論剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

羅德俊

【摘要】近年來我國的經(jīng)濟(jì)規(guī)模得以不斷擴(kuò)大，并促使建筑行業(yè)得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。而剪力墻結(jié)構(gòu)因為其自身的良好抗震性能以及抗側(cè)剛度，使得其在現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文主要就剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用情況進(jìn)行了深入的分析。

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

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，使得人們的生活質(zhì)量也得到了一定程度的提高，對于建筑物的性能也提出了更高的要求。在這一形式下，建筑的功能以及復(fù)雜程度均得到了進(jìn)一步的提升，并導(dǎo)致了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計模式難以充分滿足人們的使用需求。而剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，則能夠在保障建筑物良好使用性能的基礎(chǔ)上，使得其抗側(cè)剛度得到進(jìn)一步的提升，因此在現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)中具備有非常實用的應(yīng)用價值。

一、剪力墻架構(gòu)介紹

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)簡析

一般情況下剪力墻主要指的是建筑中用來承擔(dān)風(fēng)荷載以及地震造成的水平負(fù)荷的建筑墻體，其作用在于有效預(yù)防建筑構(gòu)架受到水平作用時造成剪切性質(zhì)的損失，并使得房屋建筑的穩(wěn)定性跟可靠性得到進(jìn)一步的提升。現(xiàn)階段在進(jìn)行剪力墻的設(shè)計施工過程中，多采取鋼筋混凝土作為施工材料，來保障其具備有良好的負(fù)荷能力。因為剪力墻結(jié)構(gòu)具備有顯著的經(jīng)濟(jì)效果，在實際的建筑施工過程中能夠有效降低建筑成本，因此在現(xiàn)階段的建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

（二）具體分類

在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有以下幾種類型的剪力墻。①聯(lián)肢剪力墻：該剪力墻結(jié)構(gòu)主要是針對一些大開口、多墻體的剪力墻來說的，當(dāng)剪力墻出現(xiàn)了多個截面之后，并存在有結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布無規(guī)律的問題時，也就需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲χB接處理，來保障該剪力墻的負(fù)荷性能。②實體墻：在墻體的洞口小于14%范圍或者墻體完整的情況下，其荷載承受能力相對比較差，但是并不會影響到整體建筑的穩(wěn)定性，在這一情況下就需要應(yīng)用實體剪力墻來進(jìn)行設(shè)計，這樣才能夠保障具體施工過程中不會出現(xiàn)異常，并使得墻體的安全系數(shù)得到進(jìn)一步的提升。③小開口整體剪力墻：在墻體的洞口面積大于全部面積14%的情況下，其正應(yīng)力會直接移動在洞口的兩側(cè)位置，并會導(dǎo)致反彎現(xiàn)象的發(fā)生。④壁式框架：當(dāng)墻體的洞口過大時，會導(dǎo)致墻體的完整性出現(xiàn)較大的破壞，這也就要求剪力墻逐漸朝著框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，在轉(zhuǎn)變過程中其梁柱銜接位置保持一定，也就是壁式框架。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)形式

①無洞單肢剪力墻：該類型的剪力墻結(jié)構(gòu)實際上是一種豎向懸臂構(gòu)建，其在立面上不存在有任何的洞口，在受到了水平壓力之后，其墻肢截面的正應(yīng)力呈現(xiàn)出直線分布的形式，因此可以通過材料力學(xué)來對該剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和受到水平壓力之后的變形情況進(jìn)行有效的計算。②整體墻或者小開口整體墻：該類型剪力墻結(jié)構(gòu)與第一種基本保持一致，其正應(yīng)力也是呈現(xiàn)為直線分布的情況。但是當(dāng)墻體的開口稍大的情況下還會導(dǎo)致墻體的局部出現(xiàn)一定程度的彎曲情況，但是只需要將墻肢的應(yīng)力控制在整體彎曲應(yīng)力的15%以內(nèi)，也就能夠保障該剪力墻的具體應(yīng)用性能。在應(yīng)力的計算過程中依舊是通過材料力學(xué)方式來進(jìn)行，并根據(jù)該建筑物的實際建設(shè)情況進(jìn)行合理的修正。③聯(lián)肢墻：聯(lián)肢墻主要是由許多的受彎構(gòu)件連接在一起后所構(gòu)成的，在該建筑墻體上面包含有比較多的洞口，并呈現(xiàn)出豎向排列的模式。這些洞口可以通過窗戶、門以及走道的形式來表現(xiàn)。而在實際設(shè)計過程之中，還需要通過這些洞口來進(jìn)行一整片墻的區(qū)分工作，而這些借助于連梁跟樓板所進(jìn)行連接的墻肢也被稱作是聯(lián)肢墻。

三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

（一）進(jìn)行大墻肢的有效處理

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，其剪力墻結(jié)構(gòu)必須具備有一定的有延性，當(dāng)該墻墻面高度與寬度的比值大于3時，就會成為延性很高以及易彎曲的墻體，但是在該墻墻面高度與寬度的比值小于3的情況下，對于脆性剪切破壞的預(yù)防能力也會得到大幅度的降低。在這種情況下，也就可以在長墻上面進(jìn)行開洞分割處理，并將長墻均勻分割成一些合理獨立的墻段，從而使得受彎裂縫出現(xiàn)的可能性得到大幅度的降低，并使得整個墻體的整體性能得到有效增強(qiáng)。此外在房屋建筑的建設(shè)過程之中，多是將主要的承載力放置在大墻肢上面，這樣在出現(xiàn)了地震等水平振動之后，大墻肢首先會因為負(fù)荷過大而遭受到破壞，小墻肢則會因為自身配筋不足而出現(xiàn)了一定程度的損害情況，從而使得整個墻面都受到一定程度的破壞。為了有效解決這一問題，就需要在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，對于超過了8m的墻肢結(jié)構(gòu)采取以下兩點措施來進(jìn)行處理。①開施工洞：也就是具體施工過程中首先在墻體上面開一些洞口，然后在施工完成之后填好洞，從而使得大墻肢分為多個小墻肢，來有效降低負(fù)荷對于墻體造成的破壞。②開計算洞：即在結(jié)構(gòu)計算中進(jìn)行計算洞的合理設(shè)置，在具體施工過程中進(jìn)行混凝土墻的合理設(shè)置，從而使得該建筑物中小墻肢的配筋性能得到進(jìn)一步的提升。

（二）進(jìn)行剪力墻的開洞處理

為了充分滿足建筑功能的實際需求，在必要情況下還需要對剪力墻進(jìn)行開洞處理，比如在電梯井道的位置就需要進(jìn)行電梯口通道的預(yù)留，但是在開洞之后還會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度出現(xiàn)變化，并導(dǎo)致目標(biāo)剪力墻的剛度得到了一定程度的降低。因此在具體的開洞過程之中，也就要求相關(guān)建筑設(shè)計人員能夠有意識的對結(jié)構(gòu)剛度的中心位置進(jìn)行調(diào)整，并保障其盡量與行心進(jìn)行從何，這樣才能夠使得結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)得到有效的降低。此外因為單片墻具備有非常大的剛度，因此在地震發(fā)生之后因其承載力不足，從而直接影響到整體建筑物的安全性能。這也就需要相關(guān)設(shè)計人員對超長的墻肢進(jìn)行開洞處理，并需要在墻肢處進(jìn)行適當(dāng)剛度的連梁的合理設(shè)置。

結(jié)束語：

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中通過剪力墻的合理布置，一方面能夠充分滿足現(xiàn)階段建筑行業(yè)的發(fā)展需求，另一方面還能夠使得使用質(zhì)量得到有效的提升，從而獲得良好的施工效應(yīng)。因此我國相關(guān)的建筑設(shè)計人員就需要加強(qiáng)對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的重視力度，并積極提升自身的專業(yè)水平，來使得剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用效果得到更進(jìn)一步的提升。

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