淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

李冠軍

摘要： 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和和諧社會的構(gòu)建，我國的建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，與此同時(shí)，人們對建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求也越來越高，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，很多設(shè)計(jì)人員會用到剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)剛度和抗震性，能極大的提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，文章重點(diǎn)介紹了建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

前言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平越來越高，對建筑質(zhì)量的要求也越來越高，只有不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，才能滿足人們的需求。剪力墻結(jié)構(gòu)具有用鋼量小、坑側(cè)剛度強(qiáng)、抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有十分廣泛的應(yīng)用，下面就剪力墻結(jié)構(gòu)及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1. 剪力墻結(jié)構(gòu)概述

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻是指主要用于承受地震、風(fēng)荷載等作用引起的水平荷載的建筑墻體，剪力墻也可以稱為抗震墻、抗風(fēng)墻，剪力墻的主要作用是防止建筑結(jié)構(gòu)受到剪力破壞。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會采用鋼筋混凝土墻板代替建筑框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，從而承載水平方向的各種荷載，對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平作用力進(jìn)行有效地控制。剪力墻結(jié)構(gòu)具有很好的抗震性和剛度，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有十分廣泛的應(yīng)用。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類及受力特點(diǎn)

根據(jù)剪力墻是否存在開洞情況，可以將剪力墻分為實(shí)體墻、壁式框架剪力墻、多肢剪力墻、整體上小開口剪力墻等四種類型，其中實(shí)體墻不需要開洞，而其他三種剪力墻需要開洞，但開洞的大小存在不同。實(shí)體墻的受力特點(diǎn)是整個(gè)墻體是一個(gè)懸臂墻，彎矩圖不會發(fā)生突變現(xiàn)象，也不會產(chǎn)生反彎點(diǎn)；壁式框架剪力墻的洞口尺寸比較大，墻體的墻肢剛度和連梁線的剛度比較接近，其受力特點(diǎn)是彎矩圖會在樓層出發(fā)生突變，并且在樓層中會出現(xiàn)反彎點(diǎn)；多肢剪力墻的洞口尺寸比較大，并且洞口成列布置，其受力特點(diǎn)是彎矩圖會在連梁發(fā)生突變，在墻肢高度中不存在反彎點(diǎn)；整體上小開口剪力墻的洞口面積比較小，其受力特點(diǎn)是彎矩圖會在連梁發(fā)生突變，在墻肢高度中不存在反彎點(diǎn)。

2. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

2.1 樓層間最小剪力系數(shù)調(diào)整原則

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑樓層之間要遵循最小剪力系數(shù)原則，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為有效地降低建筑的自身重量，提高建筑的抗震能力，要在短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩40%的基礎(chǔ)上，對剪力墻的數(shù)目進(jìn)行控制，然后對剪力墻進(jìn)行大開間處理，這樣能極大的提高剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度。

2.2 調(diào)整樓層最大位移和樓層高度比例原則

在進(jìn)行普通剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)重點(diǎn)在對剪切變形進(jìn)行處理和對樓層扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)行處理，由于剪切變形處理是通過控制豎向構(gòu)件數(shù)量進(jìn)行的，如果豎向構(gòu)件數(shù)量過多，剪力墻的剪重比例就會增大，這樣就會導(dǎo)致建筑樓層之間產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，剪力墻結(jié)構(gòu)就難以滿足建筑樓層位移需求。因此，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要依靠豎向構(gòu)件對建筑樓層位移進(jìn)行調(diào)整，還要注意調(diào)整樓層最大位移和樓層高度的比例，從而減少樓層的扭轉(zhuǎn)變形。

2.3 剪力墻連梁超限調(diào)整原則

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)剪力墻跨高比低于2.5，就很有可能出現(xiàn)剪力、彎矩超出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，因此，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)過程中，要保證剪力墻連梁跨高比大于2.5。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中還要注意，剪力墻連梁跨高比并不是越大越好，當(dāng)剪力墻連梁剛度沒有發(fā)生變化，而跨高比達(dá)到6-7時(shí)，剪力墻的彎矩和剪力就會出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，只有對剪力墻連梁超限情況進(jìn)行合理的調(diào)整，才能為建筑剪力墻的施工質(zhì)量提供保障。

3. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及優(yōu)化

3.1 有效地控制剪力墻數(shù)目

在建筑工程中，設(shè)置剪力墻的主要作用是為了承載地震作用和風(fēng)荷載引起的水平荷載，但并不是剪力墻設(shè)置的越多其作用就越好，在實(shí)際工程中，為了有效地提高建筑物的抗震性能，減輕建筑物的自身重量，往往需要對剪力墻的數(shù)量進(jìn)行有效地控制。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)工程的實(shí)際情況，合理的確定剪力墻的數(shù)量，從而為建筑工程的施工質(zhì)量提供保障。

3.2 剪力墻平面布置要點(diǎn)

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，所有水平力和豎向荷載都是由鋼筋混凝土墻承受的，因此，在設(shè)置剪力墻時(shí)，要沿著平面主軸線的方向布置，同時(shí)剪力墻的平面要對稱布置，這樣不僅能讓剪力墻的剛度中心和質(zhì)量中心保持一致，還能有效地降低剪力墻的扭矩。當(dāng)剪力墻主要用于抗震時(shí)，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量避免布置單向平面，這樣會極大的降低剪力墻的抗震能力。

3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他要點(diǎn)

在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，為保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保建筑物的施工質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，要充分考慮剪力墻的安全性。剪力墻結(jié)構(gòu)的本質(zhì)就是為了保證建筑物的安全性，如果不能保證剪力墻的安全性，那么也就難以保證整個(gè)建筑物的安全性，而如果在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能保證剪力墻的安全可靠，將剪力墻的功能充分發(fā)揮出來，那就能極大的提高建筑物的穩(wěn)定性。同時(shí)在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要考慮剪力墻結(jié)構(gòu)工程造價(jià)的問題，如在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，控制好原材料的質(zhì)量，并且控制好材料的含鋼量，在保證建筑物的安全前提下，最大限度的減少材料的含鋼量，從而減少成本。

3.4 剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，要注意對剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對于剪力墻上的洞口或者門窗，要保證上下對齊，成列布置，從而保證剪力墻的承重力符合相關(guān)規(guī)定。在設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)禁使用疊合的錯墻洞，避免出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，當(dāng)剪力墻比較長時(shí)，要將剪力墻均勻的分成幾個(gè)墻面，并且要合理的開設(shè)洞口，墻面之間要采用連梁連接起來，并且要保證每個(gè)獨(dú)立墻的總高度和截面高度之比不能低于2，防止剪力墻受到剪切破壞。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要注意，不能在洞口之間形成小墻肢，如果出現(xiàn)小墻肢，則要根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加密，從而保證剪力墻的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定。

4. 總結(jié)

剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗震性、抗側(cè)剛度大、用鋼量少等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在建筑工程中，能極大的提高建筑工程的施工質(zhì)量，為建筑物的穩(wěn)定性提供保障。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格的按照剪力墻設(shè)計(jì)原則，根據(jù)實(shí)際情況，不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，從而有效地提高建筑物的綜合性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬肖峰.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].建筑知識：學(xué)術(shù)刊，2013，（10）：141-142.

[2] 楊玲.淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013， （36）：117-118.

[3] 向東，魏源遠(yuǎn).淺析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建筑，2014，（04）：162-163.

[4] 李重光，李陽光.淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2014， （03）：74-75.

[5] 李捍文.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].中華民居：下旬刊，2012，（09）：110-111.