剪力墻結構在建筑結構設計中的應用

周實

黑龍江省建工集團設計總院

剪力墻結構在建筑結構設計中的應用

周實

黑龍江省建工集團設計總院

本篇文章主要針對剪力墻結構在現代建筑結構設計過程中的應用措施進行了全面詳細的探討，著重針對這其中所涉及到的各項原則以及相關問題進行了全面詳細的探討，這對于我國剪力墻結構的設計發展來說，起到了極其重要的作用，以期為我國剪力墻結構在建筑結構中的應用提供參考。

剪力墻結構；建筑結構設計；應用

1、引言

剪力墻結構自身所具有的抗側剛度要遠比普通性能強，并且抗震性能好側移幅度小等都是其所擁有的有點，所以，該技術已經被廣泛的使用到了各種不同建設的結構設計之中，尤其是在大量的高層建筑結構設計之中，絕大部分墻體結構都是應用的剪力墻結構。但必須要加以重視的是，就目前來說，剪力墻位置、尺寸等方面的設計都還沒有形成相應的規范，這方面的因素直接使得剪力墻結構極易存在一定的安全隱患，僅僅只是靠設計師的經驗，并沒有辦法來避免這類情況。下文主要針對剪力墻及誒夠在建筑結構設計中的應用進行了全面詳細的探討。

2、剪力墻結構設計中的基本原則

(1)剪力墻自身所擁有的一個主要特點就在于平面之外的承載力以及剛度都較小，但是在平面結構之內所呈現出來的剛度、承載力都完全符合需求。但是在平面外方向的梁結構與剪力墻部分進行實際銜接的過程中，會直接使得墻肢的平面在這一過程中出現外彎矩的現象，一般情況下，在進行施工的過程中，都沒有針對墻體平面之外所存在的剛度屬性、承載力等進行驗算處理。所以，務必要最大限度的針對平面外搭接現象的出現，如果說在實際施工操作的過程中無法加以避免，那么就必須要采取適合的措施來確保是剪力墻平面之外的部分處在一個相對安全的狀態之下。

(2)剪力墻自身在進行建設的過程中，其連梁的跨度高低比必須要大于或者等于2.5，而對于跨度小于2.5的連梁來說，在投入到建筑工程之中后，便極有可能會導致剪力超出承受以及彎矩的現象出現。在《高規》之中，明確的規定了，當跨高之比在大于或者等于5的情況下，其連梁自身就應當嚴格的按照框架梁的形式來對結構進行設計。也就是說，要避免跨高比折減的現象出現，并且保持跨高比在這一期間大于等于5，確保連梁剛度完全符合要求。此外，如果說跨高比達到了5-6之間，那么在這期間如果說不采取相應的連梁折減措施，便既有可能會導致剪力超出限度或者是極易出現彎矩現象。如果說在工程自身進行施工的過程中，其工程本身的設計能夠最大限度的利用這其中幾個注意事項，那么建筑工程本身的工程造價能夠保持較高的利用率，所產生的影響極為明顯。

(3)在針對剪力墻結構進行設計期間，通常都是直接從主軸的方向，來進行多向布置以及雙向布置，最佳的設計方案通常都是直接讓剪力墻結構在這一過程中進行互相銜接，并且在這一過程中要最大限度的保證不會出現拉通對直的現象出現；此外，在進行抗震結構設計的過程中，務必要針對其中兩個側向的剛度進行計算，保證數值基本相近，同時，剪力墻的墻肢設計應當要盡可能的簡易化。在現代高層建筑的剪力墻結構體系之中，其剪力墻本身都是沿著主軸的雙向以及對象來進行布置，使用這一方式的主要原因就是為了能夠避免存在一定質量隱患的單方面設計方式，只有通過這一設計方式才能夠最大限度的提升工作性能的提升。但是，還必須要加以重視的一個環節就在于剪力墻在進行建設分布的過程中，要盡可能的確保這幾個方面的數量能夠均勻的布置。如果說剪力墻配置數量不充足，那么結構在這一過程中所呈現出來的抗側力便無法滿足工程的需求，但配置過多，也同樣會導致墻體過多而無法最大化的利用，尤其是在地震情況下，自身重力過大反應安全無法得到保障。

3、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

3.1 剪力墻合理平面布置

剪力墻的平面布置應盡可能按照對稱、均勻原則，盡量使墻面結構的質量中心和剛度中心完全重合，從而減少扭矩，對于內外剪力墻則應盡量拉通、對直；1對于抗震設計中剪力墻結構應該特別避免僅單向有墻的結構布置形式；2剪力墻最好能夠沿主軸方向或其他方向進行雙向布置；3剪力墻的抗側力剛度不宜過大；4為充分發揮剪力墻的承載能力和抗側力剛度，增大剪力墻可利用空間，剪力墻的間距不宜過密，應保證結構具有適宜的側向剛度。可以選用經驗公式T=(0.05一0.06)n，其中n為結構層數，判斷剪力墻數量與結構側向剛度的適應程度。計算結果中的TI值與搭模計算的周期T2相比較，若T2Tl則需要增加剪力墻數量。

3.2 剪力墻中大墻肢相關處理

剪力墻的結構必須具備延展性，對于呈細高狀的剪力墻(寬高比小于2)很容易被設計成彎曲破壞的延性剪力墻，這樣可以避免受到脆性的剪切破壞。在墻長度較長的情況下，為滿足每墻段的寬高比均大于2，可以通過開洞的方式分割長墻為均勻而小的獨立墻段。另外，在墻段長度較小時其受彎產生的裂縫寬度較小，能夠充分發揮墻體配筋的支撐作用。而對于剪力墻結構中，如果存在較少的長度大于8m的大墻肢，在理論計算中樓層的剪力大部分則將由這些大墻肢來承受。尤其在發生地震特別是超烈度等強烈震動時，最容易受到破壞的便是這些大墻肢。而小墻肢因為沒有足夠的配筋，使整個墻面結構會受到全面破壞。

3.3 約束邊緣構件處理

試驗表明：無約束邊緣構件的矩形截面剪力墻與有約束邊緣構件的矩形截面剪力墻相比，極限承載力約降低40%左右，極限層間位移角約減少一倍，對地震能量的消耗能力降低20%左右，且對培板的穩定不利。剪力墻設置的邊緣構件分為構造邊緣構件和約束邊緣構件。根據不同級別的剪力墻相關軸壓比，應選取不同邊緣構件。對于一、二級剪力墻底部加強部位以上的普通部位和三、四級非抗震設計的高層建筑及相鄰上層或底部加強部位軸壓比小于多層房屋剪力墻，因此處理方法中均應設置構造邊緣構件；而對于一、二級剪力墻結構的墻底部加強部位和相鄰的上層，高層建筑及在重力荷載作用下墻體平均軸壓比大于等于多層房屋，所以應設置約束邊緣構件。

3.4 剪力墻墻身鋼筋分析

國家相關規定《高規》中明確指出，一般剪力墻水平和豎向分布筋的配筋率，對于非抗震設計和四級抗震設計時則不應低于0.20%，而對于一、二、三級抗震情況下設計時保證小于0.25%。同時應指出這個配筋率是指“水平配筋率與垂直配筋率”的總稱，在國家有關規范《混凝土結構設計規范》中也有具體條款規定。

4、結束語

綜上所述，剪力墻結構無論是在多層建筑結構之中還是其他不同類型的建筑結構中，都有著極其廣泛的應用前景。同時，在剪力墻結構進行設計和計算的過程中，務必要和相關的工程情況進行結合，以此來制定出能夠滿足剪力墻結構施工的建筑施工設計，最大限度的提升建筑結構無論是在水平方向，還是在豎向之中所呈現出來的作用力，最大限度的提升建筑自身所擁有的安全性。

[1]齊楠.淺議高層建筑剪力墻結構設計田.黑龍江科技信息，201年17期.

[2]呂瑞孝，姜劍虹.高層建筑剪力墻結構設計需關注的要點田.科技信息，201年19期.

[3]袁小玲.淺談高層建筑結構設計的要點團.科技信息，加1年巧期.