現(xiàn)代建筑工程建設中的剪力墻結構設計應用分析

寇蕾

遼寧省建筑設計研究院有限責任公司 遼寧沈陽 110005

在建筑結構設計中，剪力墻結構的使用對于提升整體建筑的穩(wěn)定性有非常大的幫助。建筑結構的穩(wěn)定性直接關系到整體建筑的安全，應用剪力墻結構，能使建筑在水平和垂直方向的荷載承受力得到有效保證，進而使住宅的安全性得到提高，所以，在建筑結構設計中，應加強對剪力墻結構應用的有效研究[1]。

1 剪力墻結構形式特點

剪力墻又稱抗震墻，該結構形式由于在承受外力的情況下所受側向變形小，承載力大，延展性較好，因此其抗震性能比較好。但是剪力墻結構形式在進行平面布置時會有一定局限性，其間距較小，空間會顯得稍微局促，因而廣泛應用在住宅、酒店、公寓等建筑中，而公共建筑應用較少。另外，剪力墻結構由于承受豎向力和水平力的能力較大，且橫向剛度大，因而建筑物建造的層數(shù)、高度要比框架結構更多、更高。由于剪力墻結構形式沒有梁、柱等外露與凸出部分，室內空間會顯得更為簡潔、寬敞，但剪力墻不能進行拆除或破壞，對室內布局無法自行改造。隨著短肢剪力墻結構的應用越來越廣泛，室內布局改造的靈活性得到增加，但有試驗研究表明該布置是以降低整個結構受力性能為代價的，雖然降低幅度較小，但在設計中還需根據(jù)建筑物整體情況慎重選擇。

2 建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

2.1 基礎方案及承重構件的設計

按照建筑周邊的地質環(huán)境及水文情況制定剪力墻結構設計方案，明確周邊的建筑群分布及施工技術工藝，進行合理規(guī)劃與設計，進一步提高基礎方案的設計效果。設計人員需要在原本的基礎方案上進行修訂與整改，按照建筑工程的建設環(huán)境，在有關標準框架中規(guī)劃好承重構件，確保建筑主結構能夠安全穩(wěn)定。在剪力墻承重構件的設計上，設計期間需要重點考慮墻體配筋率，剪力墻的豎向及水平分布筋的最小配筋率要在0.25%以上，部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率則要保證高于0.3%。在剪力墻結構設計時，設計人員需要明確基礎方案的重要性，重點控制承重構件的設計及優(yōu)化，選擇科學的方法確定建設標準及工藝參數(shù)，避免承重構件設計誤差帶來的質量隱患，提高設計方案的可行性[2]。

2.2 邊緣構件

設置邊緣構件剪力墻會提高約40%的極限承載力，增大20%的耗能能力，并使墻體穩(wěn)定性增加。剪力墻邊緣構件通常分為三種，即約束邊緣構件、構造邊緣構件及特殊邊緣構件。剪力墻抗震延性設計主要包括兩個構造措施：一是限制墻肢軸壓比；二是底部墻肢軸壓比達到一定限值后，墻肢兩端設置約束邊緣構件。約束邊緣構件內的縱筋可有效減小墻肢相對受壓區(qū)的高度，箍筋可對混凝土有效約束，提高混凝土極限應變值，從而保證墻肢在地震作用下具有良好的塑性變形能力。在剪力墻邊緣構件設置中，可根據(jù)SATWE軟件計算配筋結果和暗柱配筋，此時表示柱對稱配筋計算的單邊鋼筋面積。本工程嚴格按照《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》，短肢剪力墻控制配筋率在加強區(qū)取1.2%，在一般部位取1.0%；小墻肢其受力性能較差，應對軸壓比進行控制，宜按照框架柱進行截面設計，并對其縱向鋼筋配筋率在加強區(qū)取1.2%，在一般部位取1.0%來進行控制；而對于一個方向長肢另一個方向短肢的墻體，在設計中如按照長肢墻進行暗柱配筋并不恰當，這時可采用以下兩種方法：第一，在計算中，另一方向短肢不計入剛度，配筋對該方向短肢的影響可不考慮；第二，在計算中，將短肢計入剛度，配筋對該方向短肢的不利影響予以考慮。建議該短肢配筋率在加強區(qū)取1.0%，一般部位取0.8%。本工程地面1-5層設置了約束邊緣構件，6層以上為構造邊緣構件，配筋率約在0.50%-1.00%。

2.3 墻肢的平面設計

在建筑結構設計中應用剪力墻結構包括多方面的內容，其中最基本的就是墻肢的平面設計。為保證剪力墻結構的建設質量，在對墻肢平面進行設計時，設計人員應結合建筑結構平面的功能需求，對其進行科學的設計，使結構的穩(wěn)定性得到保證，這樣才能更好地抗震、抗風力。①墻肢平面的設計需保證結構的質量中心和剛度中心都在標準的范圍內，盡可能使樓層之間的位移比減小，使結構的堅固性得到有效的提高。②墻肢的平面設計需保證是雙向的，如果是單向，結構的抗震性就會受到限制，而且結構的穩(wěn)固性也較差，雙向設計墻肢平面，結構才會進一步穩(wěn)固。③由于是建筑結構設計，在剪力墻的墻肢平面設計中，需使剪力墻之間保持對齊排列的狀態(tài)，結構之間形成整體的抗風抗震水平體系，使結構的效果得到更充分的發(fā)揮。

3 結語

城市化進程的加快和人民生活水平的提高推動著建筑設計行業(yè)的進步和發(fā)展，建筑的出現(xiàn)有效解決了土地資源緊張、城市人口密集等問題，但隨之而來的是對保障建筑穩(wěn)定性和安全性的需求，因此，探討建筑結構剪力墻優(yōu)化設計改進方案是十分有必要的。在剪力墻結構設計中，必須保證合理的經濟成本和達標的抗風、抗震能力等基本原則，可以從優(yōu)化剪力墻平面分布、保證剪力墻延展度、盡量采用長度、厚度、剛度合理的剪力墻分布等方面進行優(yōu)化。然而，目前建筑剪力墻結構優(yōu)化還面臨著優(yōu)化難度高、設計周期短等問題，為建筑設計師帶來了一定的挑戰(zhàn)。