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

王芳華

摘 要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑工藝水平不斷提高，新的設(shè)計(jì)方法和施工工藝不斷涌現(xiàn)。剪力墻結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑中的常用結(jié)構(gòu)，不僅自身性質(zhì)優(yōu)越，而且能夠縮短施工周期，延長建筑使用年限。但剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有一定限制，在設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的剪力墻結(jié)構(gòu)類型，充分發(fā)揮其功能作用。

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

1 前言

建筑是現(xiàn)代化城市規(guī)劃的一部分，也是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的核心內(nèi)容，城市發(fā)展離不開建筑，城市發(fā)展與建筑之間存在著相互依存的關(guān)系。為了促進(jìn)人們生活水平的進(jìn)一步提升，需要加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的詳細(xì)分析，充分了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用。設(shè)計(jì)人員必須要全方面掌握設(shè)計(jì)知識，熟練掌握現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，能夠靈活運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，保證剪力墻結(jié)構(gòu)厚度和填充物的厚度一致，合理利用建筑空間。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)概述

建筑剪力墻結(jié)構(gòu)具體是指建筑房屋及其附屬物中用于抵抗地震、風(fēng)負(fù)荷等水平荷載影響的墻體。其設(shè)計(jì)初衷是防止建筑在使用年限內(nèi)遭到外力破壞，增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和荷載能力。目前應(yīng)用較多的建筑結(jié)構(gòu)包括框架結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)等，其中，剪力墻結(jié)構(gòu)相比于其他建筑結(jié)構(gòu)形式，抗側(cè)剛度高，抗震性能優(yōu)越，用鋼量較小。隨著剪力墻結(jié)構(gòu)施工工藝的日益成熟，目前已經(jīng)在建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。采用剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，主要建筑材料為鋼筋混凝土，利用該結(jié)構(gòu)墻板承受橫向和豎向荷載力。在實(shí)際施工中，主用利用剪力墻代替柱承受豎向荷載力。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要形式

3.1 實(shí)體墻

由于建筑不同，因此相應(yīng)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式也不同，實(shí)體墻是其中的一種，同時它也是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一種常見的表現(xiàn)形式，其受力性能與不開洞墻一樣，類似于豎向的懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其最大特征是抗側(cè)力能力強(qiáng)，即使在水平作用下出現(xiàn)了彎曲變形的情況， 但是其截面仍能夠滿足截面假定，繼而應(yīng)力和力形成了幾何曲線關(guān)系。實(shí)體墻大多都被設(shè)置在建筑物結(jié)構(gòu)外圍，發(fā)揮抵抗地震扭轉(zhuǎn)的良好作用，有效延長建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。

3.2 整體開口墻

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，在墻體開洞面積較大，同時在水平力作用下，部分出現(xiàn)彎矩的墻體會變?yōu)檎w開洞墻體，其洞口成列分布，再加上，產(chǎn)生彎矩的墻體在整體彎矩中所占的比例較大，因此不存在反彎點(diǎn)。

3.3 多肢剪力墻

多肢剪力墻是指建筑結(jié)構(gòu)剪力墻體上分布的洞口較多，各個墻肢之間主要靠相鄰的墻體連接起來，連續(xù)梁墻體的剛度較小，在地震作用下，墻肢之間產(chǎn)生的力會傳給連續(xù)梁，從而影響了墻體的穩(wěn)定性，不僅安全性降低，而且各個墻體的單獨(dú)作用未能得到充分發(fā)揮。

3.4 框架式剪力墻

現(xiàn)階段我國的框架式剪力墻主要具有以下這幾個特點(diǎn)：剪力墻具有的剛度不足，墻體上的開洞較小，連續(xù)梁剛度減弱。由于墻肢洞口的寬度很大，在水平力作用下，部分建筑結(jié)構(gòu)墻肢會出現(xiàn)反彎的情況，要想確保整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還需要根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)加強(qiáng)剪力墻墻體厚度。

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

4.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用原則

（1）平面內(nèi)搭接原則。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，作為專業(yè)設(shè)計(jì)人員，必須要明確設(shè)計(jì)主題，認(rèn)真做好平面內(nèi)搭接的相關(guān)工作，同時根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，盡量將剪力墻結(jié)構(gòu)保持在一個平面內(nèi)。通常情況下，在進(jìn)行平面內(nèi)搭接操作后，建筑結(jié)構(gòu)中剪力墻的剛度增加，提高了承載力，最大限度的避免剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲的情況，這對整體施工質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。

（2）墻體受力分析的原則。設(shè)計(jì)人員要充分認(rèn)識到墻體的用途，有效利用墻體的受力特點(diǎn)， 針對實(shí)際設(shè)計(jì)中存在的缺陷，制定科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖， 采取有效措施，保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作能夠有序開展。由于剪力墻的墻體屬于一種特殊的平面構(gòu)件， 并且具有很好的水平作用承載能力，因此為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要充分了解墻體的實(shí)際受力情況，重視墻體承載力，保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

（1）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面布置。在使用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候，設(shè)計(jì)時需要根據(jù)自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場的實(shí)際情況，仔細(xì)斟酌，合理定位剪力墻的位置，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的對稱性和美觀。同時盡最大程度去提高剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度，從而避免出現(xiàn)扭矩現(xiàn)象，影響到剪力墻結(jié)構(gòu)的整體效果。另外，在施工的過程中一定要注意保證外部剪力墻和內(nèi)部剪力墻結(jié)構(gòu)的連貫性，從而保證好剪力墻的穩(wěn)定性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來看，在布置剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，一般需要遵循“對稱原則”，力求是剪力墻的剛度中心和質(zhì)量中心得以重合。若是剪力墻的整體結(jié)構(gòu)分布沒有在一個平面上，則需要注意保證剪力墻結(jié)構(gòu)面的平整性。只有保證好剪力墻整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，才能夠進(jìn)一步提高剪力墻結(jié)構(gòu)承受豎向荷載的能力。此外，為了進(jìn)一步保證好剪力墻結(jié)構(gòu)的完整，通常都會使剪力墻結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)在總體走勢上保持一致。同時，為了進(jìn)一步增強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震能力，建議在進(jìn)行墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候使用單向墻體設(shè)計(jì)的方法?？偠灾?，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候，需要采取措施，控制好剪力墻的剛度，不僅要具有足夠的承重能力，并且還不能使其剛度過大，若剪力墻剛度過大時，相應(yīng)的也會使剪力墻自身的重力增大。

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)。邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)工作在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中占據(jù)著極為重要的作用，科學(xué)的邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)可以改善剪力墻結(jié)構(gòu)的整體延展性，從而有效的避免墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，相應(yīng)的剪力墻結(jié)構(gòu)的抗剪能力也會得到提高。剪力墻邊緣構(gòu)件有暗柱和端柱兩種，在邊緣構(gòu)件的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)者需要對其合理的進(jìn)行約束。同時為了保證這種約束的有效性，還需要保證好邊緣構(gòu)件自身的約束力，如此才能有效的增加整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性特點(diǎn)。若是剪力墻構(gòu)件上承受的荷載過大時，樓層間的位移就會增大，從而影響到整體結(jié)構(gòu)的抗震性。

（3）剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的連續(xù)梁鋼筋配置。連續(xù)梁鋼筋配置在高層建筑中具有極為重要的作用，能夠有效的增加建筑結(jié)構(gòu)的延展性，同時改善墻體結(jié)構(gòu)對上部荷載的承受力，從而使得建筑界具有一個良好的穩(wěn)定性。在進(jìn)行連續(xù)梁鋼筋配置的時候，需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員依據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的實(shí)際分布狀況，對鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的布置，從而改善墻體結(jié)構(gòu)的剛性，進(jìn)而保證好結(jié)構(gòu)的抗震性。另外，因?yàn)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)會承受較大的剪力，所以對其穩(wěn)定的要求也相應(yīng)的會較高，這就要求工作人員在實(shí)際操作過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定，實(shí)現(xiàn)合理配筋。

5 結(jié)束語

總而言之，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中具有良好的抗震性，是大多數(shù)建筑工程所采取的主要結(jié)構(gòu)形式。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，需要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的改革與創(chuàng)新，為此建筑業(yè)從業(yè)人員都應(yīng)該積極學(xué)習(xí)剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論，掌握實(shí)踐應(yīng)用原則與技巧，從實(shí)踐工作中總結(jié)出設(shè)計(jì)要點(diǎn)，將剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的作用發(fā)揮到最大。在今后的發(fā)展中，建筑設(shè)計(jì)人員也要具備一定的思維創(chuàng)新意識，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不斷總結(jié)和嘗試，積極采用新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用到建設(shè)過程中，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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