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

楚曉燕 青島動(dòng)車小鎮(zhèn)銳安建設(shè)有限公司

一、剪力墻分類

對(duì)目前情況進(jìn)行分析，根據(jù)剪力墻性質(zhì)可以將其分為下述幾種類型：（1）實(shí)體墻。實(shí)體墻的承受載荷性能較好，同時(shí)具備良好的抗彎性能，通常情況下墻體不開洞或者存在少量小尺寸洞口。（2）整體小開口剪力墻。多數(shù)情況下，如果墻上開口面積大于全部剪力墻15%，通過受力分析能夠發(fā)現(xiàn)，本來在洞口為直線分布的正應(yīng)力移動(dòng)到洞口兩側(cè)，雖然不會(huì)引發(fā)異常問題，但是可能因?yàn)橥饬σ蛩貙?dǎo)致反向彎曲情況。（3）壁式框架。洞口尺寸較大，連梁線剛度同墻肢線剛度較為貼近的墻體便是壁式框架。

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

（一）合理明確剪力墻結(jié)構(gòu)位置

（1）從整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)角度著手。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，不僅需要合理應(yīng)用同時(shí)也要杜絕濫用現(xiàn)象，須滿足整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)需求。保障位置合理的同時(shí)需要基于建筑結(jié)構(gòu)的特征及應(yīng)用需求，盡可能保障剪力墻位置合理性，并從平面布置及縱向布置的角度著手。

（2）充分考慮平衡性問題。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能滿足結(jié)構(gòu)對(duì)稱基礎(chǔ)原則，不僅需要每一階段的剪力墻都滿足構(gòu)造規(guī)則，同時(shí)還需要確保建筑物的整體與剪力墻之間的合理性，做好對(duì)稱格局優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)揮剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，規(guī)避對(duì)建筑結(jié)構(gòu)形成的失衡、失重等問題。從對(duì)稱與均衡角度來看，需要從剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)著手，對(duì)設(shè)計(jì)前期布局提高重視度，并考慮建筑整體設(shè)計(jì)和施工條件。

（二）科學(xué)控制剪力墻的彎矩

建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要結(jié)合實(shí)際工作要求，對(duì)剪力墻的結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)等進(jìn)行分析。剪力墻自身的抗壓能力以及承載力比較強(qiáng)，但是平面外的承載力相對(duì)來說卻比較低。導(dǎo)致剪力墻連接的位置可能會(huì)由于外部承載力能力差的情況導(dǎo)致墻體出現(xiàn)彎矩，這也是剪力墻比較容易出現(xiàn)的問題。針對(duì)這個(gè)問題首先在剪力墻設(shè)計(jì)中需要控制好彎矩。可以在剪力墻墻面連接的位置設(shè)計(jì)與剪力墻外側(cè)的連接結(jié)構(gòu)。具體的操作中可以先設(shè)計(jì)梁軸線的位置，并結(jié)合軸線的位置和方向以及剪力墻的方向，合理計(jì)算彎矩，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。同時(shí)，做好扶壁柱的設(shè)計(jì)工作，合理設(shè)計(jì)扶壁柱可以提升剪力墻的強(qiáng)度和剛度，保證剪力墻質(zhì)量。如果在剪力墻設(shè)計(jì)中出現(xiàn)扶壁柱設(shè)計(jì)問題，需要及時(shí)更改設(shè)計(jì)，如果無法更改，必須立即采取有效的改善措施，可以通過在梁墻間設(shè)計(jì)暗柱的形式做好配筋的預(yù)估和計(jì)算，控制好彎矩。此外，也可以設(shè)計(jì)對(duì)梁端穩(wěn)定構(gòu)件對(duì)彎矩進(jìn)行控制。

（三）剪力墻結(jié)構(gòu)配筋優(yōu)化

對(duì)高層建筑工程造價(jià)來說，合理控制剪力墻配筋具有重要意義。分析過往高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多數(shù)情況下剪力墻配筋均根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的最小配筋率進(jìn)行配筋的構(gòu)造，因此需要對(duì)墻體厚度進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)剪力墻身鋼筋用量的有效控制。在正式施工前選擇合理、優(yōu)質(zhì)的材料十分重要，主要在于鋼筋材料的選擇，需要對(duì)其進(jìn)行檢查，保證其質(zhì)量性能達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)場(chǎng)投入使用。在選擇剪力墻結(jié)構(gòu)配筋時(shí)，需要確保材料符合工程測(cè)算及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，水平鋼筋需要設(shè)置在外側(cè)，垂直鋼筋需要設(shè)置在內(nèi)側(cè)，根據(jù)具體情況展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低成本。

（四）確定剪力墻墻肢長(zhǎng)度

確定剪力墻墻肢長(zhǎng)度時(shí)，首先應(yīng)考慮滿足建筑功能的要求，其次是剪力墻墻肢長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)也不能太短，確定原則是，盡可能布置長(zhǎng)墻，少布置短墻。當(dāng)墻肢長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)，受彎后產(chǎn)生的裂縫寬度會(huì)較大，墻體的配筋容易拉斷，因此墻段的長(zhǎng)度不應(yīng)過大，墻肢長(zhǎng)度宜控制在8m 以內(nèi)；當(dāng)墻肢長(zhǎng)度很短時(shí)，可能形成短肢剪力墻，短支剪力墻的出現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致多樓層出現(xiàn)反彎點(diǎn)，受力發(fā)生改變，逐漸接近異形柱的狀態(tài)，抗震性能較差。所以為保障建筑的安全性，不會(huì)將其應(yīng)用在地震區(qū)域內(nèi)，且不得采用全短肢的剪力墻的結(jié)構(gòu)。

（五）合理控制剪力墻厚度

建筑墻體設(shè)計(jì)工作開展中，需要保證建筑墻體的厚度滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)，提升剪力墻的承載能力，有效預(yù)防墻體結(jié)構(gòu)損壞，實(shí)現(xiàn)對(duì)剪力墻墻體壽命的延伸，并強(qiáng)調(diào)剪力墻質(zhì)量的安全性。建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要剪力墻厚度與規(guī)劃要求相符，結(jié)合具體施工情況，可以適當(dāng)在剪力墻中設(shè)置一些構(gòu)件，做好建筑剪力墻的支撐作用，使剪力墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠與建筑規(guī)劃要求相符。

（六）剪力墻結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計(jì)優(yōu)化

對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)來說，連梁是其十分重要的一種耗能構(gòu)件，對(duì)于抗震設(shè)計(jì)來說至關(guān)重要，具有良好的耗散地震能量的效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)識(shí)到剪力墻的一大優(yōu)勢(shì)便是具備良好的抗震性能，因此對(duì)連梁彎矩和連梁剪力進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要保證兩者具有良好的可塑性和可調(diào)幅性。除此之外，如果條件允許，還需要適當(dāng)降低剪力墻連梁截面的高度數(shù)值。

因?yàn)檫B梁的主要作用為提高剪力墻高度以及連接墻肢，因此設(shè)計(jì)人員需要合理調(diào)整連梁的高度并進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，適當(dāng)減少連梁剛度，將高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能作為主要保障。在進(jìn)行折減計(jì)算的過程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)高層建筑具體情況，對(duì)減少值進(jìn)行合理控制，通常情況下需要將其控制在0.5 以上，并且在0.5～1.0 這一范圍區(qū)間中，保證其最佳狀態(tài)。在具體調(diào)整過程中，因?yàn)槭艿狡渌蛩氐挠绊懀瑢?dǎo)致連梁剛度減少也無法滿足預(yù)期目標(biāo)的情況，因此使剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能不合格，設(shè)計(jì)人員可以適當(dāng)減少連梁剛度，降低連梁高度，通過這一方法有助于減少地震對(duì)建筑物造成的影響。

三、結(jié)論

總之，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，與房屋建筑結(jié)構(gòu)整體的安全性和穩(wěn)定性具有直接關(guān)聯(lián)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員為了能夠提升設(shè)計(jì)的安全性與科學(xué)性，在充分應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分考慮人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出的實(shí)際需求，進(jìn)而為人們?cè)O(shè)計(jì)出更加舒適、美觀的建筑空間。