建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

朱雨

摘要：國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，對(duì)于建筑行業(yè)的要求也是隨之提高。剪力墻憑借著良好抗震、抗風(fēng)以及承受重力荷載的功能作用，對(duì)于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有積極輔助作用。鑒于此，本文重點(diǎn)對(duì)建筑工程領(lǐng)域中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析研究，對(duì)其剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了闡述，并且對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑工程

前言

在建筑工程領(lǐng)域，剪力墻設(shè)計(jì)的靈活應(yīng)用較大程度解決了當(dāng)前高層建筑抗震、抗風(fēng)難題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，剪力墻作為主要的承擔(dān)橫向力作用，并且對(duì)外整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)起到更好的支撐穩(wěn)定作用，以確保建筑安全。同時(shí)，剪力墻能夠有效保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)施工的工作人員，并能有效保護(hù)好財(cái)產(chǎn)設(shè)備。故而，要穩(wěn)固建筑結(jié)構(gòu)性能，建筑企業(yè)應(yīng)該高度重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在其中合理應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)，繼而確保整個(gè)建筑質(zhì)量能夠顯著提升。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)概述

在建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中，主要用作抗側(cè)向水平力、抗震的結(jié)構(gòu)，也常被之為抗風(fēng)墻和抗震墻。剪力墻的作用主要是為了更好的鞏固建筑的穩(wěn)定作用，減小水平位移，對(duì)于側(cè)拉力緩沖較為明顯。按照施工的方法差異，可將其分為現(xiàn)澆框架、水泥預(yù)制等結(jié)構(gòu)類(lèi)型。剪力墻作為一種特殊建筑結(jié)構(gòu)，實(shí)際用鋼量不高，但可以更好的起到減小建筑側(cè)向位移，并且起到較好的抗震功用。剪力墻通常用于高層建筑物，在高層建筑物內(nèi)常常使用剪力墻結(jié)構(gòu)。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1 平面內(nèi)搭接

梁柱的最佳取代結(jié)構(gòu)就是剪力墻。在對(duì)承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)階段，要將梁和柱的功能進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)籌。設(shè)計(jì)階段，要將剪力墻進(jìn)行有序排列，通常是將其按照順軸方向進(jìn)行放置。同時(shí)，在垂直方向布置剪力墻時(shí)也要保證其連續(xù)性，不能降低其剛性，倘若在剪力墻結(jié)構(gòu)施工開(kāi)洞，要保證施工結(jié)果符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。再者，在設(shè)計(jì)、應(yīng)用剪力墻時(shí)，要將其功能納入考慮范疇之內(nèi)，不能將其過(guò)多應(yīng)用到工程建筑中，應(yīng)該將剪力墻應(yīng)用在較為關(guān)鍵位置，以發(fā)揮其主要作用。剪力墻發(fā)揮最為顯著的功能之一就是抵抗建筑的橫向力，倘若豎向承受重力過(guò)大，將直接影響到實(shí)際效果。故而，在設(shè)計(jì)階段，要將剪力墻的特點(diǎn)作用充分考慮到，并且對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)、應(yīng)用。

2.2對(duì)墻體進(jìn)行受力分析

剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛，發(fā)揮作用明顯，主要是由于墻面在整體結(jié)構(gòu)中承載著各種作用力。故而，進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)建筑的現(xiàn)實(shí)需求，尤其是在承受彎矩階段，可以將實(shí)體剪力墻應(yīng)用其中。但在進(jìn)行抗側(cè)拉力階段，可以應(yīng)用另外設(shè)計(jì)方式，以更好的發(fā)揮出剪力墻的作用。

2.3 調(diào)整超限

（1）進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)，主要是參考樓層間所承受的剪承載力進(jìn)行決策。比如最初建筑設(shè)計(jì)階段，為提升建筑抗震性能，就會(huì)刻意控制建筑總體重量。設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，只能在確保不影響建筑重量要求的前提下進(jìn)行應(yīng)用，以避免側(cè)面拉力的作用影響。同時(shí)，為了控制建筑成本，通常會(huì)嚴(yán)控使用剪力墻。

（2）調(diào)整樓層高度避免位移問(wèn)題發(fā)生。地震現(xiàn)象會(huì)使得建筑在水平方向產(chǎn)生位移，嚴(yán)重影響到建筑安全。故而，設(shè)計(jì)使用剪力墻時(shí)，應(yīng)避免承受過(guò)多豎向作用力，要充分發(fā)揮其抗橫向力的作用功能。設(shè)計(jì)階段，要嚴(yán)控樓層之間高度，這將有利于減少樓層間的橫向位移。

（3）設(shè)計(jì)階段，超出規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以外的都是不符規(guī)定的設(shè)計(jì)方案。對(duì)剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證剪力墻連續(xù)梁跨高比不小于2.5，倘若無(wú)法達(dá)到該要求，都是不符合規(guī)范要求，跨度過(guò)小或者過(guò)大都會(huì)影響到建筑安全。比如跨度過(guò)大將會(huì)提高剪力墻的重力作用，易于引發(fā)剪力墻出現(xiàn)墻體突變，留下風(fēng)險(xiǎn)隱患。在該種情況條件下，通常會(huì)設(shè)計(jì)使用框架式剪力墻，但當(dāng)超限時(shí)，就要調(diào)整剪力墻的設(shè)計(jì)方式，以滿(mǎn)足建筑的功能需求，以規(guī)避剪力墻發(fā)生剛度突變現(xiàn)象。

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

3.1剪力墻截面的厚度

在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)階段，要嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范要求對(duì)剪力墻橫截面厚度進(jìn)行把控。再者，剪力墻的主體結(jié)構(gòu)是參考國(guó)家有關(guān)規(guī)范來(lái)計(jì)算截面厚度。比如在設(shè)計(jì)剪力墻底部橫截面積時(shí)，短肢剪力墻厚度控制在0.2m以上。同時(shí)，去除底部外，其他部位的厚度也要控制在0.18m以上，只有設(shè)計(jì)時(shí)剪力墻保證足夠的厚度，才能保證其性能需求。

3.2剪力墻體平面布置

剪力墻設(shè)計(jì)階段，首先要進(jìn)行剪力墻體平面布置，并且依據(jù)規(guī)范要求的設(shè)計(jì)原則，將剪力墻中心能夠更好的契合墻體的實(shí)際剛度，繼而保證功能要求符合規(guī)范要求，以實(shí)現(xiàn)墻體保持良好平衡作用。另外，在對(duì)墻體平面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到主軸方向進(jìn)行排列，通常情況下會(huì)選擇多方向或者雙方向進(jìn)行安排，該種安排方式能夠使得墻體能夠達(dá)到預(yù)期平衡功效。當(dāng)剪力墻的安全性能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求后，要充分考慮到剪力墻的現(xiàn)場(chǎng)施工，要制定更切合實(shí)際的管控措施降低施工成本，比如降低其側(cè)抗拉力剛度等方式。另外，采用該種方法在降低施工成本的同時(shí)，也能夠有效控制墻體重量。

3.3 連梁鋼筋的配置

鋼筋作為剪力墻構(gòu)造的主要原材料，主要是由于鋼筋的抗拉、抗壓、屈服強(qiáng)度等性能具備較好優(yōu)勢(shì)性能，將其應(yīng)用在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠使得剪力墻的抗震和承載能力有質(zhì)的飛躍。再者，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，最為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是對(duì)于梁的設(shè)計(jì)，這將影響著剪力墻的穩(wěn)定作用以及安全性能。

3.4 墻身鋼筋的配置

墻身作為剪力墻結(jié)構(gòu)的主體區(qū)域，承擔(dān)著建筑結(jié)構(gòu)多種作用力。故而，配置墻身鋼筋時(shí)，要按照國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，在對(duì)設(shè)計(jì)剪力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要科學(xué)校驗(yàn)鋼筋配比。另外，在驗(yàn)算鋼筋配比階段，要對(duì)剪力墻水平、垂直方向的承載力進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、分析。比如剪力墻的抗震性能優(yōu)化，要求鋼筋配置達(dá)到不低于三級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的墻身配筋率在垂直和水平方向要達(dá)到0.25%以上，并且鋼筋間距在垂直和水平方向上要控制到300mm，相應(yīng)的直徑控制到8mm以上。

4結(jié)束語(yǔ)

剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作用明顯，將直接影響到整個(gè)建筑框架的安全穩(wěn)定性。故而，在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且結(jié)合建筑現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際需求，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以發(fā)揮出剪力墻的最大效能，對(duì)于提升工程質(zhì)量、安全和節(jié)省造價(jià)作用意義明顯。

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（作者單位：南京中核能源工程有限公司）