對于剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)造的幾點(diǎn)思考

熊曉波

摘 要：隨著人們的生活水平朝著小康社會的方向發(fā)展，人們對于生活各方面的要求變得越來越高。尤其在居家環(huán)境方面，對于房屋的設(shè)計(jì)建筑等方面的要求變得越來越多樣化。從以木頭為主要的建筑材料到以磚石為主要的建筑材料，住宅的結(jié)構(gòu)形式以及格局的設(shè)置，逐漸成為人們選擇住房的要求之一，在建筑上采取的主要的結(jié)構(gòu)形式主要有框架、剪力墻、框架等等。在這其中剪力墻結(jié)構(gòu)作為抗震的有力手段被廣泛應(yīng)用于住宅建筑之中，尤其是在高層建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用更加廣泛。本篇論文將主要對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過分析剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造給人們在建筑商提供更多的參考意見和建議。

關(guān)鍵詞：剪力墻;構(gòu)造;裂縫

隨著人們對于建筑物設(shè)計(jì)的愈加關(guān)心，剪力墻設(shè)計(jì)逐漸受到人們的青睞。剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)能力，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最主要的抗震的構(gòu)造，在合理的設(shè)計(jì)之下，剪力墻結(jié)構(gòu)不僅能夠滿足人們對于住宅的要求，在地震過程中它所能承受的地震作用也會相應(yīng)的擴(kuò)大。剪力墻的類型分為平面和筒體兩種，平面的主要在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)中較常見，筒體則常見于高層的建筑物和一些比較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中。剪力墻按材料分為鋼板、混凝土和配筋切塊三種類型，其中應(yīng)用最廣泛的的材料是混凝土制作的剪力墻結(jié)構(gòu)。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)的類型

剪力墻結(jié)構(gòu)可以大概劃分為六種類型，根據(jù)墻上的洞的大小、多少和如何排列進(jìn)行劃分有整體墻、小開口的整體墻、不規(guī)則洞口的剪力墻、連肢墻、框支剪力墻還有壁式框架剪力墻這幾種類型。其中整體墻的墻面幾乎沒有洞口，與之相反，小開口墻的墻面的洞口比整體墻的洞口來說相對較大，而連肢墻也有一列洞口存在，以此類推墻面之間有較大的區(qū)別。除此之外，還可以根據(jù)受力的不同分為獨(dú)立墻肢、整天小開口型、整截面、連肢和壁式框架這幾種類型。不同樣式的墻面結(jié)構(gòu)使大眾對于剪力墻的選擇變得更加多樣化，根據(jù)自己的需要去建構(gòu)不同的墻面樣式，在增強(qiáng)穩(wěn)固性的基礎(chǔ)之上，增加墻面的美觀效果[1]。

2 剪力墻的結(jié)構(gòu)與功能

2.1 設(shè)計(jì)的原則

剪力墻設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢就是為了應(yīng)對地震對房屋造成的影響，以及在地震發(fā)生時(shí)避免房屋坍塌對人造成的傷害，出于這個(gè)原因剪力墻的設(shè)置主要是以雙向的均勻布置為主，因此對于階梯和電梯處的布置結(jié)構(gòu)是以一種不規(guī)則的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃的，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前首先要考慮階梯會對整體構(gòu)造產(chǎn)生的影響，然后考慮空間的搭配和合理劃分，最后敲定設(shè)計(jì)施工的方案。

樓層的設(shè)計(jì)使豎線上的物件首先作為抗震的初防線，首先遭到破壞，與之相反整體的設(shè)計(jì)則總是趨向于使橫線上的物件首先承受壓力，這樣就會使整體的建筑遭受較小的損害，在一定程度上對整體的建筑具有一定的保護(hù)性。在地震發(fā)生時(shí)，剪力墻的墻肢被破壞，因此在最初進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意連梁的設(shè)計(jì)，避免連梁破壞影響墻肢。所以在設(shè)計(jì)上盡量使兩部分可以進(jìn)行獨(dú)立工作，避免任意一部分會對另一部分的破壞，在設(shè)計(jì)上需要遵循“強(qiáng)墻弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”的原則，借以提高結(jié)構(gòu)整體對于地震的抗壓能力，增加建筑的穩(wěn)固性。

2.2 對于墻肢的要求

剪力墻建筑對于地震的抗壓性，需要在其結(jié)構(gòu)的底部進(jìn)行加固，加固的部位的厚度應(yīng)當(dāng)按照具體的要求進(jìn)行加厚，而并非加固的部分也應(yīng)當(dāng)按照要求進(jìn)行一部分的墊底（不通順）。不同的地震程度對于墻壁厚度的要求也不同，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要根據(jù)對于這一部分的特殊要求進(jìn)行不同程度的加厚。在對邊緣構(gòu)件進(jìn)行約束的同時(shí)要符合整體建筑的規(guī)范和要求，對其進(jìn)行約束的構(gòu)件對長度和寬度也有一定的要求，為了整體建筑的安全和合理性需要按照要求進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。最后在進(jìn)行墻肢配筋的裝置時(shí)，當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度較大時(shí)，至少要采用雙排鋼筋，在進(jìn)行連接的同時(shí)，底部也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)募用苓B接。不管是水平方向還是垂直方向，都要進(jìn)行合理的配置，以確保整體建筑的效果[2]。

2.3 對于連梁的要求

在對連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，連梁頂部和底部嵌入墻內(nèi)的部分的深度，在抗震設(shè)計(jì)和非抗震設(shè)計(jì)中對于連梁的要求也存在一定的差別，因此需要根據(jù)顧客的要求做適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。在對連梁進(jìn)行連接設(shè)置時(shí)，應(yīng)該按照加密區(qū)的要求對連接處進(jìn)行設(shè)計(jì)，所采用的構(gòu)件的直徑和間距都需要按照要求進(jìn)行合理的規(guī)劃。在頂部的連梁在進(jìn)行垂直方向嵌入墻體，進(jìn)行連接時(shí)連接時(shí)的構(gòu)建兼需要在150mm之內(nèi)，與此同時(shí)水平方向的連接構(gòu)件不至于在連梁的范圍之內(nèi)，它的長度需要根據(jù)連梁的高度及其變化進(jìn)行修改，以求達(dá)到最適合的范圍。

3 裂縫問題

3.1 裂縫的特征

裂縫問題是指在施工的過程中出現(xiàn)的墻體開裂的現(xiàn)象，一般來說，在使用鋼筋混凝土進(jìn)行構(gòu)件的剪力墻的裂縫可以區(qū)分為表面不規(guī)則的和貫穿性的裂縫兩種。表面不規(guī)則的裂縫是在剛開始進(jìn)行施工后，在墻體的表面出現(xiàn)的裂縫，很寬而且特別的密集，但是進(jìn)入墻體的深度不是很深，因此這種裂縫對于整體建筑造成的影響一般不會特別大，對于這種裂縫可以采用適當(dāng)?shù)霓k法去處理。而貫穿性的裂縫一般以垂直方向上的裂縫為主，這種裂縫在墻體施工后幾天會出現(xiàn)，它的走向一般與地面接近垂直。這種裂縫與后面不規(guī)則的裂縫相比來說傷害較大，深度也較大。所以在建筑施工的過程中，要更為注意裂縫的出現(xiàn)，避免出現(xiàn)貫穿性裂縫，對建筑設(shè)計(jì)造成的損害，影響建筑的安全性。

3.2 裂縫的原因

對于裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：一是混凝土在收縮過程中受到的壓力過大，一部分是由于水泥的使用量增大，水與灰的配比減少是造成混凝土收縮最主要的原因，在攪拌混凝土的過程中，為了滿足運(yùn)輸?shù)囊?，里面添加?xì)骨料，包裹在細(xì)骨料上的水泥變少就會削弱混凝土的混合及粘性。二則是混凝土的溫度的原因，硅酸鹽水泥的使用使水泥的溫度較高，而且較為集中，在混合的過程中散發(fā)出大量的熱量。而且養(yǎng)護(hù)的力度不足就會造成墻體表面水分散失于內(nèi)部之間水分出現(xiàn)差異，從而造成裂縫。最后一點(diǎn)就是因?yàn)榧袅Τ惺軄碜愿鞣矫娴募s束，這些約束使剪力墻受到限制不能發(fā)生變化[3]。

3.3 對于裂縫的防治

為了避免裂縫的出現(xiàn)，可以調(diào)整一下混凝土的組成部分，控制一下各種不同的建筑材料使用的分量。在進(jìn)行模板的拆除和養(yǎng)護(hù)的過程中，適當(dāng)?shù)难娱L一下養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，縮小溫度差異，保證后期出現(xiàn)的效果比較完美。而且可以加入一定劑量的膨脹劑，在一定程度上避免水分散失墻體收縮帶來的影響。再者可以在剪力墻上可以打一些小洞，將較長的墻變成較短的墻，以控制收縮產(chǎn)生的裂縫和導(dǎo)致的墻體變形。而且可以設(shè)置一些暗梁，適當(dāng)縮小裂縫的長度。裂縫的問題可大可小，因此在處理時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場的情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗暮托扪a(bǔ)，采取恰當(dāng)?shù)拇胧┍Ｗo(hù)建筑的穩(wěn)固。

4 結(jié)語

住宅安全問題關(guān)乎每個(gè)人的生活質(zhì)量和幸福，在進(jìn)行建筑施工設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要考慮舒適性更要考慮安全性，在科技不斷發(fā)展的當(dāng)今社會，需要以更加安全和科學(xué)的建筑施工方案，對建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。剪力墻的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)盡管較為穩(wěn)固但同時(shí)還存在一定的問題，在進(jìn)行建筑的過程之中需要考慮到多方面的問題，在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)和改正，避免后期建筑完成時(shí)再進(jìn)行大規(guī)模的修改和彌補(bǔ)，在不斷完善和提高水平的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工結(jié)果的完美呈現(xiàn)，讓人住上更加安全放心的住宅。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊靜. 基于BIM的剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué)，2016.

[2]桓秀劍. 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用研究[D].長江大學(xué)，2016.

[3]蔣歡軍，李書蓉. 帶可更換部件的聯(lián)肢剪力墻抗震性能研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2020，41（01）：24-32+41.