淺談剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

于海躍

吉林東北亞國際工程技術(shù)集團(tuán)有限公司 吉林長春 130000

時(shí)代在進(jìn)步，科技在發(fā)展。人們的生活觀念也在不斷更新。當(dāng)下人們對(duì)于建筑質(zhì)量和性能的要求越來越高。相比過去單一的建筑結(jié)構(gòu)，人們還要在追求建筑穩(wěn)定性的同時(shí)，考慮到建筑本身的美觀性。在城市化進(jìn)程和農(nóng)村人口大規(guī)模向城市遷移的背景下，建筑行業(yè)得到了迅速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)在滿足現(xiàn)代人對(duì)于質(zhì)量、美觀等因素的要求下，使用各種先進(jìn)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來滿足用戶的需求，其中剪力墻建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢(shì)，這也就在很大程度上推動(dòng)了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述

在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要組成部分。就目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，未來剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必然成為未來建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中充當(dāng)墻體的作用，起到對(duì)整個(gè)建筑的支撐作用。一般情況下，建筑當(dāng)中所使用的墻體材質(zhì)大多都是以鋼筋混凝土為主，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠代替原有的主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)起整個(gè)建筑的負(fù)荷，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比傳統(tǒng)的房梁和支撐柱的設(shè)計(jì)更加美觀，其支撐效果也更勝以往。除此之外，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益也非常高。在實(shí)際的房屋建筑過程當(dāng)中，利用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠大幅度降低建筑的建設(shè)成本。正由于剪力墻結(jié)構(gòu)擁有如此卓越的性能以及能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)收益而被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)當(dāng)中。從整體上看，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有許多，若將整個(gè)建筑設(shè)計(jì)都采納這種設(shè)計(jì)必然能夠在節(jié)省大量建筑成本的情況下，建設(shè)出性能卓越、美觀且質(zhì)量不錯(cuò)的建筑，但事實(shí)卻相反，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑使用上存在著次數(shù)限制，一旦過度使用便會(huì)影響到建筑的使用壽命。在考慮建筑抗震性能時(shí)，必須要注意到地震傾覆力矩結(jié)構(gòu)所能承受的力是剪力墻結(jié)構(gòu)的兩倍，因此，建筑工作者在使用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮到全面，將剪力墻結(jié)構(gòu)控制在合適的使用范圍內(nèi)，讓其發(fā)揮最大的價(jià)值[1]。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則

2.1 調(diào)整樓層間的剪力系數(shù)

剪力墻結(jié)構(gòu)性能卓越，但是在其投入使用方面，建筑工作人員需要進(jìn)行實(shí)行考察和分析，不能進(jìn)行盲目的設(shè)計(jì)，以防止剪力墻結(jié)構(gòu)的濫用而影響到整個(gè)建筑的質(zhì)量。工作人員的需要根據(jù)剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇其最合適的設(shè)計(jì)方法，以便發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢(shì)。剪力墻結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮受施工技術(shù)的影響，所以為了保證其功能的正常發(fā)揮，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮影響其功能發(fā)揮的各個(gè)因素，從而保證剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和合理性。在建筑設(shè)計(jì)過程中，為了減少建筑結(jié)構(gòu)本身承受的載荷，提高建筑的抗震性能。需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中減少剪力墻結(jié)構(gòu)的使用，并同時(shí)要減少地震傾覆力對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的作用強(qiáng)度，最佳的方法便是在剪力墻結(jié)構(gòu)的中間進(jìn)行開洞處理，這樣可以增加剪力墻結(jié)構(gòu)的剛性強(qiáng)度，進(jìn)而整體上提高建筑樓層間的最小剪力系數(shù)。這樣做的目的是為了降低建筑的施工成本[2]。

2.2 調(diào)整樓層層高與最大位移

為了防止建筑在建設(shè)過程當(dāng)中發(fā)生扭曲和變形問題，在考慮使用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)一定要考慮到各個(gè)樓層間之間出現(xiàn)的剪切變形和扭轉(zhuǎn)變形問題，處理這類問題時(shí)要注意到合理控制豎向構(gòu)件的使用數(shù)量，若是在建筑過程當(dāng)豎件過多，就很容易會(huì)加大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的比重，從而造成剪力墻結(jié)構(gòu)使用的不科學(xué)[3]。

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

3.1 合理布置平面

建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中剪力墻的設(shè)計(jì)要遵循勻稱的設(shè)計(jì)原則，通常情況下最好沿著主軸方向進(jìn)行雙向或者多向布置。這樣的設(shè)計(jì)可以最大程度上將側(cè)面墻結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量與中心點(diǎn)重合，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就避免了剪力墻扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象發(fā)生。若是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗側(cè)力剛度過大，而為了發(fā)揮剪力墻抗側(cè)承載力，保證側(cè)向剛度在可控的范圍內(nèi)，這需要工作人員增加剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)間距。

3.2 處理好大墻肢

剪力墻除了有著良好的承載性和抗震性外，其本身也具有一定的延展性。延展性只發(fā)生在剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和長度比大于數(shù)三的時(shí)候，這時(shí)剪力墻結(jié)構(gòu)便顯示出延性，本身也容易發(fā)生彎曲和變形。延性的特點(diǎn)可以有效減少脆性剪切的破壞程度。為了減少建筑裂縫的出現(xiàn)，施工人員便可以采用剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，提高整個(gè)墻體配筋的支撐能力。在地震發(fā)生時(shí)，剪力墻長度過大，大墻肢和小墻肢很容易遭受破壞。解決這個(gè)問題的最佳方法便是在建設(shè)剪力墻設(shè)計(jì)中開計(jì)算洞設(shè)混凝土墻，從而提高小墻肢的配筋能力[4]。

3.3 剪力墻的配筋設(shè)計(jì)

眾所周知，剪力墻結(jié)構(gòu)性能很少，但是其在建筑當(dāng)中有著使用限制次數(shù)。過多的剪力墻結(jié)構(gòu)只會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)。但是在實(shí)際的施工當(dāng)中，不可避免的會(huì)增加剪力墻的使用上限。在這種情形下，為保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要的是合理設(shè)計(jì)水平方向和豎向方向配筋。

3.4 重視邊緣構(gòu)件的處理

剪力墻的邊緣構(gòu)建有兩種材料組成，分別是約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件。這兩種邊緣構(gòu)件應(yīng)用于不同的建構(gòu)情境。在面對(duì)一二級(jí)剪力墻時(shí)可以適時(shí)的加強(qiáng)墻體上方的處理。在三非抗震性能當(dāng)中可以加強(qiáng)底部位置的軸壓比，同時(shí)選擇適合的邊緣性構(gòu)建進(jìn)行處理。而在高層建筑和重荷下的軸壓比大于平均值時(shí)則可以選用與約束性的邊緣構(gòu)建處理。

4 結(jié)語

總的來說，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了未來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)，提升剪力墻的質(zhì)量可以大大降低建設(shè)成本，提高施工的經(jīng)濟(jì)效益。