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

孫宏剛

（內(nèi)蒙古烏蘭察布市天觀規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司）

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，帶來了眾多行業(yè)的公共發(fā)展，而建筑行業(yè)就是其中的一部分。人們對(duì)于建筑工程質(zhì)量的要求，在不同時(shí)期是有所不同，當(dāng)進(jìn)入21世紀(jì)之后，我國經(jīng)濟(jì)水平和人民收入的提高，讓人們對(duì)于建筑工程質(zhì)量有了新的要求。剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程的結(jié)構(gòu)之中起到了重要的作用，因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度高，并且應(yīng)用比較簡(jiǎn)便，造價(jià)也并不高，還具有足夠的抗震性能，因此剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用在建筑工程施工之中。本文就剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的應(yīng)用進(jìn)行深入的剖析，旨在推動(dòng)剪力墻結(jié)構(gòu)的正確、合理應(yīng)用。

1 建筑工程的剪力墻結(jié)構(gòu)

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的含義

剪力墻結(jié)構(gòu)是進(jìn)行建筑工程施工之中，所能夠選擇使用的一種建筑結(jié)構(gòu)類型，具體而言，應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑工程施工，能夠在提高墻體的抗外力性能，更加有效的抵消來自各個(gè)方向的水平作用，并且還能夠有效的將建筑空間分割開來。接力墻結(jié)構(gòu)能夠承載豎向以及橫向的負(fù)荷，從而提高建筑工程的抗震性能，有效的提高了建筑工程的抗擊打能力，讓建筑工程的穩(wěn)定性和安全性能得到大幅度的提升。進(jìn)行建筑工程的施工設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳盡的設(shè)計(jì)，以此才能夠保證在后續(xù)施工之中，能夠正確使用剪力墻結(jié)構(gòu)，發(fā)揮出剪力墻結(jié)構(gòu)的作用，提高建筑工程的整體性能。剪力墻結(jié)構(gòu)如果不能夠正確設(shè)計(jì)，則會(huì)導(dǎo)致建筑工程性能的下降，因此進(jìn)行科學(xué)、合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，十分有必要。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)種類

剪力墻結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的特點(diǎn)和形態(tài)，并且在進(jìn)行開洞作業(yè)時(shí)，也存在著一定的差異。根據(jù)上述情況的不同，可以將剪力墻結(jié)構(gòu)分為幾種不同的類型，分別包括了整體墻、壁式框架、聯(lián)肢墻型剪力墻等幾個(gè)不同類型。

1.2.1 整體型剪力墻

整體剪力墻，顧名思義就是在整個(gè)剪力墻之上，并不存在洞口或者是存在固定數(shù)量的洞口的剪力墻結(jié)構(gòu)，這種剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)于洞口的要求較高，需要在洞口設(shè)計(jì)或者是在開洞時(shí)，調(diào)整好洞口與墻體邊緣距離上的關(guān)系，而洞口將會(huì)產(chǎn)生的影響則可以暫且忽略不計(jì)。整體剪力墻往往在使用之中，將會(huì)受到更多的水平符合李，因此就必須要根據(jù)確定的公式，來計(jì)算出整體剪力墻所能夠承載的各種數(shù)據(jù)，從而對(duì)懸臂梁以及截面的懸臂構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證整體剪力墻能夠充分承載建筑工程所受到的外力，從而避免發(fā)生反彎甚至更加嚴(yán)重情況的發(fā)生。

1.2.2 壁式框架剪力墻

壁式框架類剪力墻，是眾多剪力墻結(jié)構(gòu)之中開洞尺寸較大的一種，并且它的墻肢和連梁比較明顯的，連梁高度和墻肢寬度都較大，因此在墻肢與連梁的連接處會(huì)產(chǎn)生出節(jié)點(diǎn)區(qū)域，從而導(dǎo)致連接處的柔韌性較差，需要進(jìn)行中藥保護(hù)。壁式框架剪力墻，往往會(huì)受到水平負(fù)荷力的影響，在這種背景之下，就能夠讓水平負(fù)荷力與節(jié)點(diǎn)區(qū)域的剛性力相抵消。在這種剪力墻結(jié)構(gòu)中，一般會(huì)選擇使用D值法來對(duì)外力進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)需要預(yù)設(shè)好反彎的高度和壁柱的D值，從而為整個(gè)運(yùn)算確定一個(gè)準(zhǔn)確的前提。

1.2.3 聯(lián)肢墻型剪力墻

聯(lián)肢墻類型的剪力墻結(jié)構(gòu)，在這種剪力墻結(jié)構(gòu)之中，存在著數(shù)量眾多的洞口，并且洞口以一定的序列進(jìn)行布置，其中的墻肢和連梁也是非常明顯的，其中的洞口分布通常會(huì)以直線的形式來進(jìn)行。在收到水平負(fù)荷力之后，剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定的彎曲情況，這種情況下，將會(huì)直接影響到建筑工程的穩(wěn)定性，但是采用聯(lián)肢墻型剪力墻，則能夠發(fā)揮出彎矩圖處的高穩(wěn)定性，從而對(duì)這種彎曲變形的情況進(jìn)行抵消，最終避免建筑工程發(fā)生質(zhì)量事故。

2 設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的原則

2.1 系數(shù)調(diào)理原則

當(dāng)前的絕大多數(shù)建筑工程，都具有一定的抗震能力，因此在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，需要將抗震能力計(jì)算入其中，這就要求樓層的最小地震剪力要小于樓層水平的地震剪力。在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，也要相對(duì)靈活進(jìn)行，根據(jù)不同的建筑工程樓層數(shù)和層高進(jìn)行合理的計(jì)算，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，確保建筑工程的抗震能力過硬。

2.2 樓層間位移調(diào)整原則

在建筑工程設(shè)計(jì)之中，重點(diǎn)一般是避免樓層間的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形。針對(duì)這種問題，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)建筑工程之中的構(gòu)件類型以及數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，尤其是要對(duì)豎向構(gòu)件的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)建筑工程的剪切變形情況進(jìn)行調(diào)整。如果安裝了較多的豎向構(gòu)件，就很容易導(dǎo)致剪力的比重發(fā)生變化，從而導(dǎo)致建筑工程收到外力后，發(fā)生變形的情況。在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，必須要根據(jù)樓層的變形情況，來對(duì)樓層的位移以及高度來進(jìn)行調(diào)整，保證建筑工程的抗外力性能。

2.3 連梁調(diào)整原則

針對(duì)很多建筑工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于連梁的跨度比如果確定為五以下，則會(huì)導(dǎo)致豎向符合產(chǎn)出的彎矩比例較小，從而導(dǎo)致建筑工程結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的情況，而當(dāng)連梁跨度比確定為五以上時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致彎矩所占比例較大，此時(shí)所受到的外力情況則與一般框架梁情況相近，因此在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須要通過科學(xué)的計(jì)算，來確定連梁的跨高比，避免發(fā)生結(jié)構(gòu)變形情況。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)重點(diǎn)

3.1 數(shù)量適中

確定合適數(shù)量的剪力墻，能夠提高建筑工程的抵抗水平負(fù)荷力的性能，進(jìn)而提高建筑工程的抗震能力。在建筑工程施工中，并不是所采用的剪力墻越多越好，而是要確定適當(dāng)數(shù)目的剪力墻，從而在保證建筑工程質(zhì)量的同時(shí)，降低成本的支出，確保建筑工程具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.2 平面布置

在進(jìn)行剪力墻布置時(shí)設(shè)計(jì)人員要注意剪力墻平面布置情況，因?yàn)榧袅τ休^強(qiáng)的豎向荷載承受力，但是對(duì)于橫向荷載承受力較弱，橫向荷載力大多數(shù)都是依靠大樓板來承受，所以在布置具體墻體工作時(shí)，要保證剛度中心和墻體質(zhì)量中心在一個(gè)中心點(diǎn)上，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要保證剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)的對(duì)稱性，減少因不對(duì)稱導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)扭矩，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)要沿著不同的方向進(jìn)行雙向結(jié)構(gòu)布置，避免造成因單項(xiàng)墻體布置造成的側(cè)向剛度在不同方向上的差異過大。

3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的影響因素進(jìn)行多方考慮，保證在順利施工的同時(shí)剪力墻的安全性能得到保證。設(shè)計(jì)人員在剪力墻設(shè)計(jì)中要控制監(jiān)理墻的數(shù)目，減少因不必要開支造成的工程項(xiàng)目成本超預(yù)算，例如在原材料的選擇上，要對(duì)材料的含剛比例進(jìn)行控制，在不影響建筑質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約成本。

4 結(jié)束語

剪力墻在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用的原因是因?yàn)槠湓诮ㄖ^程中既能對(duì)建筑隔墻的布置工作靈活處理，同時(shí)剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較大，連梁的耗能性也較低，所以在建筑剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分了解，在保證剪力墻發(fā)揮其抗震性能的同時(shí)減少成本支出，剪力墻的應(yīng)用不僅可以減少建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)支出。