剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用觀察

孫旭儒

（唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院，河北 唐山 063000）

1 剪力墻特點以及分類

剪力墻的截面特點是墻肢的長度比厚度大的多，自身的平面內(nèi)剛度、承載力比較好，平面外剛度、承載力比較小。剪力墻高、寬尺寸比較大，厚度小，受力形態(tài)和柱類似。剪力墻優(yōu)點是側(cè)向剛度比較大，受到水平荷載的作用，側(cè)移比較小，樓蓋應(yīng)用的是平板結(jié)構(gòu)，不設(shè)置梁，空間得到利用，層高得以節(jié)約。缺點是剪力墻間距受到限制，在布置建筑平面時，靈活性比較差，結(jié)構(gòu)自身比較大，適合高層建筑。

剪力墻主要是分為以下幾類：

第一，整體墻剪力墻。剪力墻沒有設(shè)置門窗洞口，或者是洞口比較小，洞口可以忽略，門窗、洞口面積加起來小于17%的剪力墻側(cè)面積，洞口間凈距、洞至墻邊凈距多于洞口長邊。在設(shè)計的過程中，豎向鋼筋應(yīng)當(dāng)設(shè)置在墻肢兩端。

第二，小開口整體剪力墻。受到洞口影響，墻肢間的應(yīng)力分布不能是直線形，墻肢中已經(jīng)存在局部彎矩，但是偏離不會太大。主要是對整體墻計算法進行修改。

第三是連肢墻。剪力墻上具有多個洞口，主要的組成是墻肢，洞口尺寸比較大，洞口的面積大于16%的墻體總面積，墻體的連接部分是連梁，墻肢單獨的作用比較明顯，連梁中部存在反彎點，主要的計算方法是連續(xù)化方法。

第四，框支剪力墻。如果底層的剪力墻需要的空間比較大，可以應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)對上部的墻體起到支撐的作用。對于地震區(qū)而言，通常不能單純應(yīng)用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，需要綜合考慮。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要遵循一定的原則，并且要嚴格的執(zhí)行這些要求。在設(shè)計的過程中，墻寬、高是需要考慮的問題，在設(shè)計時，經(jīng)常出現(xiàn)的情況是強面比較大，厚度比較小，給受力帶來一定的問題，在設(shè)計時，需要分析剪力墻、柱各自的作用，肢長、厚度具有特定的比值，如果比值低于3就要設(shè)計柱，如果比值高于3就要設(shè)計剪力墻。剪力墻在設(shè)計的過程中，需要承擔(dān)水平面、豎向兩方面的壓力。剪力墻是平面構(gòu)件，受到彎力以及彎矩的作用，受到水平力作用，剪力墻強度需要符合標(biāo)準(zhǔn)，并具有延性。在應(yīng)用剪力墻時，平面內(nèi)需要承受最大剛度以及承載力，平面外需要承受的剛度就比較小。在連接剪力墻與平面外梁的時候，會導(dǎo)致在平面外墻肢產(chǎn)生彎矩，在這種情況下，需要采取措施，確保在平面范圍內(nèi)剪力墻的安全性。在設(shè)計剪力墻的時候，需要進行計算，受到豎向以及水平力作用，分析結(jié)構(gòu)，確保墻體的承受力。在計算的過程中，需要分析寬度和剪力墻的距離，使得建筑物能夠安全使用。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 剪力墻需要進行合理的定位

剪力墻在平面布置方面的原則是均勻、對稱，墻面結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心實現(xiàn)重合，降低扭矩。內(nèi)部和外部的剪力墻需要拉通、對直。剪力墻肢的截面需要簡單，具有規(guī)則性。

3.2 剪力墻中對大墻肢的處理

在施工的過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)本身具有一定的要求即延伸性，所以，在進行結(jié)構(gòu)施工和設(shè)計時，這種延展的特點必須考慮進去，有助于提升剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性以及工作的力度。在一般情況下，在設(shè)計的過程中，剪力墻比較容易設(shè)計成高狀結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)彎曲受到破壞的形式，存在剪力墻的體系形式，剪力墻結(jié)構(gòu)容易存在脆性破壞的問題。在設(shè)計的過程中，如果剪力墻墻體長度比較大，在符合承載力的需求以后，實行分層間隔設(shè)計，將其進行分割，比較小并且均勻，有利于增加墻體結(jié)構(gòu)承載力。如果墻段的長度比較小，它在受彎以后出現(xiàn)比較小的裂縫寬度，墻體配筋能夠更好的發(fā)揮支撐的效果。為防止出現(xiàn)這種情況，如果墻肢長度大于8m，處理方法如下：第一，設(shè)置施工洞，在施工的過程中，需要在墻上留洞，在完工以后，將墻填充，長墻肢就可以變成短墻肢。第二是設(shè)置計算洞，在計算結(jié)構(gòu)時，設(shè)置洞，施工開始仍然是混凝土墻。應(yīng)用以上的計算方法，小墻肢配筋能力會增加。

3.3 墻體配筋

對剪力墻進行控制，有助于增加結(jié)構(gòu)的安全性，工程能夠節(jié)省成本。分析剪力墻的結(jié)構(gòu)，剪力墻的面比較廣，量比較大。在進行墻體配筋時，通常是在內(nèi)部放置豎向鋼筋，在外側(cè)放置水平鋼筋，配筋需要符合最小的配筋率。當(dāng)應(yīng)用雙向鋼筋網(wǎng)片后，在迎水面，保護層的厚度可取值最低是30mm，墻體配筋得到很大的節(jié)省。

3.4 厚度設(shè)計

剪力墻抗震等級存在差異，底部是否應(yīng)當(dāng)加強，抗震墻厚度也不一樣。一二級、三四級對應(yīng)的要求分別為：（1）不能低于16cm、14cm，（2）不能低于層高或者是5%、4%的無支長度。在沒有端柱或者是翼墻時，一二級、三四級對應(yīng)的要求分別為：（1）不能比層高小；（2）不能低于1/16、1/20的無支長度。如果墻厚的底部部位增強，一二級對應(yīng)的要求是不能小于20cm，不能比層高小，或者是不能小于1/16的無支長度，三四級對應(yīng)的要求是不能小于16cm，不能比層高小，或者是不能小于5%的無支長度；當(dāng)沒有短柱或者是翼墻的情況下，一二級對應(yīng)的要求是不能比層高小，或者是不能小于1/12的無支長度，三四級對應(yīng)的要求是不能比層高小。

3.5 邊緣構(gòu)件設(shè)計

在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，邊緣構(gòu)件設(shè)計比較重要，邊緣構(gòu)件設(shè)計可以使得延伸性增加，并防止產(chǎn)生水平位移的問題，剪力墻整體抗剪能力得到提高。剪力墻邊緣構(gòu)件主要是端柱、暗柱等，結(jié)合實際的情況，對邊緣構(gòu)件或者是約束邊緣構(gòu)件進行設(shè)計。

4 結(jié)語

高層建筑持續(xù)發(fā)展，為契合人們對居住的要求，建筑物結(jié)構(gòu)安全性是比較重要的一個問題，在此基礎(chǔ)上，在設(shè)計層面有所創(chuàng)新，學(xué)習(xí)國外的設(shè)計理念，掌握國外的設(shè)計技術(shù)，并注意引進新的技術(shù)以及設(shè)備。結(jié)合國家的實際情況，根據(jù)工程的實際要求，遵循設(shè)計的原則，結(jié)合剪力墻的特點，科學(xué)選擇設(shè)計方法，對配筋率、厚度進行深入分析，并進行邊緣構(gòu)件設(shè)計，提高建筑物設(shè)計的層次，使得設(shè)計質(zhì)量有所提升。