結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計(jì)

王凌霞

（山西三建集團(tuán)有限公司建筑設(shè)計(jì)研究院， 山西 長(zhǎng)治 046000）

在社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新時(shí)期，我國(guó)的建筑行業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。由于人們生活水平的日漸提高，導(dǎo)致人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性要求也越來(lái)越高，同時(shí)為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在施工過(guò)程中安全性與穩(wěn)定性，減少生產(chǎn)事故的發(fā)生，提高剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用水平，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是十分有必要的，不僅可以有效的降低建筑施工成本，同時(shí)也能夠?yàn)榻ㄖ笠矂?chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1 構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析

1.1 連梁超筋的處理

第一，折減連梁剛度。在一般情況下，連梁具有截面大、跨度小等特點(diǎn)，且連接連梁墻體的剛度也比較大。同時(shí)由于連梁內(nèi)力在風(fēng)與地震荷載的作用下會(huì)明顯增大，因此在這種情況下計(jì)算，就會(huì)對(duì)連梁進(jìn)行剛度折減，其折減的系數(shù)＜ 0.5，但在進(jìn)行位移計(jì)算時(shí)，大部分情況下都不會(huì)進(jìn)行折減。

第二，連梁跨度與梁高的增減。在折減連梁剛度后，連梁正截面仍舊會(huì)發(fā)生不同程度的受彎與斜截面受剪承載力不足的情況。針對(duì)這一問(wèn)題就要適當(dāng)增加洞口的寬度，降低連梁的剛度，以此來(lái)降低地震對(duì)連梁承載力的影響。

第三，要合理增加連梁的截面寬度。一方面，由于結(jié)構(gòu)整體剛度的增加，地震時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)力也會(huì)增加；另一方面，連梁截面寬度的增加會(huì)提高其受剪承載力，且增加該片墻厚度后，一旦發(fā)生地震，其產(chǎn)生的內(nèi)力不會(huì)按照墻厚增加的比例相應(yīng)的分給該片剪力墻，反而會(huì)大大小于該比例，因此連梁的受剪承載力也有可能就不會(huì)超限。

第四，對(duì)于跨高較小的高連梁來(lái)說(shuō)，為了增強(qiáng)其受剪承載力，可以通過(guò)水平縫來(lái)將其設(shè)計(jì)為雙連梁、多連梁以及其他構(gòu)造。對(duì)于上述構(gòu)造來(lái)說(shuō)，要盡可能的在滿足整體剛度的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇剛度折減來(lái)防止其受剪承載力超限。

1.2 約束邊緣構(gòu)件的處理

在剪力墻承載能力方面，與無(wú)約束邊緣構(gòu)件相比，有約束邊緣構(gòu)件的剪力墻承載力相對(duì)較高。因此，在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要依據(jù)剪力墻的軸壓比來(lái)選用適用性較高的邊緣構(gòu)件[1]。在一般情況下，建筑剪力墻的邊緣構(gòu)件主要分為兩種，一種是構(gòu)造邊緣構(gòu)件，另外一種是約束邊緣構(gòu)件。上述兩種構(gòu)件都具有其各自的適用范圍，在底層墻肢底截面軸壓超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就應(yīng)該加強(qiáng)底部與相鄰上一層的約束邊緣構(gòu)件。

1.3 確保建筑寬度方向的抗側(cè)剛度達(dá)標(biāo)

根據(jù)長(zhǎng)期建筑施工的經(jīng)驗(yàn)可以看出，隨著聯(lián)肢墻的寬度增加，其剛度也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)。因此在設(shè)計(jì)建筑寬度方向的剪力墻時(shí)，要優(yōu)先對(duì)大寬度聯(lián)肢墻的剛度進(jìn)行考慮，最后在根據(jù)實(shí)際情況適度提高寬度較窄部位的剛度。另外，針對(duì)于獨(dú)立墻肢來(lái)說(shuō)，要盡可能的降低長(zhǎng)期縮短，并要堅(jiān)持對(duì)稱、均勻分布原則來(lái)合理布置墻肢。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方案

在建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，基礎(chǔ)方案發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。因此，就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方案時(shí)要進(jìn)行全面的考察與分析研究，尤其是要針對(duì)可能發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防與處理。在基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行考察的項(xiàng)目較多，其中主要考察的項(xiàng)目包括施工區(qū)域內(nèi)的水文條件與地質(zhì)狀況。同時(shí)也要科學(xué)、合理的規(guī)范設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)施工項(xiàng)目周圍的工程布局情況進(jìn)行實(shí)地考察，以此來(lái)設(shè)計(jì)出可行性較高，且安全性較大的基礎(chǔ)方案。同時(shí)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)外部環(huán)境以及內(nèi)在因素的變化，結(jié)合不斷完善與更新基礎(chǔ)方案的原則來(lái)對(duì)現(xiàn)有的基礎(chǔ)方法進(jìn)行完善與完善，以此來(lái)提高工程后期的施工質(zhì)量。

2.2 優(yōu)化布置剪力墻平面

一方面，鋼筋混凝土墻不僅承受著來(lái)自于建筑剪力墻結(jié)構(gòu)中的豎向荷載，同時(shí)承受著其水平力，因此在布置剪力墻的時(shí)，就要沿著平面主軸線的方向依次進(jìn)行。另一方面，在平面布置剪力墻的過(guò)程中，為了進(jìn)一步保證剪力墻質(zhì)量與剛度中心的一致性，首先就要在剪力墻平面布置過(guò)程中堅(jiān)持對(duì)稱原則，以此來(lái)減少剪力墻扭矩的作用力。另外，在優(yōu)化布置剪力墻平面的過(guò)程中，要格外注意建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震作用，并在設(shè)計(jì)其布置方案時(shí)要盡可能的減少單向平面布置形式的使用，以此來(lái)提高建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震效果。

2.3 合理配置剪力墻暗柱鋼筋

在我國(guó)現(xiàn)階段，根據(jù)國(guó)家相關(guān)法律以及行業(yè)的相關(guān)規(guī)定來(lái)看，一級(jí)剪力墻、二級(jí)剪力墻以及三級(jí)剪力墻的加強(qiáng)部位都要合理設(shè)置適量的暗柱與端柱。這一舉措不僅可以進(jìn)一步提升當(dāng)今社會(huì)對(duì)于建筑的抗震性要求，同時(shí)也能夠有效提升建筑施工過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性[2]。另外，在剪力墻中合理設(shè)置暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件，可以有效減少地震發(fā)生時(shí)來(lái)自于地震波能量對(duì)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響，同時(shí)由于其邊緣構(gòu)件具有較強(qiáng)的抗拉能力，因此也會(huì)進(jìn)一步提高其他相應(yīng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，提高建筑整體的抗震性能。

2.4 科學(xué)控制剪力墻數(shù)量

在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)剪力墻，其主要的目的就是為了建筑可以更好的承受風(fēng)荷載以及地震過(guò)程中產(chǎn)生的水平荷載，但根據(jù)長(zhǎng)期的建筑施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置太多的剪力墻，其效果并不是很好，因此就要合理控制建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻數(shù)量。在建筑施工期間，要想有效減少建筑結(jié)構(gòu)自身的重量，有效提高其抗震作用，首先就要盡可能的控制剪力墻數(shù)量。在一般情況下，剪力墻在建筑施工期間，其布置原則為對(duì)稱與均勻，其數(shù)量要根據(jù)建筑施工的整體情況而定，數(shù)量適當(dāng)就好。

2.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)承重構(gòu)件

在確定基礎(chǔ)方案后，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員就要根據(jù)相關(guān)的制度標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)指標(biāo)來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中的承重構(gòu)件進(jìn)行選擇，以此來(lái)進(jìn)一步提高建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全性。這就要求相關(guān)工作人員要側(cè)重于剪力墻承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)要對(duì)剪力墻墻體自身的配筋率進(jìn)行集中的把握與分析。在我國(guó)現(xiàn)階段，相關(guān)部門已經(jīng)對(duì)一部分指標(biāo)進(jìn)行了明確規(guī)定，并在一般情況下，將剪力墻的抗震等級(jí)分為三級(jí)，水平與豎直方向的配筋率最低要達(dá)到0.25% 以上，這與之前的配筋率相比得到了更大的提升，且?guī)缀踅咏鼑?guó)家化標(biāo)準(zhǔn)[3]。因此，要想進(jìn)一步提高剪力墻設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量與水平，設(shè)計(jì)人員就要重點(diǎn)掌握基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并要嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)相關(guān)指標(biāo)與施工工藝參數(shù)之間實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)合，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與科學(xué)性。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)活躍的形勢(shì)下，我國(guó)的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平也在不斷提高，人們對(duì)于生活品質(zhì)也有了更高的要求。因此，為了進(jìn)一步有效的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性，就一定要充分重視剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)優(yōu)化，并在這一過(guò)程中通過(guò)提升剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用水平，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)進(jìn)一步提高建筑工程施工的安全性，降低工程成本，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的良性發(fā)展。