芻議剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楊湘輝

【摘要】在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升的時(shí)代背景下，建筑行業(yè)的發(fā)展也逐漸步入一個(gè)輝煌的時(shí)期，現(xiàn)代建筑不僅應(yīng)滿足人們對(duì)居住質(zhì)量的要求，同時(shí)也必須符合一定的安全標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，為了提高建筑物的安全性，就必須重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，剪力墻的位置、厚度、等都對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性具有直接影響。本文就針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

目前，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程施工中的應(yīng)用越來越廣泛，該結(jié)構(gòu)類型主要具有剛度大、抗震性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，有利于提升建筑結(jié)構(gòu)的耐久性，進(jìn)而延長(zhǎng)建筑的使用壽命。但是該技術(shù)對(duì)施工人員的要求也比較高，施工人員必須全面掌握剪力墻結(jié)構(gòu)的施工理論知識(shí)與技能，并嚴(yán)格按照施工方案要求進(jìn)行，這樣才能保證剪力墻結(jié)構(gòu)施工的綜合質(zhì)量。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)的概述

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)的基本定義

簡(jiǎn)單來說，剪力墻結(jié)構(gòu)指的就是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的抗風(fēng)墻、結(jié)構(gòu)墻等，其主要作用在于分散地震及其他外力所造成的荷載，能有效提升建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，不僅如此，剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物的整體牢固度來說也是大有裨益的，一般來說，剪力墻都是采用的鋼筋混凝土墻體，該墻體的寬度較小、長(zhǎng)度和高度較大，比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中梁柱的功能相比具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，有利于提升我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展水平。然而，該技術(shù)同時(shí)也具有成本高、施工難度大、材料消耗量大、不能拆除等主要缺陷，正是由于這些缺陷，一些小型施工單位往往會(huì)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行限制。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)的主要類型

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，剪力墻結(jié)構(gòu)的類型劃分也各不相同，按照剪力墻的開動(dòng)大小來分，主要可將其分為壁式框架剪力墻、多肢剪力墻和整體小開口剪力墻，而不在墻上開洞的剪力墻則只有實(shí)體墻一種類型，實(shí)體墻雖然不會(huì)出現(xiàn)反彎現(xiàn)象，但是可能會(huì)在一定條件下發(fā)生突變。壁式框架剪力墻指的是開口幅度較大，且洞口是按照框架結(jié)構(gòu)排列的剪力墻，多肢剪力墻則指的是洞口按照縱向列狀分布且開洞較大的剪力墻。開洞面積在15%以下的剪力墻是整體小開口剪力墻。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則

（一）整體性原則

在設(shè)計(jì)剪力墻的時(shí)候，必須站在整體的角度考慮剪力墻的位置、高度等。一般來說，剪力墻的縱向高度應(yīng)不低于建筑物的總高度，當(dāng)剪力墻在縱向方向上發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整墻體的厚度和混凝土選用的等級(jí)、類型，也可適當(dāng)減少墻肢的數(shù)量，進(jìn)而提升墻體的整體抗側(cè)剛度，以免各不同層數(shù)的剛度發(fā)生變化，導(dǎo)致應(yīng)力過度集中的問題出現(xiàn)。

（二）為了保證墻體的抗震能力，必須確保墻體的拉通対直

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，一般要求門、窗等各部位的上下各層必須位于同一垂直線上，以確保墻肢和連接梁的受力明確，這樣才能簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須杜絕錯(cuò)洞剪力墻和疊合錯(cuò)洞剪力墻的出現(xiàn)，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)這種現(xiàn)象，剪力墻肢就會(huì)出現(xiàn)不符合規(guī)范的問題，同時(shí)，墻上的洞口部位的抗震性會(huì)大大降低，一旦發(fā)生地震便很容易影響到整個(gè)建筑物的安全。

（三）最大限度控制剪力墻的平面外彎矩

剪力墻的平面外彎矩對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性具有極大影響，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，必須對(duì)剪力墻的平面外彎矩進(jìn)行嚴(yán)格控制，可采用增設(shè)垂直墻肢或者壁柱的方法，此外，針對(duì)截面積較小的樓面梁，可采用鉸接或者半剛接的方法，從而有效降低墻肢的平面外彎矩。

（四）避免全部采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能全部采用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)樵擃惤Y(jié)構(gòu)在抵抗水平力方面的性能較弱，若采用的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)較多，必須適當(dāng)布置一些筒體，從而使剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度增強(qiáng)。

三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）剪力墻的科學(xué)定位

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先應(yīng)對(duì)剪力墻進(jìn)行科學(xué)合理地定位，遵循對(duì)稱、均勻的基本原則，最大限度減少剪力墻的扭矩，剪力墻的墻面結(jié)構(gòu)剛度中心必須與其質(zhì)量中心必須在同一水平高度和垂直線上，內(nèi)外剪力墻必須拉通對(duì)齊，保證剪力墻截面形狀規(guī)則、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

（二）基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，該項(xiàng)設(shè)計(jì)工作具有一定的復(fù)雜性，要求設(shè)計(jì)人員具備基本的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)之前，首先必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面深入地調(diào)查，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的可能對(duì)施工產(chǎn)生不利影響的因素，應(yīng)及時(shí)采取預(yù)防和處理措施，現(xiàn)場(chǎng)考察的主要內(nèi)容包括當(dāng)?shù)氐奶鞖狻夂颉⑺摹⒌刭|(zhì)等條件，其次，在設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能一意孤行，對(duì)于設(shè)計(jì)出的初步方案，應(yīng)在多方探討之后進(jìn)一步修訂和完善，這樣才能確保基礎(chǔ)方案的質(zhì)量。

（三）剪力墻結(jié)構(gòu)的配筋

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，墻體配筋是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)合理的配筋能提高剪力墻結(jié)構(gòu)的安全效益及經(jīng)濟(jì)效益，由于剪力墻本身具有面積大、數(shù)量多的特點(diǎn)，因此，在進(jìn)行配筋的時(shí)候，應(yīng)注意鋼筋的放置方向，這樣才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用的效果，對(duì)于墻體外側(cè)來說，應(yīng)配置水平方向的鋼筋，對(duì)于墻體內(nèi)側(cè)來說，則應(yīng)當(dāng)配置垂直方向的鋼筋，在配置鋼筋之前，首先必須根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，計(jì)算出準(zhǔn)確的最小配筋率，大多數(shù)剪力墻結(jié)構(gòu)都可采用雙向鋼筋網(wǎng)片的方法進(jìn)行配筋，這樣有利于降低保護(hù)層的厚度，以達(dá)到節(jié)省鋼筋的目標(biāo)。

（四）剪力墻中大墻肢的處理

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常容易出現(xiàn)的問題就是出現(xiàn)大墻肢，這種墻肢結(jié)構(gòu)剛度較小，比較容易遭到外力破壞，因此，在設(shè)計(jì)的過程中，為了避免大墻肢的出現(xiàn)，使剪力墻結(jié)構(gòu)在分層間隔設(shè)計(jì)的時(shí)候達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的承載力，就必須將長(zhǎng)度較長(zhǎng)的墻肢分割成短小的單獨(dú)存在的個(gè)體，事實(shí)證明，該方法對(duì)于大墻肢的處理來說非常有效，將其分割成小塊之后，墻體的受彎會(huì)增大，進(jìn)而使其產(chǎn)生一些細(xì)小的裂縫，這樣便能最大限度發(fā)揮出墻體配筋的支撐保護(hù)功能。

（五）結(jié)構(gòu)連接梁的處理

在將剪力墻結(jié)構(gòu)運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接梁超限的問題，這就需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)處理，一般來說，剪力墻的跨高比規(guī)定必須超過2.5，若跨高比低于這一標(biāo)準(zhǔn)比例，墻體產(chǎn)生的彎矩和剪力就很可能高于設(shè)計(jì)規(guī)定的最大限額，在這種情況下，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會(huì)顯著降低，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)，若剪力墻的跨高比高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，墻體結(jié)構(gòu)很可能發(fā)生異常變化，一旦跨高比達(dá)到5～6之間時(shí)，便會(huì)直接危害建筑的穩(wěn)定性，要確保建筑的穩(wěn)固系數(shù)和安全系數(shù)，首先就必須對(duì)剪力墻的結(jié)構(gòu)連接梁進(jìn)行科學(xué)處理，設(shè)計(jì)最為適當(dāng)?shù)目绺弑龋谔嵘ㄖ镎w承載力和穩(wěn)固性的同時(shí)，確保建筑企業(yè)的綜合效益。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，剪力墻結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能顯著提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力和剛度，對(duì)現(xiàn)代建筑尤其是高層建筑的安全性來說具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但是，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的專業(yè)性、綜合性和復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)過程中很容易遇到各種各樣的問題，因此，設(shè)計(jì)人員必須具備較高的綜合素質(zhì)，這樣才能設(shè)計(jì)出真正科學(xué)、實(shí)用的剪力墻結(jié)構(gòu)，促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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