建筑工程剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

時玉筱

（山西八建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024）

1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念、原則及主要內(nèi)容

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

剪力墻設(shè)計主要指能夠承受建筑物的豎向荷載、風(fēng)向荷載、水平荷載的墻體結(jié)構(gòu)。剪力墻與傳統(tǒng)木墻相似，但是剪力墻的工程性能卻遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)木墻。因此，在設(shè)計剪力墻時，設(shè)計人員應(yīng)該做好墻體整體結(jié)構(gòu)作用力、水平方向作用力、垂直方向作用力等設(shè)計，才能準(zhǔn)確計算出墻體截面的承載力，保證剪力墻的斜截面能夠承載整個建筑荷載。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

剪力墻設(shè)計過程中還需遵循一定的設(shè)計原則才能實(shí)現(xiàn)。剪力墻結(jié)構(gòu)是由連梁和墻肢兩個部分組成的。設(shè)計人員應(yīng)該按照工程實(shí)際施工情況進(jìn)行科學(xué)的選擇，保證剪力墻具備很好的建筑剛度和抗震性。同時，設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需要確保剪力墻結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢能夠被發(fā)揮出來，以便提升建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性和可靠性。

1.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是一項費(fèi)時費(fèi)力的工作，設(shè)計人員不僅需要具備很好的耐心，而且還需要具備很好的計算能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，才能做好剪力墻結(jié)構(gòu)各個部分的受力情況分析才能根據(jù)工程施工要求合理設(shè)計剪力墻各個部分的結(jié)構(gòu)，確保剪力墻具備很好的延伸性和強(qiáng)度。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1 選擇合適的設(shè)計方法

合適的剪力墻設(shè)計方法能夠?qū)⒓袅Φ膬?yōu)勢最大程度地發(fā)揮出來。因此，設(shè)計人員在設(shè)計之初，為了確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和安全性，一定要綜合考慮剪力墻結(jié)構(gòu)的受彎曲程度和高延展特點(diǎn)來進(jìn)行合理設(shè)計。設(shè)計過程中還應(yīng)該特別注意剪力墻的長度，如果剪力墻設(shè)計過長，那么就會導(dǎo)致剪力墻變?yōu)榈蛯捈袅?，無法滿足建筑工程抗震要求。

2.2 做好結(jié)構(gòu)的有效布置

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中實(shí)現(xiàn)剪力墻的合理布置能夠有效提升建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。通常情況下，設(shè)計人員在進(jìn)行剪力墻設(shè)計時，一般會將剪力墻的剛度核心和重量核心布置在一起，盡量使用對稱方法來做好剪力墻的平面設(shè)計，有助于降低剪力墻發(fā)生扭矩現(xiàn)象的概率，提升剪力墻的抗震性能。另外，設(shè)計人員在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，還應(yīng)該盡量避免單向形式的剪力墻設(shè)計，確保剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠?qū)?cè)向剛度發(fā)揮出來。

2.3 合理控制延伸性

合理控制剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的延伸性是建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點(diǎn)。因?yàn)榧袅ψ陨斫Y(jié)構(gòu)具備很好地延伸性，因此，設(shè)計人員在設(shè)計過程中需要使用對稱設(shè)計方法或者均勻設(shè)計方法以及上下連貫設(shè)計方法來確保剪力墻結(jié)構(gòu)的耐久性和整體性，避免剪力墻結(jié)構(gòu)遭受各種破壞。

2.4 提升剪力墻的性能和強(qiáng)度

在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提升剪力墻的性能和強(qiáng)度是設(shè)計階段中的重要部分，它對于提升整個建筑結(jié)構(gòu)的安全性有著重要的作用。因此，我國有關(guān)部門就專門針對剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了規(guī)定，保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計具備很好的可靠性，保證豎向分布鋼筋的合理配筋率達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。例如：在進(jìn)行抗震等級為一、二、三等級的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員一定要確保配筋率達(dá)到0.25%以上；而對于抗震等級為四級的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員一定要確保配筋率達(dá)到0.2%以上。同時，在增強(qiáng)剪力墻的使用性能和強(qiáng)度時，設(shè)計人員一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定充分利用建筑結(jié)構(gòu)邊緣和約束邊緣來進(jìn)行剪力墻構(gòu)件的設(shè)計，保證矩形面的剪力墻結(jié)構(gòu)具備最大承載力，以此來提升剪力墻的設(shè)計水平。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

3.1 二十層以下樓層的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國大部分二十層以下樓層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)的施工方法依舊是傳統(tǒng)的施工現(xiàn)澆方式，這種做法沒有將剪力墻的承載力發(fā)揮出來。因?yàn)樵诩袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計中，各個墻肢的軸壓比很小，墻體配筋方式也只能夠采用構(gòu)造配筋的形式進(jìn)行。為此，施工單位遇到這種情況，一般會采取現(xiàn)澆短肢剪力墻結(jié)構(gòu)來替代原有的剪力墻結(jié)構(gòu)，有助于實(shí)現(xiàn)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的位移、周期等控制。

3.2 框支剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

在建筑工程施工結(jié)構(gòu)中，剪力墻的上部施工通常采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。而對于建筑物底部，通常利用全落地剪力墻與框架支撐剪力墻來實(shí)現(xiàn)。這種操作方式通常應(yīng)用于商業(yè)性住宅小區(qū)或者商鋪。但是這種施工方法具備很差的抗震性，一旦遇到較大的地質(zhì)災(zāi)害就會出現(xiàn)建筑塌方問題。因?yàn)榧袅Φ纳舷虏课恢g的剛度存在較大差異性，上部能夠承受較大的外力，在外力作用下發(fā)生較小的變形，而下部在外用的作用下容易發(fā)生較大的變形。

3.3 二十層以上樓層的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

我國二十層以上的樓層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)的施工方法依舊采取了短肢剪力墻來實(shí)現(xiàn)墻體施工。施工單位并沒有根據(jù)工程項目實(shí)際使用特點(diǎn)來選擇不同的剪力墻施工，導(dǎo)致剪力墻的底部剪力系數(shù)不達(dá)標(biāo)，從而影響整個建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。目前，我國建筑結(jié)構(gòu)中的剪力系數(shù)為10聯(lián)以上才達(dá)標(biāo)。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)在我國高層建筑工程中得到廣泛使用，這種新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法具備很好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，能夠更好的滿足人們對于建筑物的使用需求。