論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

陳迪 袁浩

【摘要】剪力墻在實際的工程應用中能夠對于建筑體起到很好的支撐與穩(wěn)定的作用，在結構設計中很有必要遵循相關的設計原則與標準合理設計剪力墻的結構。不僅要對于剪力墻的結構長度、厚度以及配筋比有合理的設置，對于邊緣結構也要有合理的選擇，此外，還應當根據(jù)實際的工程情況良好處理剪力墻連梁的相關問題，這樣才能夠保障整個剪力墻的安全性與穩(wěn)定性。本文對此進行了分析研究。

【關鍵詞】剪力墻；結構設計；建筑；結構設計；應用

剪力墻是建筑體中非常重要的一個結構，剪力墻的合理設計與應用能夠很好的保障建筑體的穩(wěn)定性與抗震性。在實際的工程展開中結構設計在進行剪力墻的設計時應當充分遵循相關的設計原則與設計標準，這樣才能夠讓剪力墻更穩(wěn)定的支撐整個建筑結構。

一、剪力墻結構設計的原則和標準

剪力墻結構主要是由墻肢和連梁裝置這兩種結構組成，它的剛度和抗震性都比較好，而且其結構較為簡單美觀，非常便于室內布置和裝修，其使用效果也不錯。要想發(fā)揮剪力墻結構的優(yōu)勢和特點，就要對其進行合理的設計和安排。剪力墻結構設計中主要要遵循以下幾個原則：

首先，剪力墻一般其高度和寬度都較大，而其厚度卻比較小，外形有點類似于板狀，但是其受力狀態(tài)卻與柱體物相似，因此，在進行剪力墻設計時，就要嚴格依據(jù)其外形墻體長度與厚度的比值來進行設計，按照規(guī)定，如果比值不超過3，其墻體結構就按照柱體進行設計；如果比值超過3而又小于5的話，就按照雙向受壓結構來進行設計。

其次，剪力墻具有平面內剛度和實際承載力度大，而其平面外剛度和承載力度相對而言要小很多，這樣就會導致剪力墻和平面外梁相連時，容易形成外彎的狀態(tài)，而相關工作人員基本上不會驗算其外剛度和承載力，因此，建筑設計人員就要盡量避免設計這種外接結構，如果實在無法避免，也要采取一定的防護措施。

最后，在進行剪力墻結構設計時，相關設計人員也要充分考慮墻體的水平和垂直方向上的作用力以及整體結構的作用力，而且也要對墻體的正截面和斜截面受到的承載力進行分析和驗算。如果墻體受到的集中負載作用較大，還要對其進行局部承載力進行計算。另外，在剪力墻的結構設計分析中，對于剪力墻間的距離、墻體門洞之間的寬度、墻體總長度的1/10等等這些情況下都要取其計算最小值。以上就是在進行剪力墻結構設計中要遵循的一些原則和要求。

二、剪力墻結構在建筑結構設計中的應用

1. 剪力墻肢種類和具體結構設置

以剪力墻的墻肢類型為依據(jù)可以將剪力墻分為兩種：一般剪力墻和短肢剪力墻。一般剪力墻的墻體高度會是其墻體厚度的7倍以上，當高度與厚度的比值保持在5-8之間時這種剪力墻則為短肢剪力墻。此外，根據(jù)剪力墻的墻面開口的大小還可以將剪力墻分為整體小開口剪力墻、整面剪力墻以及連肢剪力墻等幾種結構形式。對于高層建筑體而言剪力墻的使用較為頻繁，這樣的建筑體也更需要剪力墻支撐整個建筑結構。高層建筑通常會需要更大的空間工作能力，剪力墻在結構設置上通常會設為雙向式，對于建筑體中的抗震區(qū)域采取雙向式的剪力墻結構同樣非常有必要，這樣才能夠更好的讓剪力墻為建筑體的穩(wěn)定性提供保障。

2. 剪力墻結構長、厚度及配筋

根據(jù)剪力墻的一般設計原則，對于剪力墻的結構長度、厚度以及配筋比也存在一定的要求。根據(jù)國家對于建筑體抗震性能的有關規(guī)定，剪力墻的結構在設置上對于墻體的長度與厚度都需要根據(jù)建筑體的抗震等級系數(shù)進行相關調整。一般情況下，為了保障剪力墻結構的抗震性、穩(wěn)定性以及剛性，剪力墻的墻體厚度不得小于200mm，高度與厚度的比值不得高于1/6。對于一些高層建筑體而言，當其剪力墻的結構厚度與長度的比值不符合這些規(guī)范時，剪力墻結構必須進行相關調整，可以通過L型或T型的結構形式來替代一字型剪力墻，并且通過一些其它的技術手段對于剪力墻的結構進行進一步調整，直至符合相關規(guī)范。對于一般剪力墻而言，其配筋比也有一定的規(guī)定，通常不能低于1/400，對于一些特殊的剪力墻結構，如底部加強部位，其配筋比值則要不低于3/1000，其它的一些特殊情況則可以依據(jù)具體的問題來做相關調整。

3. 剪力墻邊緣結構

對于剪力墻的邊緣結構而言，是否要設置約束性邊緣結構這要依據(jù)實際情況做決定。有研究顯示，比起無約束邊緣構件的矩形結構剪力墻而言，有約束邊緣構件的矩形結構剪力墻的極限承載力能夠提升40%左右，對于地震的能量消耗能力也能夠提升約20%。對于不同軸壓比的剪力墻而言應當選取有不同邊緣構件的剪力墻。這些都需要根據(jù)具體的項目情況以及施工要求而定，選取合適的剪力墻邊緣結構才能夠更好的發(fā)揮剪力墻的功效與性能。

4. 剪力墻連梁相關問題

剪力墻的連梁是用來連接剪力墻的墻肢與連接墻肢的部位。由于受到水平荷載的作用力，當墻肢受力發(fā)生彎曲形變后，連梁也會相應的產(chǎn)生內部作用力。這股內力會反向支撐與連梁相連的墻肢抑制其發(fā)生形變，進而一定程度起到對于墻肢的約束效力，并且能夠有效改善墻肢的受力情況。由此不難看出，連梁不僅是連接兩個結構的重要部位，它也能夠很好的起到控制墻肢受力形變的作用，能夠有效支撐整個結構的穩(wěn)定性能。連梁最常見的就是超筋問題，這也是實際工程中應當處理好的一個要點。國家相關的規(guī)定中對于連梁超筋問題都給出了具體的處理方案，一旦這些問題產(chǎn)生時工程上很有必要依照這些規(guī)定與標準進行改善，這樣才能夠保障整個剪力墻的安全性與穩(wěn)定性。

結語：剪力墻在實際的工程應用中能夠對于建筑體起到很好的支撐與穩(wěn)定的作用，在結構設計中很有必要遵循相關的設計原則與標準合理設計剪力墻的結構。不僅要對于剪力墻的結構長度、厚度以及配筋比有合理的設置，對于邊緣結構也要有合理的選擇，此外，還應當根據(jù)實際的工程情況良好處理剪力墻連梁的相關問題，這樣才能夠保障整個剪力墻的安全性與穩(wěn)定性。

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