關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用分析

儲建鋒

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剪力墻作為建筑設(shè)計中常用的施工技術(shù)，具有抗震能力強、抗側(cè)剛度優(yōu)良的特點，能夠廣泛應用在各種建筑風格的建筑中，而且在高層建筑中的作用更加明顯。在實際應用過程中，設(shè)計人員和施工人員應該充分考慮各方面因素，認真分析剪力墻的優(yōu)點和缺點，盡量提高剪力墻的利用率[1]。筆者根據(jù)多年的實際工作經(jīng)驗，結(jié)合具體的實際案例，首先講述了剪力墻結(jié)構(gòu)的分類和特點，然后講述了剪力墻設(shè)計的原則，最后講述了剪力墻在建筑設(shè)計施工過程中的應用，具有一定的參考意義和借鑒價值。

一、工程概述

山東濟南市龍奧大廈是典型的高層建筑，位于濟南經(jīng)十東路奧體中心旁，建筑面積近40萬平米，高66.7米，地下1層，地上15層。地下一層主要有人防掩蔽所、廚房、設(shè)備用房和地下車庫，一至三層設(shè)有公共會務中心、城市展廳、資金結(jié)算中心、消防控制中心、設(shè)備監(jiān)控中心、信息傳輸中心、網(wǎng)絡(luò)機房等，四至十五層主要是辦公、會務、餐廳、觀光廳等。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)的特點和分類

剪力墻的高和寬都比較大，但是其厚度相對較小，通常情況下，兩者比例介于5-8之間。剪力墻的幾何特性與板相似，但是在承重方面和柱相似，具有極強的承重能力[2]。剪力墻可以承受豎直和平面兩方面的雙重壓力。

不同類型的剪力墻分類標準不同，相應的特點也是各不相同，所以使用的范圍和場所也是不同的。實際設(shè)計和施工過程中，設(shè)計人員和施工人員應該根據(jù)具體情況進行設(shè)計施工，不可盲目隨意。

（一）高層建筑剪力墻設(shè)計原則

高層建筑剪力墻設(shè)計應該遵循設(shè)計原則，筆者根據(jù)多年的實際工作經(jīng)驗總結(jié)為：剪力墻連梁超限原則、樓層之間最小系數(shù)原則、樓層之間最大位移和層高比原則[3]。

（二）剪力墻連梁超限原則

剪力墻連梁超限原則指的是剪力墻連梁在設(shè)計的時候跨高比值應該高于2.5，保證墻體的彎矩和剪力值在設(shè)計規(guī)定范圍之內(nèi)?！陡咭?guī)》中指出當剪力墻的跨高比大于5的時候，應該按照框架梁的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。實際設(shè)計施工過程中按照規(guī)定進行能夠取得良好的效果。

（三）樓層之間最小剪力系數(shù)原則

盡量減少剪力墻體的布置，能夠有效的減輕墻體自身的重量，對于地震有著較強的抵抗能力。合理調(diào)整樓層之間的最小剪力系數(shù)能夠最大限度提高建筑結(jié)構(gòu)的傾向剛度，減少工程投資。

（四）樓層之間最大位移和層高比原則

樓層層高約層間的最大位移比指的是建筑物在地震作用下能夠產(chǎn)生的最大彈性層間位移比值。實際工程中剪切墻的抵抗能力是由構(gòu)件組成的，如果構(gòu)件過多可能會引起建筑結(jié)構(gòu)扭曲變形。所以設(shè)計的時候應該盡量減少構(gòu)件數(shù)量，盡可能提高建筑物抵抗外界干擾的能力。

三、剪力墻在建筑設(shè)計施工中的應用

（一）剪力墻平面結(jié)構(gòu)布置

剪力墻平面布置應該勻稱平均，保證質(zhì)量中心和剛度中心處在重合的狀態(tài)下，減少力矩作用。剪力墻施工中應該沿主軸方向進行布置，同時保證剪力墻抗側(cè)力剛度不應該過大，必要的時候可以增加可利用空間，保證適當高度。剪力墻間距應該始終，通常采用經(jīng)驗公式進行設(shè)計：T=(0.05一0.06)n,n為建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)。實際剪力墻的數(shù)量應該和計算結(jié)果相仿。剪力墻不僅要有較強的承重能力和剛度，而且要有良好的延伸性和彈性，保證在受到外力產(chǎn)生裂紋的情況下，剪力墻還能挺立不倒。

（二）剪力墻約束邊緣構(gòu)件處理

約束邊緣構(gòu)件能夠大大的提高剪力墻的承載能力，減少層間位移，提高抗震能力，并且能夠穩(wěn)定墻板。剪力墻抗震設(shè)計應該滿足第一振型的底部力矩大于承受力矩的一半以上。約束邊緣構(gòu)件的選擇應該根據(jù)剪力墻相關(guān)軸壓比進行確定。通常情況下，抗震等級越高的剪力墻應該采用層數(shù)更多的剪力墻，控制剪力墻的均勻性，從根本上改善墻肢承重能力。

（三）剪力墻中大型墻肢處理

剪力墻的結(jié)構(gòu)必須具備延展性，同時要滿足寬高比不小于2的設(shè)計要求，比如通過開洞的方式提升剪力墻的延展性。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當墻肢長度超過8m的時候，設(shè)計的時候可以根據(jù)混凝土墻的不同增加孔洞，加強的配筋能力，等到施工結(jié)束之后在進行填充。按照《高規(guī)》中規(guī)定，本工程建筑的抗震等級為一級，剪力墻水平豎直分布筋配筋率應該小于0.25%。剪力墻設(shè)計中可以通過調(diào)整彎矩建立增強抗震能力，或者適當減少截面高度。在建立前容易出現(xiàn)超筋的部分，采用綜合計算的方式進行設(shè)計計算，保證結(jié)構(gòu)層位移比滿足《高規(guī)》的設(shè)計要求。

結(jié)語

剪力墻在建筑設(shè)計和施工過程中有著廣泛的應用，實際過程中，設(shè)計人員和施工人員應該根據(jù)具體情況進行具體分析，制定相關(guān)標準規(guī)范和施工方案，保證整個建筑物的安全性和可靠性，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。