對于剪力墻結構設計與構造的幾點思考

熊曉波

摘 要：隨著人們的生活水平朝著小康社會的方向發展，人們對于生活各方面的要求變得越來越高。尤其在居家環境方面，對于房屋的設計建筑等方面的要求變得越來越多樣化。從以木頭為主要的建筑材料到以磚石為主要的建筑材料，住宅的結構形式以及格局的設置，逐漸成為人們選擇住房的要求之一，在建筑上采取的主要的結構形式主要有框架、剪力墻、框架等等。在這其中剪力墻結構作為抗震的有力手段被廣泛應用于住宅建筑之中，尤其是在高層建筑設計中，應用更加廣泛。本篇論文將主要對剪力墻結構進行分析，通過分析剪力墻結構的設計和構造給人們在建筑商提供更多的參考意見和建議。

關鍵詞：剪力墻;構造;裂縫

隨著人們對于建筑物設計的愈加關心，剪力墻設計逐漸受到人們的青睞。剪力墻結構具有良好的抗側能力，是結構設計中最主要的抗震的構造，在合理的設計之下，剪力墻結構不僅能夠滿足人們對于住宅的要求，在地震過程中它所能承受的地震作用也會相應的擴大。剪力墻的類型分為平面和筒體兩種，平面的主要在鋼筋混凝土的結構中較常見，筒體則常見于高層的建筑物和一些比較高的結構設計之中。剪力墻按材料分為鋼板、混凝土和配筋切塊三種類型，其中應用最廣泛的的材料是混凝土制作的剪力墻結構。

1 剪力墻結構的類型

剪力墻結構可以大概劃分為六種類型，根據墻上的洞的大小、多少和如何排列進行劃分有整體墻、小開口的整體墻、不規則洞口的剪力墻、連肢墻、框支剪力墻還有壁式框架剪力墻這幾種類型。其中整體墻的墻面幾乎沒有洞口，與之相反，小開口墻的墻面的洞口比整體墻的洞口來說相對較大，而連肢墻也有一列洞口存在，以此類推墻面之間有較大的區別。除此之外，還可以根據受力的不同分為獨立墻肢、整天小開口型、整截面、連肢和壁式框架這幾種類型。不同樣式的墻面結構使大眾對于剪力墻的選擇變得更加多樣化，根據自己的需要去建構不同的墻面樣式，在增強穩固性的基礎之上，增加墻面的美觀效果[1]。

2 剪力墻的結構與功能

2.1 設計的原則

剪力墻設計的主要優勢就是為了應對地震對房屋造成的影響，以及在地震發生時避免房屋坍塌對人造成的傷害，出于這個原因剪力墻的設置主要是以雙向的均勻布置為主，因此對于階梯和電梯處的布置結構是以一種不規則的方式進行設計和規劃的，在進行設計之前首先要考慮階梯會對整體構造產生的影響，然后考慮空間的搭配和合理劃分，最后敲定設計施工的方案。

樓層的設計使豎線上的物件首先作為抗震的初防線，首先遭到破壞，與之相反整體的設計則總是趨向于使橫線上的物件首先承受壓力，這樣就會使整體的建筑遭受較小的損害，在一定程度上對整體的建筑具有一定的保護性。在地震發生時，剪力墻的墻肢被破壞，因此在最初進行設計的時候需要注意連梁的設計，避免連梁破壞影響墻肢。所以在設計上盡量使兩部分可以進行獨立工作，避免任意一部分會對另一部分的破壞，在設計上需要遵循“強墻弱梁”和“強剪弱彎”的原則，借以提高結構整體對于地震的抗壓能力，增加建筑的穩固性。

2.2 對于墻肢的要求

剪力墻建筑對于地震的抗壓性，需要在其結構的底部進行加固，加固的部位的厚度應當按照具體的要求進行加厚，而并非加固的部分也應當按照要求進行一部分的墊底（不通順）。不同的地震程度對于墻壁厚度的要求也不同，在設計的時候需要根據對于這一部分的特殊要求進行不同程度的加厚。在對邊緣構件進行約束的同時要符合整體建筑的規范和要求，對其進行約束的構件對長度和寬度也有一定的要求，為了整體建筑的安全和合理性需要按照要求進行準確的設計。最后在進行墻肢配筋的裝置時，當地震強度較大時，至少要采用雙排鋼筋，在進行連接的同時，底部也應當適當的加密連接。不管是水平方向還是垂直方向，都要進行合理的配置，以確保整體建筑的效果[2]。

2.3 對于連梁的要求

在對連梁進行設計的同時，連梁頂部和底部嵌入墻內的部分的深度，在抗震設計和非抗震設計中對于連梁的要求也存在一定的差別，因此需要根據顧客的要求做適當的設計。在對連梁進行連接設置時，應該按照加密區的要求對連接處進行設計，所采用的構件的直徑和間距都需要按照要求進行合理的規劃。在頂部的連梁在進行垂直方向嵌入墻體，進行連接時連接時的構建兼需要在150mm之內，與此同時水平方向的連接構件不至于在連梁的范圍之內，它的長度需要根據連梁的高度及其變化進行修改，以求達到最適合的范圍。

3 裂縫問題

3.1 裂縫的特征

裂縫問題是指在施工的過程中出現的墻體開裂的現象，一般來說，在使用鋼筋混凝土進行構件的剪力墻的裂縫可以區分為表面不規則的和貫穿性的裂縫兩種。表面不規則的裂縫是在剛開始進行施工后，在墻體的表面出現的裂縫，很寬而且特別的密集，但是進入墻體的深度不是很深，因此這種裂縫對于整體建筑造成的影響一般不會特別大，對于這種裂縫可以采用適當的辦法去處理。而貫穿性的裂縫一般以垂直方向上的裂縫為主，這種裂縫在墻體施工后幾天會出現，它的走向一般與地面接近垂直。這種裂縫與后面不規則的裂縫相比來說傷害較大，深度也較大。所以在建筑施工的過程中，要更為注意裂縫的出現，避免出現貫穿性裂縫，對建筑設計造成的損害，影響建筑的安全性。

3.2 裂縫的原因

對于裂縫產生的原因主要有以下幾點：一是混凝土在收縮過程中受到的壓力過大，一部分是由于水泥的使用量增大，水與灰的配比減少是造成混凝土收縮最主要的原因，在攪拌混凝土的過程中，為了滿足運輸的要求，里面添加細骨料，包裹在細骨料上的水泥變少就會削弱混凝土的混合及粘性。二則是混凝土的溫度的原因，硅酸鹽水泥的使用使水泥的溫度較高，而且較為集中，在混合的過程中散發出大量的熱量。而且養護的力度不足就會造成墻體表面水分散失于內部之間水分出現差異，從而造成裂縫。最后一點就是因為剪力墻承受來自各方面的約束，這些約束使剪力墻受到限制不能發生變化[3]。

3.3 對于裂縫的防治

為了避免裂縫的出現，可以調整一下混凝土的組成部分，控制一下各種不同的建筑材料使用的分量。在進行模板的拆除和養護的過程中，適當的延長一下養護的時間，縮小溫度差異，保證后期出現的效果比較完美。而且可以加入一定劑量的膨脹劑，在一定程度上避免水分散失墻體收縮帶來的影響。再者可以在剪力墻上可以打一些小洞，將較長的墻變成較短的墻，以控制收縮產生的裂縫和導致的墻體變形。而且可以設置一些暗梁，適當縮小裂縫的長度。裂縫的問題可大可小，因此在處理時要根據現場的情況進行適當地更改和修補，采取恰當的措施保護建筑的穩固。

4 結語

住宅安全問題關乎每個人的生活質量和幸福，在進行建筑施工設計的時候，不僅要考慮舒適性更要考慮安全性，在科技不斷發展的當今社會，需要以更加安全和科學的建筑施工方案，對建筑設計進行設計施工。剪力墻的設計結構盡管較為穩固但同時還存在一定的問題，在進行建筑的過程之中需要考慮到多方面的問題，在出現問題時及時進行修補和改正，避免后期建筑完成時再進行大規模的修改和彌補，在不斷完善和提高水平的同時，實現設計與施工結果的完美呈現，讓人住上更加安全放心的住宅。

參考文獻：

[1]楊靜. 基于BIM的剪力墻結構參數化設計研究[D].沈陽工業大學，2016.

[2]桓秀劍. 裝配式混凝土結構住宅的應用研究[D].長江大學，2016.

[3]蔣歡軍，李書蓉. 帶可更換部件的聯肢剪力墻抗震性能研究[J]. 建筑結構學報，2020，41（01）：24-32+41.