建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用

丁意　國(guó)石

摘 要：隨著人們生活水平的提高，對(duì)于建筑質(zhì)量要求也提出了新的標(biāo)準(zhǔn)。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分對(duì)其質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。文章主要結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段建筑行業(yè)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及存在不足進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，并與實(shí)際施工作業(yè)相結(jié)合提出合理化的解決措施及方案，從而有效的提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工水平，進(jìn)一步確保建筑工程質(zhì)量，真正意義上推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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

1 剪力墻概述

1.1 剪力墻的概念

剪力墻又可稱之為抗風(fēng)墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻，是一種構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。通常根據(jù)剪力墻上洞口的大小、多少及排列方式劃分為幾種類型：整體墻，指的是門窗洞口的面積之和不超過(guò)剪力墻側(cè)面積的15%，同時(shí)，洞口間凈距及孔洞至墻邊的凈距大于洞口長(zhǎng)邊尺寸?？蛑Ъ袅?，指的是底層需要大空間時(shí)，通過(guò)框架結(jié)構(gòu)支撐上部剪力墻，地震高發(fā)區(qū)中不得使用純粹的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。壁式框架，指的是具有較大的洞口尺寸，連梁線剛度與墻肢線剛度彼此相貼近的墻體等。

1.2 剪力墻的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

在建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的設(shè)計(jì)性對(duì)于其他墻體的設(shè)計(jì)更具復(fù)雜性，但是穩(wěn)定性和安全性也更高。以往剪力墻所使用的鋼筋澆筑方式更合理，而且在建筑施工中對(duì)建筑材料的使用也比較少，從而降低了建筑施工的成本，提高了建筑的經(jīng)濟(jì)效益。另外剪力墻的對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)影響也比較小，不會(huì)影響整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的美觀性，同時(shí)也不會(huì)占用過(guò)多的室內(nèi)空間，使得建筑的結(jié)構(gòu)更具有合理性和美觀性。剪力墻雖然具有很多的優(yōu)勢(shì)，但是在結(jié)構(gòu)上也存在一定的局限性，這種局限性需要建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)注意。因?yàn)榧袅?duì)施工材料要求比較多，其是通過(guò)混凝土的澆筑而成，因此使得建筑的整體重量增加，給地基帶來(lái)的壓力，稱重量變大，如果沒(méi)有對(duì)地基進(jìn)行充分的壓力試驗(yàn)，在發(fā)生地震時(shí)很容易出現(xiàn)倒塌的狀況，所以如果確定在建筑設(shè)計(jì)中使用剪力墻，那么就要注意對(duì)地基的加固，另外我們也應(yīng)該注意到剪力墻的承重能力，相對(duì)于其他墻體的分散承重能力來(lái)說(shuō)，剪力墻的承重性相對(duì)集中，所以說(shuō)如果主要的墻體施工出現(xiàn)了問(wèn)題，那么其承重性也會(huì)大大的下降。

1.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

1.3.1 樓層間最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則

為了使結(jié)構(gòu)自重進(jìn)一步減輕，有效防止地震事故的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)中應(yīng)適當(dāng)?shù)臏p少剪力墻，不過(guò)前提條件是在規(guī)定的水平地震力作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部地震傾覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩應(yīng)的百分之五十。實(shí)際可通過(guò)大開(kāi)間剪力墻，以促進(jìn)其結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不斷提升，這樣樓層最小剪力系數(shù)就可達(dá)到規(guī)范限值，從而對(duì)工程造價(jià)予以合理節(jié)約。

1.3.2 樓層層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則

與普通建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須充分考慮其與整個(gè)樓層間的扭轉(zhuǎn)情況及剪切變形等問(wèn)題的出現(xiàn)。在對(duì)剪力墻進(jìn)行變形結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)時(shí)，可以依據(jù)豎向構(gòu)件布局的實(shí)際情況進(jìn)行整體衡量，如果剪力墻豎向構(gòu)件增多，那么就會(huì)增加整個(gè)剪力墻的剪重比例，從而影響剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以在實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)揮其應(yīng)有的效用。所以針對(duì)此等情況的出現(xiàn)不能單純的依據(jù)提升豎向構(gòu)件剛度來(lái)解決，要與實(shí)際樓層之間的位移加以比較分析，從而調(diào)整比例，解決問(wèn)題。

1.3.3 剪力墻連梁超限的調(diào)整原則

在剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)連梁的跨高有所掌握，嚴(yán)格控制好剪力墻與彎矩之間的最大規(guī)定范圍，通常情況下，剪力墻與連梁之間的跨度比在2.5左右之間，如若是連梁過(guò)高就要對(duì)具體施工框架梁設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析，減少因不規(guī)范跨度比的出現(xiàn)而影響整個(gè)剪力墻的建筑質(zhì)量。

2 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

2.1 剪力墻優(yōu)化設(shè)計(jì)的策略

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定意義上具有保持平衡的重要作用，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要充分發(fā)揮剪力墻的重要作用。這樣不僅僅可以保障建筑工程的質(zhì)量，更能有效的節(jié)約成本。所以，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要與實(shí)際施工作業(yè)情況相結(jié)合，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)布局，將剪力墻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)功能有效的發(fā)揮出來(lái)。同時(shí)，為了降低工程成本，進(jìn)一步節(jié)約工程造價(jià)，可以采用與剪力墻相匹配的原材料進(jìn)行工程施工。針對(duì)施工中，長(zhǎng)度較長(zhǎng)的剪力墻可以依據(jù)施工需要將其剪力墻進(jìn)行截段，但需要確保各長(zhǎng)度的一致性，同時(shí)還應(yīng)開(kāi)設(shè)相應(yīng)洞口。各個(gè)墻段之間要利用弱連梁進(jìn)行連接，且每個(gè)獨(dú)立墻段的高度與截面高度之比控制在三左右，為了有效防止剪力墻出現(xiàn)破壞的情況，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中可以將洞口與截面高度之比控制在四以下，小墻肢體的高度要高于實(shí)際截面的墻體厚度。不僅如此，還要合理控制框架樁的大小，確保整個(gè)施工作業(yè)的安全。

2.2 合理定位剪力墻結(jié)構(gòu)

為了有效保證剪力墻的合理性及安全，在具體剪力墻施工作業(yè)過(guò)程中可以針對(duì)結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行合理使用。通常情況下可以采取以下兩方面加以控制：一是平面結(jié)構(gòu)布置；二是豎向結(jié)構(gòu)布置。在進(jìn)行剪力墻平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)剪力墻的結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心有所了解及掌握，減少扭矩現(xiàn)象的出現(xiàn)，與此同時(shí)還要對(duì)剪力墻進(jìn)行拉直。從一定意義上而言，剪力墻不應(yīng)太過(guò)復(fù)雜，應(yīng)采取簡(jiǎn)單的規(guī)范設(shè)計(jì)原則進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。剪力墻剛度大小對(duì)于剪力墻的整體發(fā)揮及質(zhì)量都有著極其重要的影響，所以施工中，一定確保其剛度符合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求。

2.3 剪力墻中大墻肢處理

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從一定意義上而言，具有其自身結(jié)構(gòu)的延伸性優(yōu)勢(shì)，對(duì)此施工過(guò)程中必須充分發(fā)揮其效用。這對(duì)于整體結(jié)構(gòu)而言有著至關(guān)重要的影響，在一般情況下，在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，極易將其設(shè)計(jì)為高狀結(jié)構(gòu)的剪力墻，這種墻體結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對(duì)整個(gè)墻體的質(zhì)量都有影響，所以設(shè)計(jì)中，要依據(jù)實(shí)際施工需要進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，避免其此情況的出現(xiàn)。當(dāng)墻段長(zhǎng)度較小時(shí)在受彎處就會(huì)極易出現(xiàn)裂縫的情況，從剪力墻作用而言，它質(zhì)量的好壞將對(duì)整個(gè)墻體配筋的支撐力起到至關(guān)重要的影響。所以，為了有效避免這種情況的出現(xiàn)，就要對(duì)其進(jìn)行施工留洞，待施工完成后可以對(duì)其進(jìn)行填筑，從而有效的將長(zhǎng)墻變成短墻。或是在設(shè)計(jì)過(guò)程中就可以依據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)然后預(yù)留洞，通過(guò)計(jì)算的方式也能增強(qiáng)短墻肢的承受力。

2.4 剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體配筋控制

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全及工程的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于剪力墻而言，其設(shè)計(jì)不僅僅涉及到整個(gè)墻體的建筑質(zhì)量，更與墻體內(nèi)部的鋼筋設(shè)置有著密切關(guān)系。通常情況下，在設(shè)計(jì)時(shí)必須將豎向鋼筋放置在剪力墻內(nèi)，但同時(shí)需要注意鋼筋的配筋率必須滿足設(shè)計(jì)及質(zhì)量要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

從某種意義上而言，剪力墻設(shè)計(jì)更加符合現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展要求，并在一定程度上能夠滿足人們對(duì)于建筑的使用，更為重要的是剪力墻設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)提高了建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)于建筑行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。但就現(xiàn)階段而言，我國(guó)剪力墻設(shè)計(jì)的應(yīng)用還存在著諸多問(wèn)題需要結(jié)合實(shí)際加以解決，從而不斷進(jìn)行探索，為建筑工程的可持續(xù)發(fā)展提高更多的質(zhì)量保障及基礎(chǔ)完善措施。

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