建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)探討

宋子文

摘? ? 要：隨著人類數(shù)量的不斷增加地球壓力也不斷升高，這也是建筑領(lǐng)域近年來飛速發(fā)展的重要原因，在這個(gè)過程中不僅是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，人們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平也有顯著提高。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻是其中的一個(gè)局部，剪力墻的構(gòu)建水平，通常會(huì)影響到修建的整體水平，所以，此文主要針對(duì)在工事建筑中的抗震墻進(jìn)行研究和分析，并希望能夠?qū)ㄖこ痰慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供力所能及的幫忙。

關(guān)鍵詞：剪力墻設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑工事

1? 引言

本文主要介紹了剪力墻的功能，在修建的工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相當(dāng)于整個(gè)項(xiàng)目基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)框架，是整體的一個(gè)前提，及其在不同的建筑中如何設(shè)計(jì)展開探討，尤其是在超高層建筑中剪力墻的設(shè)計(jì)更是對(duì)建筑本身的穩(wěn)定能力、抗震能力和抗風(fēng)能力起到了很直接的用處。此文還對(duì)針對(duì)剪力墻給出了簡單的概括描述，并且對(duì)在剪力墻設(shè)計(jì)過程中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并對(duì)其提了相應(yīng)的建議。希望能夠?yàn)閲业慕ㄖな碌募袅?gòu)建的發(fā)展作出些許貢獻(xiàn)。

2? 抗震墻的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能及短肢抗震墻的基本情況介紹

（1）剪力墻又稱為抗震墻，是因?yàn)樵诮ㄖ镏胁坏惺芙ㄖ锉旧韼淼拇怪眽毫Γ瑫r(shí)還承受風(fēng)力或地動(dòng)引起的震力。（2）又因?yàn)榧袅Σ坏蟹指舻淖饔眠€能夠保護(hù)建筑，所以墻體的分布不但要滿足建筑物在水平構(gòu)造要求，還需要滿足其在空間結(jié)構(gòu)的分布情況。（3）相對(duì)于普通墻體結(jié)構(gòu)，剪力墻構(gòu)造不但有相似的承重能力，還有更好的抗側(cè)力功能和穩(wěn)定功能，還有較好的立體性作用，所以常用于高層的建筑物或者普通建筑。（4）抗震墻結(jié)構(gòu)一般適用住宿小區(qū)、旅館等單體空間比較小的建筑，抗震墻的缺點(diǎn)就是建筑平面布置相對(duì)固定，通常情況下要求空間大的建筑不方便用剪力墻，另外墻體自身的重量相對(duì)較大，靈活性也就差，其優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向穩(wěn)定性大，在水平負(fù)載力作用下位移量小。

短肢抗震墻體結(jié)構(gòu)型式的特點(diǎn)有以下幾種：①綜合構(gòu)筑水平面和間隔墻的位置來確定垂直墻體的分布，并且基本上不和建筑物的其他墻的功能產(chǎn)生沖突。②墻的數(shù)量可視情況而定，肢長可按要求符合要求的情況下隨意設(shè)置，主要是滿足抗側(cè)力的要要求來設(shè)計(jì)，還能夠經(jīng)過改變墻的長度和安情況任意調(diào)整受力中心的位置;③相對(duì)于其他剪力墻不但能夠靈活布置，還有更多的選擇方案，并且設(shè)計(jì)規(guī)劃相對(duì)簡單;④墻于與墻之間的連接支柱，可以隨著墻肢共同布置在間隔墻垂直平面內(nèi);⑤可以利用抗震墻的中心，確定構(gòu)建主要的抗側(cè)力構(gòu)件的形狀，用來滿足建筑所需要的抗側(cè)能力的需求。

2? 剪力力墻的設(shè)計(jì)概述

在整個(gè)建筑工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中剪力墻的設(shè)計(jì)是相對(duì)獨(dú)立的，由于剪力墻的優(yōu)勢(shì)是相對(duì)于普通墻體能夠承受更大強(qiáng)度的力，所以在設(shè)計(jì)方面和普通墻體也有幾點(diǎn)不同之處：首先，對(duì)作用于剪力墻上的垂直或是水平方向的力進(jìn)行較為精準(zhǔn)的測(cè)量，通過數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)墻體的整體受力計(jì)算，用于保證剪力墻受到的力在承受的范圍之內(nèi);其次，對(duì)墻體的側(cè)面和正面進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，并對(duì)斜截面的承受能力進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析和驗(yàn)證。只有經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算，才能將剪力墻的負(fù)載水平最大程度的展示出來。下面簡單介紹短肢抗震墻的設(shè)計(jì)要求：（1）因?yàn)槎讨拐饓Y(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力相對(duì)與普通剪力墻結(jié)構(gòu)其承受側(cè)立的能力小了很多，設(shè)計(jì)時(shí)需要按要求布置多個(gè)長墻，用于加強(qiáng)建筑物的剛度。（2）建筑水平面外邊部的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是抗震薄弱部位，當(dāng)發(fā)生劇烈晃動(dòng)時(shí)，就會(huì)增強(qiáng)原有的變形，使其墻肢發(fā)生裂痕甚至斷裂，對(duì)于這種情況就需要加大其抗震構(gòu)造的內(nèi)部措施，例如可以增加鋼筋和鋼筋之間的配筋分布率。（3）在超高或是高層層建筑中若是短肢抗震墻結(jié)構(gòu)承受的壓力過大的情況下，一般情況下出現(xiàn)全體構(gòu)造發(fā)生彎曲的情況，底邊和外部的墻肢受較大的垂直負(fù)載和回旋力的情況下會(huì)出映出外圍周邊墻體裂開的情況，對(duì)次就需要對(duì)外部墻肢增加大橫向?qū)挾群团浣畈贾?，用來增?qiáng)墻體的延伸能力和抗震的能力。（4）為了使受力中央與建筑物的形心盡量接近，墻肢之間需要盡可能的平勻散布，在必要時(shí)可以加長肢墻來改變受力中心。

3? 剪力墻設(shè)計(jì)中的常見問題

剪力墻的設(shè)計(jì)在高層建筑中能夠更好的顯示出來（一般為大于20層的建筑物），隨著剪力墻的發(fā)展其好處越來越明顯，其在小于20層的（低層）建筑中也有越來越多的應(yīng)用。

3.1? 高層建筑建筑物出現(xiàn)的常見問題

在構(gòu)筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基本上都會(huì)有部分施工人員會(huì)忽視高層建筑和低層建筑的差別。例如：在建筑工程大于20層的高層建筑過程中運(yùn)用短肢剪力墻設(shè)計(jì)方法，出現(xiàn)這種情況就會(huì)造成建筑物底部穩(wěn)定系數(shù)不達(dá)標(biāo)，從而導(dǎo)致建筑物整體出現(xiàn)問題。需要注意的是（建筑在超過20層以后，在抗震墻的設(shè)計(jì)過程中，其剪力系數(shù)需要達(dá)到10以上）。

3.2? 低層建筑物剪力墻設(shè)計(jì)中常見的基本問題

在低層建筑物的建造過程中，使用剪力墻設(shè)計(jì)后卻采用傳統(tǒng)的墻體建造方式，這樣一來，剪力墻的剪力墻應(yīng)有的能力不但會(huì)無法展示出來，而且還會(huì)耗費(fèi)更多的建筑成本。所以在這里使用短肢剪力墻的設(shè)計(jì)可以節(jié)約成本，還能將建筑物的結(jié)構(gòu)定點(diǎn)，及其結(jié)構(gòu)底部穩(wěn)定性控制在可控范圍之內(nèi)。

4? 建筑工程中剪力墻的設(shè)計(jì)和分析

4.1? 選用合理的設(shè)計(jì)方法

在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中剪力墻的設(shè)計(jì)方案是全體設(shè)計(jì)方案的前提，只有運(yùn)用正確且合理的設(shè)計(jì)技術(shù)才能設(shè)計(jì)出良好抗震墻方案，并且只有好的方案才能展現(xiàn)剪力墻的利用價(jià)值。又因?yàn)榧袅ψ陨淼氖芰顟B(tài)一般在彎道處，所以在對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)過程中就優(yōu)先考慮能不能把它設(shè)計(jì)成寬細(xì)狀，這樣可以保持剪力墻有較好的延展性。

4.2? 剪力墻的位置布置要合理

剪力墻不僅需要好的設(shè)計(jì)，還需要好的合理的分布。只有將剪力墻的重量中心和剛度中心結(jié)合布置在一起，這樣不僅能夠增強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性還能減少剪力墻自身受到破壞的幾率。然后，在布置過程中還需要考慮到剪力墻的最大特性，將其側(cè)向受力能力發(fā)揮出來，這樣也有助于建筑物抵抗自然災(zāi)害的能力。

4.3? 剪力墻的核心——延伸性

在剪力墻的設(shè)計(jì)中還需要將剪力墻的延伸性好好地發(fā)揮出來，剪力墻抗震的能力大部分源于自身的延伸性，這樣不經(jīng)能保證建筑的安全還能保證其有更長的壽命。對(duì)于這一點(diǎn)，可以采用自身連貫性來支持抗震墻的承受功能，從而合理的保證抗震墻的利用率和合理性。

4.4? 提高剪力墻的強(qiáng)度和周期性

剪力墻直立鋼筋、水平鋼筋的配筋分布狀況況，需要符合下面的要求：三級(jí)及其以下地震，抗震墻的直立和水平鋼筋配筋分布率大于0.25%是基本;四級(jí)及以上剪力墻配筋分布一般需要超過0.20%;鋼筋之的間距要求小于300mm，直徑要在8mm以上。有些抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻底邊需要增強(qiáng)穩(wěn)定性，直立和水平之間鋼筋配筋分布率均要求超過0.3%，鋼筋之間的距離要求不超過200mm。這樣的設(shè)計(jì)可以提高建筑物的抗震能力。

4.5? 建筑用料的科學(xué)運(yùn)用

剪力墻的能否起到作用不但受制于，墻體的設(shè)計(jì)和布置方法，還和所用材料有著很大的關(guān)系，隨著我國高層建筑的飛速發(fā)展，各種混凝土的的強(qiáng)度也逐漸提高，應(yīng)用的范圍也逐步提高，其中各種材料和運(yùn)輸中需要骨料的添加都需要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算。

5? 結(jié)束語

伴隨社會(huì)的發(fā)展人類所需要的的建筑也會(huì)越來越多，但受制土地面積的不可增加，建筑物向上發(fā)展的趨勢(shì)是世界發(fā)展的必然事件，所以剪力墻的的發(fā)展也是大勢(shì)所趨，為世界建筑的發(fā)展和中國特色建筑的延伸做出貢獻(xiàn)，是當(dāng)下我們學(xué)習(xí)這個(gè)學(xué)科的終極目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李汗珠.建筑工程設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)分析[J].江西建材，2015（2）.