論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用觀察

文/廖志文、冷俊 景德鎮(zhèn)市建筑設計院 江西景德鎮(zhèn) 333000

論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用觀察

文/廖志文、冷俊 景德鎮(zhèn)市建筑設計院 江西景德鎮(zhèn) 333000

隨著社會的發(fā)張與時代的進步，人們對于高層建筑的要求越來越高，由于剪力墻結構具有的良好優(yōu)點，因此在我國的建筑結構設計中得到了較為廣泛的應用。本文結合了其結構設計中的原則與要點，簡單分析了剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，同時針對相關的應用提出相應的優(yōu)化方式，在提高其可靠性與安全性的同時降低工程造價。

剪力墻；結構設計；應用

1、剪力墻結構設計需要遵循的基本原則

在建筑中，為了平衡結構水平力，剪力墻結構中傳統(tǒng)框架中的梁柱通常被鋼筋混凝土所代替，并由鋼筋混凝土來承載內力，這種由鋼筋混凝土板來承受豎向與水平力的結構剪力墻，即為剪力墻結構。

1.1 對墻體進行實際受力分析

建筑結構中，墻體通常是一種平面構件，因此墻體的實際受力往往除了水平方向的剪力以及彎矩之外，還包括了豎向壓力。因此在建筑設計過程中，對剪力墻的結構設計通常要考慮墻體的實際受力情況，對其自身的受力進行合理充分的分析，以保證墻體在建筑未來使用中的使用壽命以及使用效果。

1.2 平面內搭接

剪力墻在同一平面內的剛度以及承載力通常較大，在平面外的剛度和承載力則相對較小。因此，這樣的特點決定了其如果平面外的梁體與剪力墻連接，則會產(chǎn)生較大的墻肢平面外彎矩。然而，在實際施工過程中，人們往往不會對墻的平面外剛度和承載力進行受力分析的驗算，因此會導致墻體的實際受力情況計算不足，安全隱患就此產(chǎn)生。因此，為了保障剪力墻平面外的安全，在對剪力墻進行結構設計過程中，結構設計師通常會盡可能的避免平面外連接，同時按照工程施工的相關標準采取相應的加固措施。

1.3 剪力墻連梁超限的調整原則

通常針對剪力墻的連梁來說的，為了不出現(xiàn)剪力與彎矩出現(xiàn)超出規(guī)定界限的情況，因此《高規(guī)》中規(guī)定剪力墻的連梁跨高比必須不小于 2.5，而對于跨高比不小于 5 的連梁結構，則禁止進行剛度折減，必須嚴格按照框架梁的標準規(guī)范進行結構設計。而當連梁的跨高比在 5-6 之間時，為了避免彎矩或剪力超限，則需要進行適當?shù)剡B梁剛度折減。在實際建筑工程設計中，如果能對剪力墻連梁的超限進行合理有效的調整，則對整個工程造價有著巨大的影響，有效控制作業(yè)成本，節(jié)約工程投資。

2、剪力墻長度及厚度的確定

2.1 剪力墻墻肢長度的確定

墻肢長度是指整個剪力墻的截面高度，為了保證剪力墻結構的穩(wěn)定性以及外觀的協(xié)調性，因此，此參數(shù)的確定對整個剪力墻結構設計有著巨大的影響。剪力墻的結構通常具有延展性，為了承受建筑樓層中的大部分剪力，剪力墻墻肢長度往往被控制在八米以內，以保證其承受能力。另外，由于其延展性好的特點，為了避免墻體受到脆性的剪力破壞，因此對于寬度和高度比例相差較大（通常為大于2）的部分，往往被設計成彎曲破壞的延伸剪力墻，以減輕傷害。

2.2 剪力墻厚度的確定

剪力墻的厚度參數(shù)的確定與長度參數(shù)的確定同樣重要。在建筑過程中，《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》對建筑結構的剪力墻截面尺寸有著相應的具體規(guī)定，同時，根據(jù)我國的抗震相關規(guī)定，剪力墻結構的厚度的確定應結合工程實際，根據(jù)建筑樓層高度來確定，同時進行一定程度的加厚。在遇到特殊類型的建筑時，可以采取概念性的設計原則，合理控制剪力墻墻肢軸壓的比值，適當改變墻體的厚度，確保建筑穩(wěn)定性，以達到建筑功能完善與美觀的目的。

3、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

3.1 剪力墻合理定位

通常來說，剪力墻最好能夠進行雙向布置，尤其是針對抗震設計的剪力墻結構更應該避免出現(xiàn)單向墻體的結構布置形式。因此，為了減少扭矩，剪力墻的平面布置應盡可能做到均勻和對稱，使得墻面結構的剛度中心與質量中心盡可能完全重合。內外剪力墻則需要盡可能的拉通、對直。剪力墻肢截面則應做到簡單、規(guī)則。

3.2 平面布置

為了減少扭矩，剪力墻的平面布置應盡可能做到均勻和對稱，使得墻面結構的剛度中心與質量中心盡可能完全重合。為了減少不均衡作用力，內外剪力墻則要盡可能的拉通和對直。為了充分發(fā)揮剪力墻的功能，通常來說，剪力墻最好能夠進行雙向布置，尤其是針對抗震設計的剪力墻結構更應該避免出現(xiàn)單向墻體的結構布置形式。為了保障建筑質量和安全，在實際結構設計中，剪力墻的抗側力的剛度往往不應過大。為了使得剪力墻的抗側力剛度與承載能力得到充分的發(fā)揮，可以通過經(jīng)驗公式 T=（0.05—0.06）n 來對其結構側向剛度與剪力墻數(shù)量的適應情況進行判斷（n代表建筑結構的層數(shù)）。將計算結果與建模時的標準進行比對，如果數(shù)值相對較大，則可適當減少剪力墻數(shù)量，如若數(shù)值較小，則需要增加。

3.3 墻肢截面厚度

為了保證剪力墻的穩(wěn)定性以及結構剛度，確保建筑的整體質量和安全得到保障，建筑行業(yè)對其剪力墻的厚度提出了相關規(guī)范，《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》中規(guī)定了剪力墻厚度的最小值，在規(guī)程中還針對短肢剪力墻，還提出其底部的加強部位不得小于層高、剪力墻無支長度的十六分之一，同時不小于0.2m，其他部位不得小于百分之五，同時不小于 0.18m。

3.4 對剪力墻墻身鋼筋進行分析

按照四級抗震指標規(guī)定，通常情況下，剪力墻在水平以及豎直方向上的配筋率應大于千分之二，對于前三級抗震，為了保證剪力墻的抗震性能和穩(wěn)定性，則需要適當?shù)脑黾蛹袅Φ呐浣盥省?/p>

3.5 剪力墻的邊緣構件設計

剪力墻的邊緣構件主要由端柱、暗柱等組成，在設計剪力墻結構時，邊緣構件設計往往能夠提升其延伸性與其體抗剪的能力。因此，結合實際情況對邊緣構件進行設計十分重要。

結語：

本文從建筑剪力墻結構設計的幾個關鍵點進行分析，結合剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用，針對其設計形式進行相應的優(yōu)化設計，從而在保證其可靠性與安全性的同時降低了工程造價。

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