剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

馮地華

摘 要：近年來，建筑工程行業(yè)不斷發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)作為眾多建筑結(jié)構(gòu)的一種，應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化建筑質(zhì)量和效果，能夠促進(jìn)建筑行業(yè)進(jìn)步，同時(shí)，有利于節(jié)約建設(shè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文首先對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)做了基本介紹，然后分析了設(shè)計(jì)原則和方法，最后探究了這一設(shè)計(jì)形式的具體應(yīng)用。

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

現(xiàn)如今，我國社會(huì)正以較快速度發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平提高的同時(shí)，人們對(duì)建筑質(zhì)量和建筑形式也提出了較高標(biāo)準(zhǔn)，為了充分滿足人們的建筑需要，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用是極為必要的，它不僅能夠優(yōu)化建筑質(zhì)量，而且還會(huì)提高建筑效率。本文針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用展開分析是十分必要和重要的，具體分析如下。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)基本介紹

1.基本定義

所謂剪力墻結(jié)構(gòu)，指的是墻板代替墻體的建筑活動(dòng)，具體來講，墻板材質(zhì)為鋼筋混凝土，原有框架被有效取代的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)載荷有效性承擔(dān)，同時(shí)，還會(huì)不同程度的控制水平力。由于該結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效果顯著，在實(shí)際建筑中應(yīng)用這一結(jié)構(gòu)能夠降低建筑成本，基于此，建筑工程中這一結(jié)構(gòu)的應(yīng)用率較高，即使這一結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)再多，但也不能多次、全部使用，一旦應(yīng)用次數(shù)過多，那么建筑物的質(zhì)量得不到保障，并且建筑物的使用周期也會(huì)相對(duì)縮短。對(duì)其進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是，地震傾覆力矩應(yīng)堅(jiān)持結(jié)構(gòu)承受是剪力墻墻體的二倍，當(dāng)剪力墻墻體數(shù)量不多時(shí)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減輕傾覆力矩，并將其控制在16～41%范圍之內(nèi)。

2.具體分類

聯(lián)肢剪力墻：它主要是針對(duì)大開口、多墻體的剪力墻來說的，當(dāng)剪力墻出現(xiàn)多個(gè)截面，并且應(yīng)力分布無規(guī)律可循時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行墻肢連接，雙肢或者多肢剪力墻主要由連梁數(shù)量決定[1]。

實(shí)體墻：當(dāng)墻體洞口小于14%范圍或者墻體完整時(shí)，此時(shí)載荷承受能力較弱，但并不影響穩(wěn)定性，墻體在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)異常，墻體安全系數(shù)較高。

小開口整體剪力墻：墻體洞口面積大于全部面積的16%范圍時(shí)，此時(shí)正應(yīng)力會(huì)移至洞口兩旁，并且會(huì)出現(xiàn)反彎現(xiàn)象，但墻體不會(huì)出現(xiàn)異常。

壁式框架：墻體洞口面積過大，墻體完整性會(huì)相應(yīng)的受到破壞，此時(shí)剪力墻會(huì)漸漸向框架轉(zhuǎn)變，其中梁柱銜接位置不會(huì)發(fā)生形變，即壁式框架。

二、設(shè)計(jì)原則和方法

1.設(shè)計(jì)原則

原則一：在分析結(jié)構(gòu)整體的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)分析和準(zhǔn)確計(jì)算，內(nèi)力獲取后，對(duì)其進(jìn)行承載力檢驗(yàn)；原則二：受豎向壓力影響，針對(duì)剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分滿足剛度需要，并且還應(yīng)迎合塑性形變下多次作用下的延性，同時(shí)，保證相應(yīng)承載力，以此發(fā)揮平面構(gòu)件的應(yīng)用效果，增強(qiáng)彎矩承受力和剪力承受力。原則三：剪力墻尺寸較大，墻體厚度相對(duì)較小，其中，柱狀是主要受力形狀，當(dāng)肢長(zhǎng)和厚度間的比值為4左右時(shí)，此時(shí)形狀應(yīng)設(shè)計(jì)成異柱狀，在此期間應(yīng)用雙向受壓構(gòu)件，當(dāng)比值<4時(shí)，此時(shí)形狀應(yīng)設(shè)計(jì)成柱狀。原則四：當(dāng)剪力墻連接于梁時(shí)，此時(shí)外彎矩會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)，降低平面外風(fēng)險(xiǎn)，提高平面外安全性。

2.設(shè)計(jì)方法

基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到剪力墻整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，此時(shí)設(shè)計(jì)工作者應(yīng)全面分析設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案認(rèn)真、詳細(xì)探究，針對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，確保所選的設(shè)計(jì)方案能夠優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)。此外，在考慮基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)對(duì)建筑環(huán)境全面了解。

承重結(jié)構(gòu)：做好這一工作不僅能夠優(yōu)化建筑效果，而且還能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成建筑活動(dòng)，并且工作人員應(yīng)全面掌握建筑要求和相關(guān)注意事項(xiàng)，以此實(shí)現(xiàn)剪力墻承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性分析，以此增強(qiáng)承重能力。除此之外，還應(yīng)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，以此提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。

三、應(yīng)用分析

1.剪力墻位置合理確定

之所以要合理確定剪力墻位置，主要是因?yàn)榧袅ξ恢檬?zhǔn)會(huì)影響平面均衡效果，同時(shí)，還會(huì)降低剪力墻剛度，最終出現(xiàn)不同程度的彎矩現(xiàn)象，并且墻體垂直度也會(huì)發(fā)生變化。從中能夠看出，準(zhǔn)確定位剪力墻應(yīng)做好劃線、數(shù)值計(jì)算等基礎(chǔ)性工作，以此增加平面均勻性。

2.應(yīng)用短肢剪力墻

現(xiàn)如今，短肢剪力墻在建筑中的應(yīng)用范圍逐漸縮小，并且應(yīng)用率也在逐漸降低，比較于長(zhǎng)肢剪力墻具有較小肢厚比，應(yīng)用于住宅型建筑有利于優(yōu)化空間布局，彰顯結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中仍需對(duì)其進(jìn)行受力檢測(cè)和承載力檢驗(yàn)，并且受限于高層建筑，因此，厚度小于289mm，高度與厚度比在5～9之間的剪力墻應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)位置確定時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行筒體設(shè)置，以此增強(qiáng)剪力墻的整體性，以此實(shí)現(xiàn)水平力剪力墻的有效制約。

3.控制墻體配筋量

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用剪力墻的過程中需要應(yīng)用大量鋼材料，由于這一結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用率較高，因此鋼材料的數(shù)量自然會(huì)增多，為了降低建筑成本，提高建筑經(jīng)濟(jì)效益，針對(duì)配筋量合理控制是極為必要的，通過配筋量有效控制提高鋼筋在建筑中的應(yīng)用率，以此實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的良好目標(biāo)，促進(jìn)建筑經(jīng)濟(jì)效益提高。具體表現(xiàn)為：滿足配筋量的前提下，雙向鋼筋網(wǎng)片的適當(dāng)使用能夠減少配筋量，厚度能降至28mm。

4.處理約束邊緣構(gòu)件

約束邊緣構(gòu)件采取適當(dāng)方式進(jìn)行處理，這既能彰顯剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中的優(yōu)勢(shì)，又能充分發(fā)揮剪力墻的應(yīng)用作用，構(gòu)成剪力墻約束邊緣構(gòu)件的另一組成部分——無約束邊緣構(gòu)件在承載力方面具有在應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在穩(wěn)定性和抗震性兩方面的應(yīng)用效果不如約束邊緣構(gòu)件，從中能夠看出，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行構(gòu)建選擇，以此優(yōu)化剪力墻設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高剪力墻在建筑中的應(yīng)用價(jià)值。

5.合理規(guī)劃墻面

墻面有效規(guī)劃主要是針對(duì)主軸線路進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)主軸走向?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化布置，與此同時(shí)，還應(yīng)堅(jiān)持勻稱原則，這能減少扭矩現(xiàn)象、非均勻施力現(xiàn)象發(fā)生。避免應(yīng)用單項(xiàng)墻這一設(shè)計(jì)模式，因?yàn)檫@一設(shè)計(jì)模式應(yīng)用后會(huì)增加施工成本、降低建筑質(zhì)量，并且不利于結(jié)構(gòu)功能充分發(fā)揮[2]。

四、結(jié)論

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既符合建筑行業(yè)發(fā)展需要，又會(huì)優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)、提升剪力墻質(zhì)量，同時(shí)，還會(huì)降低建筑建設(shè)成本，提高建筑經(jīng)濟(jì)效益。此外，還應(yīng)不斷提升設(shè)計(jì)水平，借鑒先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙宇.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2012，17：45-46.

[2]夏凌艷.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].建筑知識(shí)，2016，01：68.