簡析建筑剪力墻結構工程設計的要求及其設計要點

李延軍

中外建華誠城市建筑規劃設計有限公司青海分公司

簡析建筑剪力墻結構工程設計的要求及其設計要點

李延軍

中外建華誠城市建筑規劃設計有限公司青海分公司

建筑剪力墻結構工程建設的主要目的是防止建筑結構遭到剪切破壞。并且建筑剪力墻結構工程不僅具有抗側剛度大，能有效的減少側移，而且具有較好的抗震性能等優點，因此對建筑剪力墻結構工程設計進行分析具有重要意義。基于此，本文概述了剪力墻結構工程，對建筑剪力墻結構工程設計的要求以及建筑剪力墻結構工程的設計要點進行了簡要分析。

建筑剪力墻結構工程；設計要求；設計要點

一、剪力墻結構工程的概述

剪力墻結構工程主要是指在建筑工程中主要用來承受風荷載或者地震作用引起的水平荷載的墻體，其具有抗側剛度大，能有效的減少側移，且具有較好的抗震性能等優點，又被稱為抗風墻、抗震墻或者結構墻，指豎向的鋼筋混凝土墻板，建筑物的水平方向仍然是用鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上。由于剪力墻結構不僅在性能上具有良好的抗震性，而且具有非常好的剛度，因此在建筑結構設計中得到了較為廣泛的應用。

二、建筑剪力墻結構工程設計要求的分析

建筑剪力墻結構工程設計的要求主要表現為：(1)樓層之間最小剪力系數的要求。在剪力墻結構的設計過程中，建筑物樓層之間應該遵循調整最小剪力系數的原則。(2)樓層之間最大位移和樓層高之間比例進行調整的要求。在剪力墻結構的設計中，建筑物樓層之間的位移不能僅僅依靠豎向構件的剛度進行調整，還應該盡可能地減少樓層之間的扭轉變形，這就需要注意調整樓層之間最大位移和樓層高之間的比例。(3)剪力墻連梁超限進行調整的要求。剪力墻的跨高比小于2.5，可能會出現剪力和彎矩超過相應的規定限度的現象。因此，剪力墻結構設計還應該遵循剪力墻結構的連梁跨高比大于2.5的原則。

三、建筑剪力墻結構工程設計要點的分析

1、某建筑工程概況。某建筑工程屬于住宅建筑，地表無不良地質現象，設計使用年限為50年，建筑耐火等級為二級。抗震設防烈度為七度，主體為剪力墻結構，裙房為框架結構。地基基礎設計等級為乙級，主體為筏板基礎，裙房為柱下獨立基礎和墻下條形基礎。主體為地上12層帶1層地下室，右邊裙房為地上1層帶1層地下室，前邊裙房為地上1層。

2、基礎設計。目前建筑剪力墻體系一般均設置地下室。基礎多采用筏板基礎。合理選擇筏板厚度及邊緣挑出長度也直接影響結構整體安全和工程造價。該工程上部12層帶1層地下室，根據勘察報告，取筏板厚為1000mm，經細算后筏板可減至800mm，經濟性明顯。因此，基礎選型應作方案比較，才能選定經濟合理的方案。而對于筏板厚度的取值，對小高層來說一般筏板厚初選時可按樓層數計，即每層按50mm厚增加。如12層建筑則初選可取600mm厚試算，試算后根據筏板配筋情況調整筏板厚度。由于考慮地下室的使用合理性，常規采用設置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用非常重要，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達百米以上，中間就設置幾條后澆帶。目前可采用添加劑以補償混凝土的因水化熱引起膨脹與收縮，或采用纖維混凝土等方法在一定范圍內可不設或少設后澆帶，并且對所設后澆帶采取必要的保護和加強措施。該工程長50.75m，大于規范要求的45m，故應用筏板基礎采后澆帶來解決結構超長的問題。

3、剪力墻設計要點分析。(1)合理布置剪力墻。剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且x，y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免“一”字形剪力墻，若出現則應盡可能布置成長墻；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高大于墻厚的2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件時兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍及8倍以下為短肢墻，大于8倍則為普通墻。該工程剪力墻布置后，剛心和質心x向在同一位置，y向相差0.5m，大大減小了扭轉效應；主梁擱置在剪力墻上的，在相應部位設置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。(2)剪力墻配筋及構造。第一、剪力墻配筋。該工程剪力墻一層墻厚為250mm，其余地面以上墻厚均為200mm，水平鋼筋放在外側，豎向鋼筋放在內側。六層以下水平筋Φ10@200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用Φ6@400拉筋；六層以上Φ8@200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用Φ6@600拉筋。地下部分外圍墻體豎向配筋14@200為主要受力鋼筋，水平筋則構造配置，該工程均取12@150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產生的側壓力控制，簡化計算后由豎向筋控制。為增大計算墻體的有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內側，豎向鋼筋放在外側。第二、剪力墻邊緣構件的設置。相關研究表明，鋼筋混凝土設置邊緣構件后與不設邊緣構件的矩形截面剪力墻相比，其極限承載力提高約40%，耗能能力增大20%，且增加了墻體的穩定性，因此一般一、二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件；其余剪力墻應按《高規》設置構造邊緣構件。有工程技術人員對某具體工程計算結果中在墻肢軸壓比小于0.25情況下計算配筋僅為構造配筋，而約束邊緣構件配筋則高達40cm2，造成設計時鋼筋配置困難，施工難度更大，所以對剪力墻的配筋應首先區分剪力墻的受力特性及類別，即普通剪力墻(長墻)、短肢剪力墻、小墻肢和一個方向長肢墻而另一方向屬短肢墻來區別對待。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規范要求的最小配筋率，建議加強區0.7%，一般部位0.5%；對于短肢剪力墻，應按《高規》控制配筋率加強區1.2%，一般部位1.0%；對于小墻肢其受力性能較差，應嚴格按《高規》控制其軸壓比，宜按框架柱進行截面設計，并應控制其縱向鋼筋配筋率加強區1.2%，一般部位1.0%。

結束語

綜上所述，在建筑剪力墻結構工程設計過程當中，施工單位會采用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平方向的各類荷載，從而有效地控制建筑結構產生的水平力。當前建筑剪力墻結構被廣泛應用于多層和高層鋼筋混凝土建筑中，因此必須加強對其進行分析。

[1]田琦.剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J].中華建設，2013

[2]李凱.建筑工程設計中的剪力墻結構設計分析[J].信息周刊，2015

[3]朱俊.高層建筑工程框支剪力墻結構設計[J].建筑工程技術與設計，2015