑的使用壽命一般都比較長，因此剪力墻作用發(fā)揮年限也比較久，必須保證剪力墻的強度和性能，并在墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計中重點加強剪力墻的設(shè)計，保證符合施工標(biāo)準要求，防止剪力墻結(jié)構(gòu)在長時間的使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須對可能導(dǎo)致墻體受到影響的因素進行分析，有利于對墻體使用風(fēng)險的預(yù)防，保證剪力墻結(jié)構(gòu)價值的凸顯。剪力墻結(jié)構(gòu)的性能以及強度容易受到配筋率的影響，因此需要對剪力墻橫縱向的配筋率進行分析，通過配筋率的科學(xué)計算和設(shè)計，保證剪力墻的穩(wěn)定性和安全性。除了剪力墻的配筋率外，還需要做好剪力墻邊緣位置的設(shè)計和控制，嚴格按照剪力墻施工標(biāo)準做好墻體邊緣的設(shè)計，提升剪力墻質(zhì)量，促進建筑工程的健康發(fā)展。

2.5 合理控制剪力墻厚度

建筑墻體設(shè)計工作開展中，需要保證建筑墻體的厚度滿足建筑標(biāo)準，提升剪力墻的承載能力，有效預(yù)防墻體結(jié)構(gòu)損壞，實現(xiàn)對剪力墻墻體壽命的延伸，并強調(diào)剪力墻質(zhì)量的安全性。建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還需要剪力墻厚度與規(guī)劃要求相符，結(jié)合具體施工情況，可以適當(dāng)在剪力墻中設(shè)置一些構(gòu)件，做好建筑剪力墻的支撐作用，使剪力墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠與建筑規(guī)劃要求相符。

2.6 強調(diào)建筑設(shè)計人員培訓(xùn)

建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻設(shè)計人員的能力和素質(zhì)直接影響剪力墻的質(zhì)量，為了提升剪力墻的質(zhì)量，保證剪力墻的穩(wěn)定性，需要加強對設(shè)計人員的培訓(xùn)，保證建筑人員各項專業(yè)能力過硬，并能夠結(jié)合現(xiàn)場實際做好剪力墻設(shè)計工作，保證剪力墻的合理性。首先企業(yè)在設(shè)計人員招聘的過程中需要先對設(shè)計人員的資質(zhì)以及設(shè)計能力進行審核與考核，加強對設(shè)計人員工作理念以及核心素養(yǎng)進行分析，選拔出更優(yōu)秀的剪力墻設(shè)計人員。同時進入到公司內(nèi)部后也需要做好設(shè)計人員的培訓(xùn)工作，保證每個設(shè)計人員都能夠掌握剪力墻設(shè)計理論知識和技術(shù)能力，并符合公司對人才的要求。最后，在建筑體設(shè)計人員的管理中需要落實責(zé)任制，將設(shè)計人員的設(shè)計質(zhì)量與福利待遇等相結(jié)合，并對設(shè)計人員負責(zé)的工作內(nèi)容和工作責(zé)任等進行明確，有利于在剪力墻建設(shè)出現(xiàn)問題時進行追責(zé)，并督促設(shè)計以及建設(shè)人員做好對剪力墻的整改，保證剪力墻質(zhì)量。

3.結(jié)語

綜上所述，建筑剪力墻的設(shè)計中存在多種剪力墻形式，不同剪力墻的應(yīng)用工程存在一定的區(qū)別，因此需要結(jié)合具體工程情況選擇合理的剪力墻。同時在剪力墻設(shè)計和施工中需要做好剪力墻位置、彎矩、延伸以及厚度等方面的處理，并做好人員的培訓(xùn)工作，保證剪力墻設(shè)計和施工的合理性。