探究剪力墻結構在建筑結構設計中的應用

【摘要】近年來，隨著社會經濟的持續(xù)健康發(fā)展，越來越多剪力墻結構應用于建筑結構設計之中。尤其是在一些高層建筑之中，剪力墻結構以其高抗側剛度、較強的抗震性能受到眾多建筑企業(yè)的青睞。

【關鍵詞】建筑結構；剪力墻結構；結構設計

1、剪力墻設計原則分析

（1）對墻體的受力情況進行深入分析。墻體屬于平面構件，其承受的壓力，不僅有水平方向的剪力與彎矩力，還有豎向壓力。因此，在剪力墻結構設計時，要依據建筑物自身受力狀況予以充分考慮，以保證墻體質量；（2）避免平面外的搭接。一般來說，剪力墻在同一平面中的剛度、承載力較大，而在平面之外的剛度、承載力則較小。若是平面外梁體跟剪力墻結構連接，就會導致墻肢平面外的彎矩力產生。在此時，如果沒有對墻體的受力狀況進行計算，就會導致結構穩(wěn)定性受到威脅，并留下安全隱患。所以，在設計過程中，要避免發(fā)生平面外連接。若確實需要該種結構，也要嚴格按照施工標準，進行加固處理，以保證剪力墻平面外結構安全；（3）注意超限的調整。超限調整主要針對于剪力墻結構的連梁，其連梁跨高比應超過2.5，以防出現剪力超標或彎矩現象； 而針對于跨高比大于等于5的結構，應嚴格依據框架梁標準予以設計，不可任意對剛度予以折減； 對于跨高比在5-6內的連梁，要適度對其剛度予以折減，避免出現彎矩、剪力超限現象。這種超限調整，不僅能夠節(jié)約施工成本，而且能夠保證施工質量，讓施工企業(yè)獲得更好利潤。

2、設計所需注意事項分析

在剪力墻的結構設計中，首先要明確該結構的運用目的，以便為整體建筑結構提供可靠的支撐，以發(fā)揮其穩(wěn)固性特征。特別在抗震方面，更是要注意發(fā)揮剪力墻結構的作用，以增加其牢固程度。同時，在運用剪力墻結構時，還需要注意減少人為對于墻體造成的破壞，以延長建筑物使用年限，提高其整體穩(wěn)固性。由于剪力墻的高度和寬度較大，而厚度通常較小，因此其受力形態(tài)更像柱子結構。而與柱子結構最大差別在于厚度、肢長。因此，在設計過程中，還需要控制好剪力墻的高度比與寬度比。若是比值較小，可以依據柱體結構的相關要求進行設計，而若是比值較大，則需要對其受力狀況進行分析。同時，需要注意的是，墻體為平面構件，其平面作用不僅承擔著水平應力與彎矩力，而且承擔著豎向壓力，所以，在設計過程中，還需要對其彈性、非彈性、延展性進行分析。

3、建筑結構設計中剪力墻結構的應用

（1） 結構的合理定位。在運用剪力墻結構時，其平面布置要嚴格遵循均勻與對稱的原則，盡可能的使墻體結構剛度，與建筑物質量要求相符合，進而大大減少扭矩。針對內外剪力墻，要盡量對直并拉通，讓墻肢截面更加的簡約、規(guī)范； （2） 平面的合理布置。在進行剪力墻的平面布置過程中，要嚴格依據均勻、對稱原則進行，讓墻面結構質量，與剛度中心完全重合。此外，剪力墻還要盡可能沿著主軸走向，予以雙向或是多項布置。尤其在抗震設計中，更是要盡量避免出現單向墻結構，以確保剪力墻結構的抗震功能得到充分的發(fā)揮。而為了提升建筑物的施工質量、結構穩(wěn)定，節(jié)約施工成本，在進行剪力墻結構設計時，更是要注意對其抗側力剛度進行分析。避免剛度過大而造成震力增大，使得墻體自身重力增加。對于剪力墻的側向剛度數值，可以通過相關的經驗公式進行計算，以確保結構剛度合理性； （3） 墻肢的截面厚度控制。建筑行業(yè)在結構設計中，針對剪力墻厚度進行了相關的規(guī)定，要求其厚度最小值要符合規(guī)范。尤其是短肢剪力墻，其底部加強的部位，還要大于0.2m，而其他的部位則不可小于0.18m，進而確保剪力墻結構的穩(wěn)定性與結構剛度，確保整體建筑物質量。因此，在進行建筑結構設計時，要對墻肢截面厚度予以控制；

式中：V為剪力墻截面剪力設計值； 為混凝土強度影響系數； 、 分別為剪力墻截面厚度和有效高度。（4） 連梁鋼筋的科學配置。配置連梁鋼筋還需要考慮施工條件符合設計意圖，例如現在住宅型的剪力墻為了滿足建筑要求多以200mm為準，而這就對連梁的鋼筋排布做了很大限制，通常按公式計算d≤（b-30x2）/（2.5nd-1.5d）， 式中：d為鋼筋直徑，b為連梁寬度，n為鋼筋只數。一排三只鋼筋理論上是可行的，而實際上一排三只鋼筋擺放在施工中很容易形成并筋或者不利于混凝土振動棒的插入，最后導致連梁達不到設計要求，所以與剪力墻相接連梁在設計鋼筋的時候需要盡量考慮施工條件。（5） 墻身鋼筋的設計分析。通常來講，剪力墻的水平、豎直配筋率不可低于0.2%。因此，在建筑結構設計中，要嚴格按照這一四級抗震指標進行。而對于前三級抗震狀況，可以適度增加剪力墻配筋率，確保配筋率不低于0.25%，進而提高剪力墻結構的穩(wěn)固性、抗震性；

結語：

當前，在高層建筑物的不斷增多下，建筑結構的樣式、結構安全性、功能性被提出了更高的要求。在這種環(huán)境下，剪力墻結構的運用優(yōu)勢便得到了充分的彰顯。為了滿足人們對于建筑物的功能要求，提高建筑物的整體質量，就需要對剪力墻的設計原則、注意事項進行分析，并提高剪力墻結構的技術水平，為高層建筑物創(chuàng)新發(fā)展提供基礎保障。

參考文獻：

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