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

陳迪 袁浩

【摘要】剪力墻在實際的工程應(yīng)用中能夠?qū)τ诮ㄖw起到很好的支撐與穩(wěn)定的作用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中很有必要遵循相關(guān)的設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計剪力墻的結(jié)構(gòu)。不僅要對于剪力墻的結(jié)構(gòu)長度、厚度以及配筋比有合理的設(shè)置，對于邊緣結(jié)構(gòu)也要有合理的選擇，此外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的工程情況良好處理剪力墻連梁的相關(guān)問題，這樣才能夠保障整個剪力墻的安全性與穩(wěn)定性。本文對此進(jìn)行了分析研究。

【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

剪力墻是建筑體中非常重要的一個結(jié)構(gòu)，剪力墻的合理設(shè)計與應(yīng)用能夠很好的保障建筑體的穩(wěn)定性與抗震性。在實際的工程展開中結(jié)構(gòu)設(shè)計在進(jìn)行剪力墻的設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分遵循相關(guān)的設(shè)計原則與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能夠讓剪力墻更穩(wěn)定的支撐整個建筑結(jié)構(gòu)。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和標(biāo)準(zhǔn)

剪力墻結(jié)構(gòu)主要是由墻肢和連梁裝置這兩種結(jié)構(gòu)組成，它的剛度和抗震性都比較好，而且其結(jié)構(gòu)較為簡單美觀，非常便于室內(nèi)布置和裝修，其使用效果也不錯。要想發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和特點，就要對其進(jìn)行合理的設(shè)計和安排。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要要遵循以下幾個原則：

首先，剪力墻一般其高度和寬度都較大，而其厚度卻比較小，外形有點類似于板狀，但是其受力狀態(tài)卻與柱體物相似，因此，在進(jìn)行剪力墻設(shè)計時，就要嚴(yán)格依據(jù)其外形墻體長度與厚度的比值來進(jìn)行設(shè)計，按照規(guī)定，如果比值不超過3，其墻體結(jié)構(gòu)就按照柱體進(jìn)行設(shè)計；如果比值超過3而又小于5的話，就按照雙向受壓結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計。

其次，剪力墻具有平面內(nèi)剛度和實際承載力度大，而其平面外剛度和承載力度相對而言要小很多，這樣就會導(dǎo)致剪力墻和平面外梁相連時，容易形成外彎的狀態(tài)，而相關(guān)工作人員基本上不會驗算其外剛度和承載力，因此，建筑設(shè)計人員就要盡量避免設(shè)計這種外接結(jié)構(gòu)，如果實在無法避免，也要采取一定的防護(hù)措施。

最后，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員也要充分考慮墻體的水平和垂直方向上的作用力以及整體結(jié)構(gòu)的作用力，而且也要對墻體的正截面和斜截面受到的承載力進(jìn)行分析和驗算。如果墻體受到的集中負(fù)載作用較大，還要對其進(jìn)行局部承載力進(jìn)行計算。另外，在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析中，對于剪力墻間的距離、墻體門洞之間的寬度、墻體總長度的1/10等等這些情況下都要取其計算最小值。以上就是在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中要遵循的一些原則和要求。

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

1. 剪力墻肢種類和具體結(jié)構(gòu)設(shè)置

以剪力墻的墻肢類型為依據(jù)可以將剪力墻分為兩種：一般剪力墻和短肢剪力墻。一般剪力墻的墻體高度會是其墻體厚度的7倍以上，當(dāng)高度與厚度的比值保持在5-8之間時這種剪力墻則為短肢剪力墻。此外，根據(jù)剪力墻的墻面開口的大小還可以將剪力墻分為整體小開口剪力墻、整面剪力墻以及連肢剪力墻等幾種結(jié)構(gòu)形式。對于高層建筑體而言剪力墻的使用較為頻繁，這樣的建筑體也更需要剪力墻支撐整個建筑結(jié)構(gòu)。高層建筑通常會需要更大的空間工作能力，剪力墻在結(jié)構(gòu)設(shè)置上通常會設(shè)為雙向式，對于建筑體中的抗震區(qū)域采取雙向式的剪力墻結(jié)構(gòu)同樣非常有必要，這樣才能夠更好的讓剪力墻為建筑體的穩(wěn)定性提供保障。

2. 剪力墻結(jié)構(gòu)長、厚度及配筋

根據(jù)剪力墻的一般設(shè)計原則，對于剪力墻的結(jié)構(gòu)長度、厚度以及配筋比也存在一定的要求。根據(jù)國家對于建筑體抗震性能的有關(guān)規(guī)定，剪力墻的結(jié)構(gòu)在設(shè)置上對于墻體的長度與厚度都需要根據(jù)建筑體的抗震等級系數(shù)進(jìn)行相關(guān)調(diào)整。一般情況下，為了保障剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性、穩(wěn)定性以及剛性，剪力墻的墻體厚度不得小于200mm，高度與厚度的比值不得高于1/6。對于一些高層建筑體而言，當(dāng)其剪力墻的結(jié)構(gòu)厚度與長度的比值不符合這些規(guī)范時，剪力墻結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，可以通過L型或T型的結(jié)構(gòu)形式來替代一字型剪力墻，并且通過一些其它的技術(shù)手段對于剪力墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，直至符合相關(guān)規(guī)范。對于一般剪力墻而言，其配筋比也有一定的規(guī)定，通常不能低于1/400，對于一些特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)，如底部加強部位，其配筋比值則要不低于3/1000，其它的一些特殊情況則可以依據(jù)具體的問題來做相關(guān)調(diào)整。

3. 剪力墻邊緣結(jié)構(gòu)

對于剪力墻的邊緣結(jié)構(gòu)而言，是否要設(shè)置約束性邊緣結(jié)構(gòu)這要依據(jù)實際情況做決定。有研究顯示，比起無約束邊緣構(gòu)件的矩形結(jié)構(gòu)剪力墻而言，有約束邊緣構(gòu)件的矩形結(jié)構(gòu)剪力墻的極限承載力能夠提升40%左右，對于地震的能量消耗能力也能夠提升約20%。對于不同軸壓比的剪力墻而言應(yīng)當(dāng)選取有不同邊緣構(gòu)件的剪力墻。這些都需要根據(jù)具體的項目情況以及施工要求而定，選取合適的剪力墻邊緣結(jié)構(gòu)才能夠更好的發(fā)揮剪力墻的功效與性能。

4. 剪力墻連梁相關(guān)問題

剪力墻的連梁是用來連接剪力墻的墻肢與連接墻肢的部位。由于受到水平荷載的作用力，當(dāng)墻肢受力發(fā)生彎曲形變后，連梁也會相應(yīng)的產(chǎn)生內(nèi)部作用力。這股內(nèi)力會反向支撐與連梁相連的墻肢抑制其發(fā)生形變，進(jìn)而一定程度起到對于墻肢的約束效力，并且能夠有效改善墻肢的受力情況。由此不難看出，連梁不僅是連接兩個結(jié)構(gòu)的重要部位，它也能夠很好的起到控制墻肢受力形變的作用，能夠有效支撐整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。連梁最常見的就是超筋問題，這也是實際工程中應(yīng)當(dāng)處理好的一個要點。國家相關(guān)的規(guī)定中對于連梁超筋問題都給出了具體的處理方案，一旦這些問題產(chǎn)生時工程上很有必要依照這些規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改善，這樣才能夠保障整個剪力墻的安全性與穩(wěn)定性。

結(jié)語：剪力墻在實際的工程應(yīng)用中能夠?qū)τ诮ㄖw起到很好的支撐與穩(wěn)定的作用，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中很有必要遵循相關(guān)的設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計剪力墻的結(jié)構(gòu)。不僅要對于剪力墻的結(jié)構(gòu)長度、厚度以及配筋比有合理的設(shè)置，對于邊緣結(jié)構(gòu)也要有合理的選擇，此外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的工程情況良好處理剪力墻連梁的相關(guān)問題，這樣才能夠保障整個剪力墻的安全性與穩(wěn)定性。

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