剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用

邊疆 王志友

由于剪力墻結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)點眾多，因此剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛地運用于目前的建筑施工工作當中。隨著我國城市化發(fā)展進程腳步的不斷加快，人們對于建筑的空間布局以及建筑的整體功能要求越來越高。這就要求相關(guān)的設(shè)計工作者，在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要遵循其自身的設(shè)計原則，合理地結(jié)合實際的工程需求。運用先進的技術(shù)手段進行全面的分析，科學(xué)地控制建筑工程的成本問題，在保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性的同時，也能有效地保障建筑工程的經(jīng)濟效益，從而促進建筑行業(yè)的良性健康發(fā)展。

一、分析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容

1.剪力墻結(jié)構(gòu)自身的特點

剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)當中的梁柱，用以承擔豎向和水平方向的力的結(jié)構(gòu)。目前我國的大多數(shù)多層及高層樓房中都會使用剪力墻結(jié)構(gòu)進行施工。剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，它可以為多層及高層建筑提供支撐，從而保持建筑整體的穩(wěn)定性能。同時，利用剪力墻結(jié)構(gòu)來設(shè)計樓房的樓蓋，一般都可以不用再安設(shè)房梁，這樣會使房間內(nèi)的空間利用效果更好，可以有效地節(jié)約樓層的層高。

并且，剪力墻結(jié)構(gòu)可以直接進行混凝土澆筑工作。這樣可以節(jié)約建筑施工的成本，簡化施工的環(huán)節(jié)，可以有效地縮短工期，還能保證建筑的堅固性能。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)濟實用的建筑結(jié)構(gòu)體系。此外，目前相關(guān)的設(shè)計人員正在不斷地研究剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計造型，希望能夠符合大眾的審美需求，使剪力墻具有美觀的特征。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)存在的弊端

剪力墻結(jié)構(gòu)雖然具有很多的優(yōu)點，但其也有一定的弊端，由于剪力墻的間距有一定的限制，因此，這種結(jié)構(gòu)不適用空間較大的房間設(shè)計，靈活性比較差。并且，由于剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻是主要的受力支撐，因此不能對其進行拆除與改動，這就導(dǎo)致一些有個性裝修想法的群眾無法對空間格局進行修改。此外，由于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計使用混凝土比較多，因此會在無形之中增加建筑結(jié)構(gòu)的重量。

3.剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

相關(guān)設(shè)計人員在建筑進行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，必須遵循剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則，才能保證設(shè)計的科學(xué)合理，保證設(shè)計更受歡迎。首先，由于剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度尺寸都相對較大。因此在設(shè)計的過程中，必須根據(jù)受力特點確定剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度的比例問題，保證其與受力情況成正比。同時，還要根據(jù)實際的施工項目情況進行分析，明確剪力墻的連梁跨高范圍，避免出現(xiàn)超高的問題。為了避免剪力墻的重量對建筑整體產(chǎn)生負面影響，設(shè)計人員要對剪力墻的數(shù)量設(shè)置進行合理科學(xué)的控制。

并且，設(shè)計人員還需要給剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計相應(yīng)的防護措施，保證施工過程當中剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性能，提高剪力墻的質(zhì)量。同時，對于剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計要重點研究建筑物層高與層間的最大位移，把握好二者之間的扭轉(zhuǎn)彎曲程度，才能有效提高建筑物的穩(wěn)定性。此外，設(shè)計人員要確定剪力墻體結(jié)構(gòu)的水平方向及垂直方向的作用力問題，研究其整體結(jié)構(gòu)截面的承載范圍，并嚴格地將相關(guān)工作落實到位，保證設(shè)計工作的科學(xué)合理，從而切實提升建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

1.制定剪力墻設(shè)計方案，確定剪力墻的位置

剪力墻是用來支撐建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要構(gòu)成要素，因此，相關(guān)的設(shè)計人員必須要科學(xué)合理地制定剪力墻的設(shè)計方案，精準地設(shè)計出剪力墻在建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體位置。不僅要保證剪力墻地支撐作用得到良好的發(fā)揮，同時還能留給居民一些合理改動自己房間格局的余地。由于剪力墻結(jié)構(gòu)自身具有一定的弊端，這就使得施工過程當中無法大面積地運用剪力墻結(jié)構(gòu)，因此剪力墻的位置如何設(shè)計就成了結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當中的一個重要的問題。

設(shè)計人員在制定剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，應(yīng)當結(jié)合具體的工程項目以及當?shù)氐耐庠谝蛩氐葐栴}進行合理的規(guī)劃設(shè)計。地震、臺風等自然災(zāi)害都會影響建筑的穩(wěn)定性，在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，要把這些因素都考慮進去。并結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計原則，合理使用先進的技術(shù)手段，完善建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃，充分體現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中的價值意義。在設(shè)計工作當中，要注重控制和節(jié)約成本，搜集相關(guān)的信息，為剪力墻選擇適合的材料。要充分考慮建筑整體結(jié)構(gòu)的平衡性，要確保剪力墻結(jié)構(gòu)的高度、寬度的協(xié)調(diào)性。滿足結(jié)構(gòu)對稱的要求，結(jié)構(gòu)對稱不是說要讓所有的剪力墻的大小、形狀都完全統(tǒng)一，而是要讓剪力墻在建筑整體結(jié)構(gòu)當中形成相互對稱的格局，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，在設(shè)計工作當中，要注重將剪力墻的設(shè)計盡量簡約化，剪力墻的造型不要過于復(fù)雜。避免給施工工作增加難度，特別是剪力墻的墻肢截面問題，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的整體特點來進行合理的思考，避免將墻肢截面設(shè)計得過于復(fù)雜，要用簡潔明了的方式來保障設(shè)計工作的質(zhì)量和效率。

2.科學(xué)處理剪力墻內(nèi)大墻肢的問題

由于剪力墻結(jié)構(gòu)對于延展性有一定的要求，因此在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作中，要使剪力墻結(jié)構(gòu)具備延展性的特征。大墻肢對于剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有著十分重要的作用，設(shè)計人員通常，會把剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計成為高狀結(jié)構(gòu)，由于大墻肢的設(shè)計而出現(xiàn)的彎曲問題會破壞墻體整體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致建筑的穩(wěn)定性遭到損害。為了避免這種情況，在保證剪力墻延展性的同時，必須對大墻肢問題進行科學(xué)的處理。設(shè)計人員可以對墻肢進行設(shè)計調(diào)整，將其分割成均勻小巧的短墻肢，從而有效地提升剪力墻的承重能力。設(shè)計人員也可以與施工的過程進行配合，在設(shè)計過程中把剪力墻體需要留出來的延展性孔洞納入設(shè)計工作的范圍當中，對其進行精確的計算，在施工完成之后對孔洞進行填充工作。一般來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢不能超過 8m，并且使剪力墻具有一次的延性，避免因為墻肢脆性造成剪切破壞。

3.墻體配筋的方式

剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計當中的主要承重結(jié)構(gòu)，墻體必須堅固結(jié)實。因此，相關(guān)設(shè)計人員在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，需要充分考慮墻體的配筋方式，鋼筋是穩(wěn)固墻體的重要材料，科學(xué)而合理的鋼筋配置可以保證墻體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，能夠保證墻體不受外力影響而彎曲，遭到破壞，還能有效地提升剪力墻的抗震效果，這都與建筑的整體質(zhì)量水平息息相關(guān)。同時，配筋率問題也與建筑施工的成本有著直接的聯(lián)系，它關(guān)系著建筑施工項目的經(jīng)濟收益問題。設(shè)計人員按照配筋率，可以將縱向的鋼筋放置在剪力墻的墻體內(nèi)部，而外部使用橫向的鋼筋。這樣即可以滿足建筑施工的要求，也可以有效地減少墻體的配筋量。

4.剪力墻的連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方式

連梁設(shè)計是保證剪力墻結(jié)構(gòu)房梁和墻體之間得到有效銜接的重要設(shè)計方式，它能夠保障銜接部分的密封性以及穩(wěn)定性，還可以有效提高剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度。設(shè)計人員在進行連梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作時，應(yīng)當重視它的跨高問題以及截面尺寸問題。這兩個問題都是影響連梁結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要因素，在設(shè)計工作中，要充分考慮受力影響因素，從結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體角度進行計算，采取剛度折減的方式進行處理。在這個過程當中，需要重點注意的問題是，折減的實際取值不能小于0.5，也不能高于1.0。合理控制折減值的范圍，能夠提高連梁結(jié)構(gòu)的承載力。另外，在折減值剛度確定完成以后，如果建筑工程的正截受彎承載力，和斜面受剪承受壓力等方面存在問題的話，也可利用降低連梁高度、減小整體剛度的方式進行適當?shù)恼{(diào)整。從而保證墻面良好的承載能力，保證建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。