剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐

張建瀛

摘要：國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)進(jìn)步快，要求更高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)。一些新元素體出現(xiàn)在現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得很必要。因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能比較突出，如：良好的側(cè)向剛度與抗震等，極大穩(wěn)定了建筑結(jié)構(gòu)，保障了其安全性能，有助于施工的進(jìn)行。所以，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，維持了建筑工程施工質(zhì)量。主要分析了在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用，以推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展，同時(shí)也為相關(guān)研究提供一定的幫助。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TU398.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3024（2017）05-72-02

前言

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分，普遍應(yīng)用在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)中。剪力墻結(jié)構(gòu)關(guān)乎建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，方便了建筑工程整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推動(dòng)了施工的進(jìn)行，確保了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)良好的效果與質(zhì)量。此外，人們追求越來(lái)越高，要求更高的居住條件?；诖耍ㄖ袠I(yè)產(chǎn)生了較大變化，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)備受建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視.借助自身出色的精度與防震性，普遍應(yīng)用在建筑行業(yè)中。筆者結(jié)合對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)做出下述分析。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念與分類(lèi)

（1）剪力墻具有較大的高、寬，而厚度較小，很大程度上影響了剪力墻的幾何特征，決定了其受力形態(tài)。和板有著相似的幾何結(jié)構(gòu)，而受力形態(tài)具有較大相似之處，在比值上，和柱子還是有所不同。墻在剪力墻的結(jié)構(gòu)中為一個(gè)平面結(jié)構(gòu)，其承受水平與豎直兩個(gè)方向的力。風(fēng)載與地震條件下，剪力墻不但要滿(mǎn)足剛度、強(qiáng)度的要求.還要保證不會(huì)出現(xiàn)斷裂不倒的要求。為此，設(shè)計(jì)剪力，變成延性彎曲型：剪力墻結(jié)構(gòu)包括下述幾類(lèi)，以剪力墻是否開(kāi)洞及其開(kāi)洞大小為依據(jù)，進(jìn)行劃分。

（2）截面剪力墻或?qū)嶓w墻不開(kāi)洞，是一種曲型剪力墻變形，在整體墻肢高度上，彎矩圖無(wú)彎點(diǎn)，同時(shí)，也無(wú)突變產(chǎn)生。

（3）雙肢或多肢剪力墻。通常該剪力墻具有較大的開(kāi)口。相比整體小開(kāi)口剪力墻，其開(kāi)口有所不同，而兩者的受力特點(diǎn)有著相似之處。

（4）整體小開(kāi)口剪力墻。盡管該剪力墻具有較小的開(kāi)口，而其開(kāi)洞面積在15%以上。整體剪力墻變形往往是彎曲型，而整體墻肢高度是沒(méi)有反彎點(diǎn)的，彎矩圖的重要位置產(chǎn)生了突變：

（5）壁式框架剪力墻。壁式框架剪力墻，剪力墻墻體上具有相對(duì)較大的開(kāi)洞尺寸，此外，相比墻體連梁線(xiàn)上剛度，剪力墻墻肢線(xiàn)上各剛度并沒(méi)有太大的差別。該剪力墻的突變將出現(xiàn)在樓層處的彎矩圖點(diǎn)，于建筑當(dāng)中出現(xiàn)較多異常情況。其應(yīng)用在許多高層建筑樓層中，均會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)，樓層處的彎矩圖也會(huì)發(fā)生突變。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)厚度與長(zhǎng)度的選擇

（1）剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度。設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，以國(guó)家有關(guān)規(guī)定為依據(jù)，結(jié)合震級(jí)，充分選取剪力墻的厚度，由于抗震等級(jí)不同，分為一級(jí)建筑與二級(jí)建筑.它的剪力墻結(jié)構(gòu)厚度≥20mm，相比建筑工程整體高度，≥其高度的1/16，其它墻體的厚度≥小于160mm。此外，設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)厚度時(shí)，如果有特殊情況出現(xiàn)，要求設(shè)計(jì)人員采取有效對(duì)策，如，在設(shè)計(jì)概念方式過(guò)程中，可充分控制墻肢軸壓的狀況，使建筑工程結(jié)構(gòu)具備了較高的強(qiáng)度。

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)墻肢的長(zhǎng)度。通常剪力墻墻肢截面高度≤8m。設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，一定要保證剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，避免產(chǎn)生脆性剪切損壞的情況，針對(duì)細(xì)高剪力墻的高寬比>2的情況，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，變成彎曲破壞的延性剪力墻。而一些墻體具有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，為保證墻體高寬比值>2，需要將開(kāi)設(shè)洞口方法應(yīng)用其中.變成連肢墻，因?yàn)檫@種墻均勻且長(zhǎng)度較小，對(duì)它的洞口，使用的弱連梁應(yīng)具有較小的約束彎矩比。

3剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算堅(jiān)持的原則

（1）調(diào)整樓層層間最大位移與層高之比的原則。普通建筑的設(shè)計(jì)往往集中于樓層間扭轉(zhuǎn)變形與剪切變形。常常通過(guò)豎向構(gòu)件數(shù)量多少來(lái)判定剪切變形的控制，當(dāng)豎向構(gòu)件數(shù)量較多，導(dǎo)致剪重比較大，使得設(shè)計(jì)缺少合理性，出現(xiàn)較大的扭轉(zhuǎn)變形，也不符合樓層間位移的需要。為此，盡量讓扭轉(zhuǎn)變形少出現(xiàn)在建筑物種，不可僅僅依賴(lài)增加豎向構(gòu)件的剛度對(duì)樓層間的位移實(shí)施調(diào)整。

（2）調(diào)整樓層間最小剪力系數(shù)的原則。為讓結(jié)構(gòu)自重變輕，防止地震的出現(xiàn)，建筑時(shí)，盡量少布置剪力墻。能夠使用大開(kāi)間剪力墻，確保其結(jié)構(gòu)較好的側(cè)向剛度，相比規(guī)范限值，要確保樓層最小剪力系數(shù)較大，如此，可節(jié)省工程造價(jià)。

（3）調(diào)整剪力墻連梁超限的原則。當(dāng)跨高比處在5-6，連梁剛度未出現(xiàn)折減時(shí)，將彎矩大于規(guī)范限值的情況。當(dāng)連梁跨高比>5，設(shè)計(jì)時(shí)，最好依照框架梁。對(duì)剪力墻，當(dāng)連梁跨高比<2.5，易于出現(xiàn)彎矩大于規(guī)定限度的情況，為此，通常剪力墻連梁的跨高比>2.5。為此，設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，有效利用這一原則，節(jié)省工程造價(jià)，減少工程投資的消耗。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

（1）剪力墻合理定位。布置剪力墻平面時(shí)，講究均勻與對(duì)稱(chēng)，確保墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心重合質(zhì)量中心，少出現(xiàn)扭矩。需要拉通與對(duì)直內(nèi)外剪力墻。剪力墻肢截面以簡(jiǎn)單與規(guī)則為原則。

（2）墻肢截面厚度。針對(duì)剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的厚度，建筑行業(yè)做出了相關(guān)規(guī)范.給出其厚度的最小數(shù)值，短肢剪力墻底部的加強(qiáng)部位≥0.2m，其余部位≥0.18m，繼而維持了剪力墻的穩(wěn)定與剛度，綜合提升了建筑質(zhì)量，減少了安全問(wèn)題的產(chǎn)生。

（3）平面布置。在布設(shè)剪力墻平面過(guò)程中盡量堅(jiān)持均勻原則，讓墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心保持重合，少出現(xiàn)扭矩，多拉通與對(duì)直內(nèi)外剪力墻，防止出現(xiàn)不均衡作用力。同時(shí)，剪力墻的方向通常順著主軸.布置雙向或多項(xiàng)：在設(shè)計(jì)抗震功能過(guò)程中，少產(chǎn)生單向墻的設(shè)計(jì)模式，全面凸顯剪力墻的功能：為提升建筑質(zhì)量，確保安全，節(jié)省施工成本，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)過(guò)程中，其抗側(cè)力剛度要適中，不要過(guò)大，否則會(huì)引起致震力變大，同時(shí)，墻體重力也變大。當(dāng)要計(jì)算剪力墻側(cè)向剛度大小，可使用T=（0.05-0.06）n（n表示建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)）這一經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算，參照建模標(biāo)準(zhǔn)，比對(duì)計(jì)算結(jié)果，可明確其剛度的大小。

（4）剪力墻連梁鋼筋配置。在高層建筑中，連梁在高層建筑中是很重要，承受較大的力，其的應(yīng)用，可讓結(jié)構(gòu)獲得較高的剛度與延性，形成了良好的結(jié)構(gòu)抗震性。所以，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)過(guò)程中，要相應(yīng)計(jì)算其連梁的承壓.需要連梁彎曲破壞比剪切破壞較優(yōu)，進(jìn)而維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在配筋過(guò)程中，一定要嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)，不能主觀判定連梁縱筋的增加，防止出現(xiàn)安全問(wèn)題。

（5）邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)。剪力墻的邊緣構(gòu)件包括兩種，一種是有約束邊緣的構(gòu)件，另一種為無(wú)約束邊緣的構(gòu)件，對(duì)兩種構(gòu)建進(jìn)行比較，矩形截面的極限承載力存在40%的差距，同時(shí)也會(huì)改變樓層間的位移角度，同時(shí)也削弱了抗震能力，減少了20%，剪力墻墻板的穩(wěn)定性開(kāi)始變低，選擇邊緣構(gòu)件類(lèi)型時(shí)，很大程度上受剪力墻的軸壓比等級(jí)影響。

（6）剪力墻墻身鋼筋分析。通常在水平與豎直方向上剪力墻的配筋率≥0.2%，在制定該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，依照了四級(jí)抗震指標(biāo)，抗震等級(jí)為前三級(jí)時(shí)，要相應(yīng)增加剪力墻的配筋率，保證其不≥0.25%，維持剪力墻穩(wěn)定，體現(xiàn)抗震性。

5結(jié)語(yǔ)

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用涉及的層面較廣，文中僅選取了以上幾個(gè)層面?？傊?，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)非常重要，很大程度上維持了建筑物整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。所以，建筑企業(yè)需要切實(shí)關(guān)注剪力墻結(jié)構(gòu)問(wèn)題，逐步完善剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，形成高水平的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員搞好施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，結(jié)合實(shí)際情況，制定有效的施工設(shè)計(jì)方案，強(qiáng)化監(jiān)管剪力墻施工質(zhì)量，構(gòu)建健全的施工管理體系，讓施工人員樹(shù)立安全意識(shí)，嚴(yán)格遵照操作流程開(kāi)展作業(yè)，從整體上提升建筑質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展。