淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

黃思遠(yuǎn)

蘇州六度設(shè)計(jì)研究院有限公司

摘要：在現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目中，剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了主流的設(shè)計(jì)選擇。通過(guò)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用，可以有效地提高建筑自身的抗震能力、整體性、耐久性和安全性。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果直接影響了整個(gè)建筑工程的設(shè)計(jì)水平和整體質(zhì)量，更加合理地對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行運(yùn)用，是更好地促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。

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

1引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)施工的重要基礎(chǔ)前提，其設(shè)計(jì)質(zhì)量和科學(xué)性同時(shí)也是建筑工程本身抗震能力、整體性、耐久性和安全性的重要前提。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居住者對(duì)于建筑本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的要求也在不斷增高。而作為良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于高層和多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中。剪力墻結(jié)構(gòu)同時(shí)也被稱(chēng)為抗震墻、抗風(fēng)墻以及結(jié)構(gòu)墻，整體結(jié)構(gòu)和形式在不同建筑工程項(xiàng)目中有著一定的不同和差異性。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合自身的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行不斷的優(yōu)化和調(diào)整。

2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)原則

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)于相關(guān)設(shè)計(jì)理念和原則進(jìn)行明確，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。設(shè)計(jì)人員要對(duì)于墻高和墻寬進(jìn)行仔細(xì)斟酌，反復(fù)試算，做到最優(yōu)設(shè)計(jì)，避免設(shè)計(jì)過(guò)程中墻面過(guò)大，墻厚過(guò)小，從而對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力情況造成不良的影響。與此同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要對(duì)于剪力墻和柱之間的作用進(jìn)行區(qū)分開(kāi)來(lái)，對(duì)厚度和肢長(zhǎng)的比值進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，如果比值超過(guò)3采取剪力墻的方式，如果比值不超過(guò)3應(yīng)按柱設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也要對(duì)于整個(gè)建筑所承受的水平和豎向的壓力情況進(jìn)行綜合的分析和考量。剪力墻本身在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中承受著由于剪力與彎矩所產(chǎn)生的綜合作用力，剪力墻要想滿(mǎn)足作用力的承受要求，則必須要具有足夠的延性。剪力墻在使用時(shí)，要滿(mǎn)足各種作用力應(yīng)該具有較強(qiáng)的承載能力。在與外梁進(jìn)行連接的過(guò)程中，平面外墻肢會(huì)產(chǎn)生一定的彎矩，針對(duì)于這一情況，剪力墻在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中要做好應(yīng)對(duì)和防范，確保平面外安全。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要做好相應(yīng)的計(jì)算，通過(guò)對(duì)整體模型進(jìn)行分析，從而對(duì)荷載能力進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。在整體剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要對(duì)于剪力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確保樓層之間設(shè)計(jì)的科學(xué)性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要對(duì)于整個(gè)建筑的抗震能力進(jìn)行有效地保證。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)本身的抗側(cè)剛度較低，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要采取長(zhǎng)墻的的設(shè)計(jì)方式，或者通過(guò)樓梯和電梯形成剛度內(nèi)筒，從而有效地提高整個(gè)建筑物的抗震能力，避免設(shè)防烈度下產(chǎn)生過(guò)大的變形問(wèn)題。在剪力墻結(jié)構(gòu)數(shù)量的設(shè)計(jì)上，也要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并不是說(shuō)剪力墻越多布置，結(jié)構(gòu)越堅(jiān)固。比如可以在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)募尤爰袅τ靡缘挚瓜鄳?yīng)的地震力，提高結(jié)構(gòu)的安全性。剪力墻的數(shù)量如果過(guò)多地進(jìn)行設(shè)置，那么整個(gè)剪力墻的作用就難以得到全面的發(fā)揮，整體工程成本大大增加。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格遵循建筑本身的各項(xiàng)情況和需求，合理控制剪力墻的剪力系數(shù)與數(shù)量，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中所應(yīng)該重視的幾個(gè)問(wèn)題

第一，對(duì)剪力墻外形和尺寸進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行前期設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)于剪力墻外形和尺寸進(jìn)行科學(xué)的把握，對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行科學(xué)地優(yōu)化。相對(duì)于其他的墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式來(lái)說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身具有一定的特殊性，其結(jié)構(gòu)整體水平和豎直方向的荷載與剛度的分布是不均勻的，整個(gè)墻肢截面的高度必須要超過(guò)墻體厚度的8倍之上，其才能確保對(duì)荷載傳遞的需求。與此同時(shí)，現(xiàn)階段L形和T形是較為常見(jiàn)的剪力墻外形的設(shè)計(jì)選擇，其可以更好地提高整個(gè)墻體的穩(wěn)定性，降低整個(gè)墻體的重量和體積，提高整個(gè)剪力墻的側(cè)向剛度，并最大限度地優(yōu)化施工成本，提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。但是進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)活動(dòng)的過(guò)程中，要確保剪力墻方向符合標(biāo)準(zhǔn)，避免產(chǎn)生配筋的問(wèn)題。

第二，科學(xué)地對(duì)于大墻肢進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了更好地提高整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)的延展性，對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要對(duì)于大墻肢進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，整個(gè)柱體高度較高，并且柱體較細(xì)。為了更好地降低剪力墻剪切破壞的程度，可以對(duì)剪力墻進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹澢O(shè)計(jì)。針對(duì)于超過(guò)8米的剪力墻結(jié)構(gòu)，為了避免大墻肢在地震中受到過(guò)高的剪力所造成損傷，在保證剪力墻高度的情況下，采取分段設(shè)計(jì)的方式，通過(guò)運(yùn)用開(kāi)洞口的技術(shù)，對(duì)墻體進(jìn)行分段，從而減少?gòu)澢辛芽p問(wèn)題的發(fā)生，更好地提高剪力墻的整體支撐能力。

第三，優(yōu)化剪力墻邊緣構(gòu)件。一般來(lái)說(shuō)，約束邊緣構(gòu)造和約束構(gòu)造邊緣構(gòu)件是現(xiàn)階段較為常見(jiàn)的剪力墻便于構(gòu)件的設(shè)計(jì)方式，這兩種方式具有一定的區(qū)別，但是都以提高剪力墻邊緣構(gòu)件合理性為目標(biāo)。在實(shí)際施工的過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，對(duì)剪力墻墻肢長(zhǎng)度和箍筋配箍的特征值進(jìn)行明確，但要注意縱向鋼筋范圍必須大于規(guī)定要求的陰影而積。約束邊緣構(gòu)件主要是針對(duì)暗柱、端柱、翼墻等，通常由于剪力墻剛度較小易導(dǎo)致層間位移，故為避免這一現(xiàn)象，則需要通過(guò)搭建相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束。同時(shí)，根據(jù)施工特點(diǎn)，還可適當(dāng)增加暗柱和端柱的截而尺寸和配筋，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化剪力墻邊緣構(gòu)件的目標(biāo)。

第四，剪力墻連梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)。剪力墻連梁作為連接墻肢之間的重要結(jié)構(gòu)，其如果受壓產(chǎn)生超筋和變形，對(duì)于整個(gè)建筑工程的整體質(zhì)量控制效果會(huì)產(chǎn)生很大的影響。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)于剪力墻連梁的高度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，結(jié)合工程的實(shí)際情況，科學(xué)地設(shè)計(jì)整體高度，避免由于尺寸問(wèn)題所造成的連接梁變形。針對(duì)于剪力墻的結(jié)構(gòu)塑性標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來(lái)優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)荷載進(jìn)行科學(xué)的分析，在可控制的范圍內(nèi)結(jié)合不同的受力情況進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，從而選擇更加科學(xué)的實(shí)施對(duì)策。針對(duì)于超筋與位移的問(wèn)題，相關(guān)施工部門(mén)要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，做好處理，并嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行執(zhí)行。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)技術(shù)水平的不斷提高，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用的重要性被不斷的凸顯。采取科學(xué)的設(shè)計(jì)原則開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)活動(dòng)，要結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力、整體性、耐久性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，從而更好地提高整個(gè)建筑的質(zhì)量水平，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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