論剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

曹方清

剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性非常好，能夠提高建筑的安全性能和抗震性能，保證建筑的質(zhì)量。剪力墻結(jié)構(gòu)能夠更好地滿足建筑發(fā)展的需求，是建筑結(jié)構(gòu)中較為基礎(chǔ)、常見的結(jié)構(gòu)，科學(xué)合理的設(shè)計不僅能縮短施工的工期，同時也能夠延長建筑的使用年限。雖然剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用十分廣泛，但是設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況來設(shè)計最為合適的剪力墻結(jié)構(gòu)，最大程度上發(fā)揮其作用。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢

剪力墻作為建筑結(jié)構(gòu)中的重點環(huán)節(jié)，雖然具有明顯的使用優(yōu)勢，但是也具有一定的缺點，在實際情況中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)要掌握剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢，然后展開合理設(shè)計。

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

①剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性非常好，能夠為整個建筑提供更好的支撐效果，提高建筑的整體承載力。②剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較大，能夠在水平方向荷載作用下更好地限制水平方向上的位移，對于高層建筑來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的使用是非常合適的。③剪力墻結(jié)構(gòu)沒有多余的外漏梁柱和相關(guān)構(gòu)件，并不會對建筑內(nèi)部的空間美觀產(chǎn)生影響，同時也不會影響建筑的各項使用功能。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的劣勢

雖然剪力墻的穩(wěn)定性較好，承載能力也較強，但是其對建筑類型的選擇有著一定的要求。由于其承重原理是靠墻體與樓板之間共同作用而形成的受力體系，只要建筑建成，就不可輕易拆除，且對空間的要求遵循了“宜小不宜大”的原則，因此，對于普通的住宅或是賓館等空間間隔較小的建筑類型，剪力墻結(jié)構(gòu)是非常適用的，但是對于一些對空間要求較大的建筑，剪力墻結(jié)構(gòu)卻并不實用。此外，剪力墻結(jié)構(gòu)單位面積所消耗的鋼材量較大，在成本上不具備優(yōu)勢。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

基于剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢，下面將介紹剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用：

2.1 平面布置中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)要對剪力墻的平面布置進行詳細設(shè)計：①明確剪力墻的設(shè)計要點，保持平面布局的均勻和對稱，并保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心盡量靠近，提高建筑的穩(wěn)定性，降低建筑扭轉(zhuǎn)情況發(fā)生的機率。②在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于長度較長的剪力墻來說，要設(shè)計一定的洞口，并分成長度均勻的墻面，避免剪力墻破壞。同時，洞口的設(shè)計保證上下對齊，成列，避免影響剪力墻的剛度，同時也避免事故的發(fā)生。③在考慮到抗震功能設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)要進行雙向或是多向設(shè)置，保證剪力墻功能的穩(wěn)定性。④剪力墻應(yīng)均勻布置，單片剪力墻的抗側(cè)剛度不應(yīng)當(dāng)過大，避免地震力或風(fēng)荷載作用時的應(yīng)力集中，與抗震性能設(shè)計的初衷相悖。

2.2 控制墻體配筋中的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要控制墻體的配筋。剪力墻結(jié)構(gòu)需要消耗較大量的鋼材，控制配筋量能夠為建筑工程節(jié)約一定的成本，同時也能夠達到節(jié)約資源的目的。在實際情況中，可以通過以下方式來控制墻體的配筋：①應(yīng)盡量避免“一字”形剪力墻。因為剪力墻構(gòu)件可理解為在沿墻體方向平面內(nèi)剛度較大，而垂直墻體方向平面外剛度很小，“一字”墻體平面外抗側(cè)力非常薄弱，可能導(dǎo)致邊緣構(gòu)件配筋畸大且無實際效用，應(yīng)盡量使用“7字”形或“T字”形剪力墻。②盡量避免剪力墻平面外連接。如上條，剪力墻平面外抗側(cè)剛度薄弱，當(dāng)平面外方向連接的構(gòu)件為框架梁，則連接處剪力墻暗柱配筋也可能畸大，所以剪力墻布置時應(yīng)細心考慮，如不可避免時，可在連接處加設(shè)平面外墻肢，局部形成“T字”形墻體。③剪力墻每個單肢都不可過短。過短的墻肢無法形成有效的翼緣，且過短的墻肢無法提供足夠的抗側(cè)剛度，也會導(dǎo)致邊緣構(gòu)件配筋畸大，應(yīng)盡量避免。

2.3 短肢剪力墻的應(yīng)用

短肢剪力墻在建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，該類型的剪力墻墻肢長度比較小，對于低抗震烈度區(qū)的多層住宅類型的建筑來說不僅能夠滿足建筑需求，同時也利于室內(nèi)空間的靈活排布和利用，使得室內(nèi)二次設(shè)計所受到的限制更小。在通常情況下，短肢剪力墻的截面厚度不應(yīng)大于300mm，同時，各墻肢的長度和厚度的比值應(yīng)當(dāng)在4～8之間。雖然短肢剪力墻的使用更加靈活方便，但是與長肢剪力墻相比較，短肢剪力墻的抗震性能大大降低。對高層建筑來說，應(yīng)盡量避免使用短肢剪力墻，當(dāng)出現(xiàn)短肢剪力墻時，也應(yīng)盡量控制短肢剪力墻所占全體抗側(cè)力構(gòu)件的抗側(cè)力百分比。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計措施

為了提高剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果，設(shè)計人員可以從以下幾方面來優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計：

3.1 連梁設(shè)計優(yōu)化

連梁在剪力墻結(jié)構(gòu)中占據(jù)著非常重要的地位，連梁設(shè)計的質(zhì)量直接影響到剪力墻的抗震性能和承載能力，良好的連梁設(shè)計能夠最大程度上降低剪力墻結(jié)構(gòu)體系的延性。因此，在對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要對連梁的設(shè)計加以重視，通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來優(yōu)化連梁設(shè)計，比如：加強連梁抗剪能力，常見方法例如連梁箍筋的全長加密，設(shè)置斜交叉鋼筋。而通常當(dāng)與兩片剛度較大的剪力墻相連時，在計算過程中常出現(xiàn)連梁受剪力過大，抗剪驗算超限的情況，此時可減小連梁的截面高度，以弱化連梁所分配的剪力，極端情況時可允許連梁開裂，畢竟剪力墻結(jié)構(gòu)主要抗力構(gòu)件為剪力墻，地震作用下少數(shù)連梁開裂，應(yīng)力釋放，更能保證結(jié)構(gòu)整體安全。

3.2 轉(zhuǎn)角窗剪力墻設(shè)計優(yōu)化

轉(zhuǎn)角窗破壞了墻體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，直接影響了建筑的抗震性能，對建筑的安全埋下了安全隱患，因此，需要不斷優(yōu)化轉(zhuǎn)角窗剪力墻的設(shè)計。在實際設(shè)計過程中，可以從以下幾方面優(yōu)化轉(zhuǎn)角窗剪力墻的設(shè)計：①設(shè)置梁或暗梁，對結(jié)構(gòu)進行加固，在避免轉(zhuǎn)角窗出現(xiàn)裂縫的同時，也提高了轉(zhuǎn)角窗的整體剛度。②在轉(zhuǎn)角窗的兩側(cè)，其墻體應(yīng)當(dāng)要采用整肢墻的形式，避免墻肢開洞，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固定性。③在轉(zhuǎn)角窗房建的樓板方面，應(yīng)當(dāng)要根據(jù)實際情況進行適當(dāng)加厚處理，采用雙面設(shè)置的樓板來進行配筋。④在對剪力墻結(jié)構(gòu)進行抗震計算的過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)要更多地考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)產(chǎn)生的影響，在計算中將其考慮在內(nèi)。

4 結(jié)束語

總之，隨著建筑行業(yè)以及技術(shù)手段的發(fā)展和進步，剪力墻結(jié)構(gòu)將會在在建筑中發(fā)揮著更加重要的作用，使用也將會越來越廣泛。為了提高剪力墻結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，設(shè)計人員需要對剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢進行了解，然后通過優(yōu)化設(shè)計手段來提高應(yīng)用效果，以提高建筑的整體質(zhì)量和穩(wěn)定性能。

[1]孫家昱.論剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].四川建材，2017，43（04）：35～36.

[2]王俊飛.論剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].山西建筑，2016，42（05）：66～67.

[3]王 巖.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].課程教育研究，2016（03）：165～166.

[4]劉軍.論剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].四川水泥，2015（11）：128.