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

吳建文

前言

剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中十分常見，在不斷地運(yùn)用到實(shí)際建筑設(shè)計(jì)的同時，也在進(jìn)行著技術(shù)的改進(jìn)和提高，并結(jié)合具體建筑整體結(jié)構(gòu)制定不同的設(shè)計(jì)方案和施工方案，在保證建筑質(zhì)量和墻體安全性能的基礎(chǔ)上，盡量降低建設(shè)成本，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)形式具有多樣化的特點(diǎn)，但剪力墻結(jié)構(gòu)不僅整體性較好，而且結(jié)構(gòu)剛度較大，特別是在水平狀態(tài)作用下的荷載力不易引發(fā)剪力墻結(jié)構(gòu)變形的發(fā)生，在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)受到普遍的青睞，應(yīng)用也越來越廣泛。剪力墻結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前高層建筑應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要準(zhǔn)確對其進(jìn)行計(jì)算，同時還需要從整體性的角度來對剪力墻結(jié)構(gòu)的橫縱向進(jìn)行分析，對多種計(jì)算方式進(jìn)行合理利用和調(diào)整，同時做好建筑工程配筋的設(shè)計(jì)工作。剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑應(yīng)用過程中，需要對其連梁跨度比進(jìn)行有效控制，最適宜的數(shù)值需要保持在2.5 以上，而且還要對剪力墻結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的剪力問題進(jìn)行有效的避免，使其彎矩保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)后，還需要對其使用狀況值進(jìn)行確定，從而有效的保證剪力設(shè)計(jì)值和連梁彎矩保持在較好的狀態(tài)，確保剪力墻結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的提升。另外還需要加強(qiáng)對剪田和墻構(gòu)建數(shù)量設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，有效的規(guī)避剪切變形問題的發(fā)生，確保剪力墻豎向構(gòu)建剛度能夠得到有效的控制。

（1）通常情況下，剪力墻自身高和寬要比厚度大很多，剪力墻自身具有幾何特征，所以在實(shí)際的剪力考慮過程之中，可以將剪力墻模擬為柱子，但是在實(shí)際使用過程之中，兩者還是有區(qū)別的。在現(xiàn)實(shí)之中之所以會有差別的存在，肢體長度和厚度比值在實(shí)際之中仍然存在差異，當(dāng)相應(yīng)的比值不超過3 時，可以將誤差最小化，也就是可以直接通過進(jìn)行模擬柱形進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，如果超過了3 但是小于5 就應(yīng)該將剪力墻設(shè)計(jì)模擬為異形柱進(jìn)行處理。

（2）剪力墻在結(jié)構(gòu)之中屬于平面件，在實(shí)際工作之中，不僅要承受水平方向的水平剪力，同樣應(yīng)該承受彎矩，再需要進(jìn)行豎向壓力的承受。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程之中，剪力墻設(shè)計(jì)需要滿足抗震的要求，也就是需要剛度方面的考慮，同樣應(yīng)該考慮延伸性，這種延伸性需要承受非彈性的反復(fù)循環(huán)過程，剪力墻結(jié)構(gòu)需要承受如此的應(yīng)力要求。

（3）剪力墻在設(shè)計(jì)過程之中，如果在同一平面內(nèi)完成設(shè)計(jì)，其所承受的承載力也就相應(yīng)變大，所以在實(shí)際過程之中應(yīng)該注意其剛度要求，剛度問題會導(dǎo)致連接剪力墻的相應(yīng)構(gòu)件出現(xiàn)自身的問題，這些就需要在實(shí)際的工作過程之中，注意這方面的相關(guān)問題，如果在設(shè)計(jì)之中剪力墻必須和梁進(jìn)行連接，便需要在設(shè)計(jì)之中體現(xiàn)對于應(yīng)力方面的保護(hù)措施，防止因?yàn)榧袅Φ膭偠炔粔?，而引發(fā)的各種安全事故。

2 剪力墻的種類以及特征

對于剪力墻自身而言，按照剪力墻是否需要開洞可以將其劃分為以下幾種：整體小開口剪力墻、實(shí)體墻、壁式框架墻、雙肢剪力墻、多肢剪力墻等。不同種類的剪力墻因?yàn)樽陨淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在實(shí)際的工作之中受力特點(diǎn)不同，在具體的選擇過程之中，應(yīng)該充分分析建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行有效選擇。剪力墻自身的綜合特點(diǎn)便是安全可靠，其通過對于應(yīng)力進(jìn)行更為良好的應(yīng)對，幫助自身建立了更為良好的相應(yīng)效果，針對綜合剪力墻的特征而言，主要分為：抗側(cè)位移剛度大，而且即使發(fā)生側(cè)移，側(cè)移位移也相對較小；發(fā)生地震過程之中，抗震能力較強(qiáng)，剪力墻可以通過吸收震感來減少地震帶來的破壞力；如果在建筑結(jié)構(gòu)之中采用剪力墻結(jié)構(gòu)，很好的保證墻面的光滑平整，但是在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)榧袅Φ膽?yīng)用較為繁瑣，所以其往往帶來的便是高昂的造價成本。所以相關(guān)工作人員更應(yīng)明確各種剪力墻的具體功用，在實(shí)際的應(yīng)用過程之中，幫助建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為良好的自我提升，充分遵從剪力墻的自身特征，應(yīng)用得當(dāng)，將有限的資源進(jìn)行最大程度利用，并且在工作之中一定要保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性能，這是一個大難題，也是值得每個設(shè)計(jì)人員思考的難題。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算的優(yōu)化措施

3.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化原則

在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程之中，通常情況下，剪力墻需要沿著主軸方向或者其他方向進(jìn)行兩方向的布置，這種布置方式的好處便是使剪力墻形成了一定的空間結(jié)構(gòu)，針對于防震的剪力結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)，避免剪力墻布置過程之中過于單一，進(jìn)而出現(xiàn)單一剪力墻剛度不夠的情況，兩個受力方向剛度應(yīng)該相互接近，并且具有一定的空間，充分保證其工作性能。在正常的設(shè)計(jì)過程之中，剪力墻一般具有較大的承載力和抗側(cè)剛度，為了保證剪力墻可以正常使用，應(yīng)該保證結(jié)構(gòu)具有良好的側(cè)向剛度。剪力墻在豎向布置上應(yīng)該沿著房屋高度進(jìn)行通高布置、上下對齊，使得剪力墻的相關(guān)數(shù)據(jù)嚴(yán)格遵守墻體的相關(guān)高度，并且得到良好的利用，保證剪力墻在豎向方向上剛度有效得到減小，進(jìn)而可以避免豎向剛度出現(xiàn)突變情況，導(dǎo)致剪力墻不能達(dá)成自身的有效目的，而且在豎向進(jìn)行合理布置，很好的保證了經(jīng)濟(jì)使用，而且能滿足現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求。對于一些較長的剪力墻而言，應(yīng)該開設(shè)洞口，并將剪力墻進(jìn)行分割，一般情況下分割成長度相等的幾段墻面，在這些被分割的墻段之間應(yīng)該采用弱梁進(jìn)行連接，每個獨(dú)立墻段的總高度和截面高度應(yīng)該按照一定的比例分配，避免因?yàn)槌霈F(xiàn)剪力，進(jìn)而出現(xiàn)脆性的剪切破。在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程之中，應(yīng)該避免形成墻肢，并且注意對于剪力墻的實(shí)際增高過程，充分保證剪力墻的自身工作效果。

3.2 剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算的優(yōu)化原則

在進(jìn)行規(guī)范計(jì)算過程之中，進(jìn)行相關(guān)多地震作用的樓層最大層間位移過程之中，應(yīng)該將樓間的彎曲變形作為主要計(jì)算目標(biāo)，計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形的相關(guān)作用，在實(shí)際計(jì)算過程之中，不需要扣除結(jié)構(gòu)整體的彎曲變形。所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程之中，盡可能的縮小相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)變形，而且落實(shí)到實(shí)際剪力墻的假設(shè)過程之中，不應(yīng)該盲目的進(jìn)行構(gòu)件強(qiáng)度的增加。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作之中，一些設(shè)計(jì)人員在出現(xiàn)層間位移不足的情況進(jìn)而會進(jìn)行側(cè)向剛度的提升，這是一種飲鴆止渴的解決辦法，所以在實(shí)際工作之中并不可取。落實(shí)到實(shí)際工作之中，應(yīng)該注意剪重比的規(guī)范限制，如果剪重范圍過大，應(yīng)該減小與其對應(yīng)的另一側(cè)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使其減重比進(jìn)行合理化的減小，通過這樣的工作，很好的減小在實(shí)際之中的減重比，地震作用同樣會相應(yīng)的減小，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程之中達(dá)成相應(yīng)的使用效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對整個建筑項(xiàng)目的施工質(zhì)量保證具有關(guān)鍵性作用，必須重視對設(shè)計(jì)技術(shù)的研究和不斷探索。另外，建筑的各部分結(jié)構(gòu)之間是具有精密聯(lián)系的，不能將其切割、分立，要利用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將整個建筑的各部分進(jìn)行聯(lián)合，使其成為一個統(tǒng)一的整體，這對提高建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量具有重大意義。

[1]王銀權(quán).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].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（7）：286.

[2]郎彥明.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)用分析[J].中國科技投資，2014（A03）：125.

[3]任浩.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)用分析[J].黑龍江科技信息，2014（7）：449.