建筑剪力墻結構的設計剖析

文/程路海 中煤邯鄲設計工程有限責任公司 河北邯鄲 056031

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建筑剪力墻結構的設計剖析

文/程路海 中煤邯鄲設計工程有限責任公司 河北邯鄲 056031

【摘要】伴隨著國民經(jīng)濟水平的不斷攀升，建筑工程項目贏得了空前的發(fā)展機遇。同時加之人們生活水平的提升，使得建筑工程的質量以及功能要求也相應提高。剪力墻結構因其較好的抗震性能，較強的抗側剛度，成為了目前建筑工程項目施工中的不二選擇。因此文章著重探討建筑剪力墻結構的設計。

【關鍵詞】建筑工程；剪力墻；結構設計

現(xiàn)階段，建筑工程項目在日益加快的城市化進程的推動下，得到了巨大的發(fā)展。目前，在建筑工程項目中，剪力墻結構因其獨有的特性日益受到人們的關注和青睞，因此探討建筑工程項目中剪力墻結構的設計尤其必要。

一、剪力墻結構的概念

建筑工程項目中用來承載地震作用、風荷載作用等引發(fā)的水平荷載墻體稱之為剪力墻。由剪力墻的定義可以得知，剪力墻也叫做抗震墻或者是抗風墻。在建筑工程項目中之所以選用剪力墻，主要在于防止建筑物承載剪切作用而引發(fā)破壞現(xiàn)象。而剪力墻結構則指的是利用鋼筋混凝土墻板來承擔來自于水平方向以及垂直方向上的荷載力的結構形式。在進行剪力墻結構設計的時候，施工單位通常會利用鋼筋混凝土墻板來替代建筑去框架結構的梁柱，以便于更好的控制建筑結構所產(chǎn)生的荷載力。剪力墻結構具備較好的剛度性能、抗震和抗風性能，因此在整個建筑工程項目得到了極為廣泛的使用。

二、剪力墻結構的設計原則

由于剪力墻具備著外平面承載力小于內(nèi)平面承載力，外平面剛度小于內(nèi)平面剛度，因此當剪力墻和外平面方向的梁進行連接的時候，極為容易產(chǎn)生墻肢平面外彎矩。所以在對剪力墻結構進行設計的時候，需要遵循以下原則：第一，需最大限度防止剪力墻的外平面搭接。第二，在設計剪力墻結構的時候，需要依據(jù)主軸方向多進行布置，通過將不同方向的剪力墻連接在一起來避免拉通對直現(xiàn)象的發(fā)生。第三，在對剪力墻結構進行抗震設計的時候，應確保兩個方向的側向剛度一致，且盡量簡單布置剪力墻結構，避免出現(xiàn)單向有墻的現(xiàn)象，同時均勻分布各個方向上的剪力墻，以便于充分發(fā)揮出剪力墻結構的整體良好性能。第四，卻嚴格把控剪力墻的總體數(shù)量，需要依據(jù)工程項目的具體特點科學、合理的確定其數(shù)量。因為過多的剪力墻會增加抗側力的剛度，進而引發(fā)地震力以及重量的增加，而若是布置了較少的剪力墻，則會促使結構的抗側力減小。

三、剪力墻長度及厚度的選取

對于房屋建筑結構設計而言，合理確定剪力墻的厚度以及長度是其核心環(huán)節(jié)。因為剪力墻結構具備較大的寬度和長度，所以通常依據(jù)雙向受力結構和柱形受力結構來設計其特性。以下就這兩方面著重分析：

（一）剪力墻厚度的確定

依據(jù)我國的抗震規(guī)范，在進行剪力墻結構設計的時候，需要適當增加墻體的厚度，而對于厚度的具體確定需要依據(jù)建筑物的樓層高度進行合理確定。同時如果建筑物形式較為特殊，則可以采取概念性的設計方式，以便于有效控制剪力墻墻肢軸壓的比值，以便于提升整個建筑物的穩(wěn)定性，適當降低墻體的厚度，實現(xiàn)最佳的設計功效。

（二）剪力墻墻肢長度的確定

墻肢的長度也就是剪力墻的截面高度，其對于確保剪力墻結構的穩(wěn)定性和外觀協(xié)調性作用極大。通常而言，需要龍珠剪力墻墻肢的長度在8米之內(nèi)。同時由于為進一步保障墻體構造的延伸性，有效防范外力損壞墻體，還可以利用彎曲設計的方式來對寬度和高度比例相差較大的部分進行設計，以便于對剪力墻結構進行適當?shù)难由?，避免由于彎曲對墻體造成的破壞。

四、剪力墻結構設計的應用分析

（一）平面布置

在布置剪力墻平面的時候，需要依據(jù)均勻和對稱的原則，并確保墻面結構的質量中心和剛度中心完全重合，以便于減低扭矩的產(chǎn)生，而對于內(nèi)外剪力墻，則需要拉通對直，以降低不均衡的作用力的發(fā)生。同時還應該盡量沿著主軸的方向，采取雙向或者是多向的方式進行剪力墻的布置。對于抗震功能設計時，嚴禁出現(xiàn)單向墻的設計方式，以充分發(fā)揮剪力墻的重要功效。此外，為保障建筑工程的質量以及安全性能，降低施工成本，不宜設置過大的抗側力剛度。因為如果剪力墻的抗側力剛度太大，則會導致地震力過大，進而引起墻體自身重力的增加。通常我們可以就經(jīng)驗公式T=（0.05-0.06）n來進行剪力墻側向剛度大小的計算，其中公式中的n表示的是建筑結構的具體層數(shù)。通過對比計算結果以及建模標準，便可以準確判斷其剛度是否合理。

（二）墻肢截面厚度

建筑工程相關規(guī)范對于剪力墻結構的厚度進行了規(guī)定，所以在設計的時候只需要依照規(guī)范進行確定即可。而對于短肢剪力墻，還規(guī)定其底部的加強部位不能低于0.2m，而其他部位則不能低于0.18m，以便于確保剪力墻的穩(wěn)定性能以及結構剛度，進而全面保障建筑物的整體質量及安全。

（三）剪力墻連梁鋼筋配置

連梁是高層建筑中一個十分重要的承重構件，其能夠顯著增加結構自身的剛度以及延性，進而增加結構的抗震性能。所以設計剪力墻結構時，還應該做好連梁的承壓計算工作，以保障連梁的彎曲破壞優(yōu)先于剪切破壞，進而保障整個結構的穩(wěn)定性。對于配角的確定需要嚴格遵循設計標準，萬不可拼接主觀感受隨意增加連梁的縱筋。

（四）對剪力墻墻身鋼筋進行分析

通常而言，在四級抗震標準下，剪力墻水平以及豎直方向上的配角率需要大于等于0.2%，若基于前三級抗震標準，則應該提升剪力墻的配筋率，確保其不低于0.25%，進而確保剪力墻結構的抗震性以及穩(wěn)定性。

（五）邊緣構件設計

端柱以及暗柱等屬于剪力墻結構的邊緣構件，合理對其進行設計能夠確保增加價格的延伸性，并避免出現(xiàn)水平位移現(xiàn)象，提升結構的抗剪性能。因此在具體設計中，需要結合實際狀況，合理進行邊緣構件的設計。

總之，剪力墻結構在建筑工程中的應用已經(jīng)不再陌生，其良好的性能已經(jīng)得到了人們的普遍認同。文章分析剪力墻結構設計的要點，對于確保剪力墻結構的穩(wěn)定性、抗震性等都有著十分重要的作用，期望能夠提供借鑒和參考。

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