剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

張桂云

（福建省地質工程勘察院 福建省閩地建筑設計院 350002）

剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

張桂云

（福建省地質工程勘察院 福建省閩地建筑設計院 350002）

經濟和科學技術的繁榮發展，為各行各業的發展進步提供了契機。城市化進程的加快，人們生活水平和審美水平的提高都在一定程度上促進了我國建筑業的高速發展。作為我國基礎產業的支柱，建筑業之間的競爭也逐漸加劇。為了具有強有力的市場競爭優勢，建筑企業紛紛在建筑設計和施工管理水平等方面進行改革創新，剪力墻結構設計就是其中的一種。本文圍繞剪力墻在實際建筑工程中的使用，分析其應用的基本原則、具體實施中可能遇到的問題以及相關的解決方案等。為以后剪力墻結構在實際工程中的使用提供參考。

建筑結構；工程；剪力墻結構設計；高層建筑

引言

剪力墻結構被較多的使用在各種不同的建筑結構中，特別是在高層建筑中，剪力墻結構的使用更是頻繁。這不光是因為剪力墻結構的抗震性能好，還因為其具有不易側移和抗側剛度的的優點。但是在實際工程中，剪力墻結構的使用應當因地制宜，結合實際。合理的設計剪力墻墻體的尺寸大小、各墻體之間的距離以及剪力墻位置的安放。爭取最大程度地與建筑結構本身相協調。對于這些問題，我們還沒有明確的標準來參考。因此這就需要建筑設計師根據自身的職業判斷的以往的經歷來安排剪力墻結構的整體格局。在具體實施過程中，不排除會出現一些相關問題的可能行，這必然會對工程的整體進度和造價產生一定的影響。

1　在建筑工程中使用剪力墻結構設計應遵循的基本原則

1.1剪力墻結構具有平面內外剛度和承載力相對的特性

建筑結構設計的具體施工都需要注意這點。否則，在剪力墻與平面外的梁相連的情況下，可能會產生向外彎的不利后果。大部分建筑工程隊忽視了對墻體平面外側承載力和剛度的測算和檢驗。因而在平面外搭接是具有一定的風險性的，在迫不得已必須使用平面外搭接設計時，相關人員應做好預防措施和應對方案。

1.2剪力墻的寬度、高度和其厚度

剪力墻的寬度、高度和其厚度明顯不成比例，就像板狀物一樣，但是它的受力情況類似于圓柱體。所以在設計中應根據墻體厚度和長度的比例來調節結構，以保證安全性。具體實施時，應按照墻體厚度和長度的比例選擇柱體結構和雙向受壓結構。

1.3剪力墻結構

剪力墻結構的使用，應注意水平方向和垂直方向與整體受力的協調。為了保證整體結構的安全性，相關人員最好對各方承載力進行分析，檢驗測量。調整墻體的長度和厚度以及墻體之間的間距，是整體和局部的負載在可接受的范圍內。這不僅需要工程隊進行細致的設計、精確地測算，還需要設計人員與具體施工人員進行充分的溝通。

1.4剪力墻的梁連

在剪力墻與梁連接時，跨高要在合理限度內。其跨高比要不小于2.5，否則有很大可能發生剪力不合格和距面彎曲的情形。相關文書中介紹，工程隊應根據跨高比結構設計的方案。在跨高比不小于5.01的連梁結構設計中，應采用框架梁的結構設計方案。而對跨高比在5.01和6.01之間的情況，應適當減少連梁的剛度。如果在建筑工程中嚴格遵守這一原則，不僅能提高工程質量，還能節約工程的制造成本。

1.5剪力墻布局

在剪力墻結構設計的具體應用中，大部分情況下是以主軸的方向為基準，進行兩個或者兩個以上方向的設計。為了充分發揮剪力墻的效力，不僅要把各個方向的墻體連成一個整體，還要杜絕拉通對直的情況。抗震結構建筑中，為了達到一定的抗震性能，各方面要求更高。墻肢不易采用復雜結構墻體兩個方向側面的剛度不能有太大懸殊。在較高的建筑結構設計中，墻肢的設計必須以主軸的方向為基準，進行兩個或者兩個以上方向的設計。盡量杜絕僅一個方向有墻的情況，只有這樣才能協調整體。還要注意的是，剪力墻在建筑工程中的使用密度要均勻。在保證抗側力剛度和抗震性能的同時，要避免浪費資源和墻體承重過大的情況。

2　剪力墻結構設計在具體工程中的應用

2.1墻體平面的合理布置

為了減少墻體距面發生扭曲，在對剪力墻進項平面布置時，要遵循均勻和對稱的原則，墻體的質量和剛度中心要保持在一點，剪力墻墻體內外側最好是對直、拉通。①剪力墻墻體不能一味的追求抗側力剛度，因為這可能導致墻體承受的重力過大。②應用相關公式對剪力墻的使用密度進行測算，例如t=（0.05～ 0.06）n（n為層數）。分析檢測后。對加剪力墻的布置和數量進行調整。這樣才能在保證墻體抗側力剛度和負重能力的同時，擴展墻體之間可利用的空間。③所有剪力墻結構設計應用實例表明，僅一面有墻體的設計結構不利于建筑物的抗震性能。所以，剪力墻最好主軸的方向為基準，進行兩個或者兩個以上方向的布置。

2.2墻體布置中大墻肢可能出現的問題及相關措施

在墻體結構設計中，必須考慮剪力墻結構的各種特性，這樣才能兼顧各個方面。其中可延展是不容忽視的一個因素，否則高寬不協調的墻體會發生彎曲，受到剪切破壞，最終導致脆性斷裂。這就需要調節剪力墻的寬高比，確保墻體的長度在合理的范圍內。墻體長度與其彎曲時的裂縫寬度成正比。所以，可以采用開洞的方法，來增強其配筋的作用，從而保證墻體的牢固和穩定。數據表明建筑物的剪力和受到地震等劇烈搖晃時的承受力大部分都是有大墻肢來承擔的。因為小墻肢的材料運用的少，支撐力不夠，容易受到毀滅性的沖擊。為了做好預防措施，相關人員應根據墻肢的長度，選擇處理辦法，例如開施工洞、計算洞或者兩種方法相結合。具體實施過程中應當聯系實際情況，參照相關標準進項開洞，填充。

2.3無約束邊緣構件和約束邊緣構件的選擇和解決相關問題

大量實踐顯示，邊緣構件的選擇關系著培板牢不牢固。因為約束邊緣構件和無約束邊緣構件在很多方面存在差異。約束邊緣構件的矩形截面剪力墻抗震性能更好，承載力的極限更大，會使墻體更牢固。連梁設計和高層的建筑都應該選擇約束邊緣構件，因為它們的要求更高。而普通要求的建筑結構可以選擇無約束邊緣構件，因為其對重力荷載和穩定性的要求都低于梁設計和叫高層的建筑。在選擇構件時應考慮剪力墻結構的級別和布置點力的作用。

2.4墻體鋼筋的使用細節

在相關的文書中，國家做了具體的細節規定。只要是針對墻體各個方向鋼筋的分布密度提出了標準和范圍。鋼筋的分布與抗震級別要求息息相關。抗震級別要求越高，鋼筋的分布密度就應越大。在具體施工過程中應參考相關條例規定，嚴格按照標準執行。否則，可能多整體抗震能力產生不利影響。從而達不到相關指標的要求，會降低整個建筑工程的質量。

2.5在實際中把梁和剪力墻相連可能會發生的狀況

（1）剪力墻與梁相連的效果

連梁指的是把剪力墻的墻體的某一面與建筑物的梁連起來。連梁在剪力墻結構設計中被廣泛的應用。在這個施工過程中。必須權衡利弊，多方面考慮，選擇左最優方案。著重分析各方受力情況：內力，外力和承重，以防止出現墻體不堪負重發生彎曲變形的情況。一定要把握住力的平衡，達到束縛和穩定墻肢，避免其形變的效果。

（2）對連梁超筋的分析和相關決策

剪力墻與梁相連，對剪力墻結構設計尤為關鍵。其設計的合理性與否會對整個剪力墻結構產生很大的影響。所以在連接位置、墻體的長度和寬度、接觸面的受力情況以及平面受力情況都需要經過斟酌和測算。對于連梁過程中，鋼筋使用超標的問題更要著重注意。剪力墻與梁相連的尺寸不合適會影響框架各方位的平衡。而鋼筋的濫用又會使墻體承重過大。在相關文書中我們可以找到一些解決以上問題的方案：①當墻體承重不是很大時，可以在考慮地震的情況下，不采用連梁設計，僅需要考慮只有剪力墻墻肢支撐的情況下，整體結構遇到劇烈震動可能產生的后果。并對可能的結果進行分析并做好應對預案和事后處理準備。②降低剪力墻墻肢和梁接觸面的高度。③對剪力墻墻肢和梁相連的結構進項塑形解決。應注意的是，選擇方案時應謹慎使用第一方案，在其他方案不可用時再選擇第一方案。

3　結束語

整體來看，剪力墻結構設計在建筑業中有很大的發展潛力，這不僅是因為建筑業競爭的加劇和人們對美觀的追求，更重要的是剪力墻結構設計自身無法比擬的優越性。在建筑工程中使用剪力墻結構設計，會增加工程的整體結構性，加強抗側剛度，減少發生形變的可能，與此同時，還能滿足應對劇烈震動和承載力的要求。但是不可避免的嗎，在實際應用過程中會出現這樣或那樣的問題，例如：混凝土和鋼筋的使用數量不合理，連梁的截面大小和位置安排不協調，剪力墻墻體之間的間距不合適，墻體外側連接的方案不妥當等。這些將會影響建筑的整體結構，美觀度，穩定性以及安全性。所以在使用剪力墻結構設計時，建筑團隊應當謹慎周到，做到從實際處罰，協調各個方面，避免顧此失彼，促進工程高效率，高質量的完成，完美收尾。

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TU398.2

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1673-0038（2015）18-0019-02

2015-4-16