討論建筑結構設計中剪力墻結構設計難點

劉忠剛

上海水石建筑規(guī)劃設計股份有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

1 剪力墻結構設計分類

1.1 整體墻

剪力墻結構自身具有較強的穩(wěn)定性，而且抗拉和抗壓能力都比較強，整體墻孔洞比較大，但是數(shù)量少，部分墻體上并沒有設置孔洞，從受力方向上來看屬于豎向受力的情況。從水平結構來看，較大的荷載會使剪力墻的高度和寬度擴大，導致墻體界面出現(xiàn)變形的情況。整體墻截面雖然可能會出現(xiàn)變形，但是仍然是符合剪力墻標準的，墻體正面在應力的影響下形成線性分布，使墻體始終保持安全性和穩(wěn)定性[1]。

1.2 小開口墻

小開口墻也是剪力墻結構中比較常用的一種模式，剪力墻的孔洞面積如果不斷變大的情況下就會形成小開口墻。從墻體的水平結構來看，荷載的壓力會導致小開口剪力墻結構受到影響，使得墻體截面存在正應力，而這些正應力的分布呈現(xiàn)規(guī)范性，屬于偏離直線分布。這種力的分布方式，會使剪力墻的局部彎應力與主應力之間互相疊加，如果這種疊加力不產(chǎn)生反彎點的情況下，小開口剪力墻形成。

1.3 聯(lián)肢墻

聯(lián)肢墻與小開口墻相似，都是孔洞比較大的墻體，如果開孔連接位置強度比墻肢小時，水平荷載將導致剪力墻連接位置出現(xiàn)反彎點的情況。這種結構中每個墻肢都是獨立的個體，并獨立發(fā)揮作用。而這些獨立的墻肢個體進行連接就會形成剪力墻，這種剪力墻也被稱為聯(lián)肢墻[2]。

2 建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

2.1 合理設計剪力墻的位置

剪力墻結構的設計中，墻體的布置位置和布置方式等對于建筑來說尤為重要，是建筑設計的基礎，也是保證建筑工程安全的關鍵。在剪力墻的設計中需要做好如下工作。首先對建筑結構的主軸位置進行確定，然后將剪力墻的位置設定在主軸方向，并以主軸為基礎向其他方向進行輔助，設置雙剪力墻的形式，實現(xiàn)不同方向剪力墻間的銜接作用，保證內部空間構建的合理性。建筑結構的設計必須保證抗震性，不得采用單向放置設計的模式，剪力墻設計中需要從兩個方面對剪力墻性能控制進行分析，保證剪力墻不同方向墻體的振動周期和頻率等相似，有利于促進墻體內部平衡，保證墻體內部的穩(wěn)定性。同時，剪力墻截面設計中，需要以規(guī)范性和簡易性為基礎，剪力墻的側體抗壓能力以及內部穩(wěn)定能力等遠遠超過建筑體的能力，這種情況下可以通過剪力墻的承載力減輕建筑的負荷，充分發(fā)揮剪力墻的作用[3]。提升建筑的承載力同時，減少內部修筑墻體的空間，為建筑內部提供更大的結構空間。建筑剪力墻的布置中需要保證合理的間距，剪力墻的分布不能過密，防止出現(xiàn)受力不均的情況。

在剪力墻截面設計工作中還需要嚴格按照從下到上的順序進行，這種設計方式是出于對剪力墻側墻體壓力的緩解。剪力墻布置設計中需要結合墻體高度要求對厚度進行縮減，并綜合考慮混凝土等級。也可以結合工程項目要求通過減少墻肢的設計方式對剪力墻側面剛度進行提升。但是對于一些容易發(fā)生地質災害的地區(qū)，如果剪力墻的高度過高，一旦出現(xiàn)地震等情況，會導致剪力墻存在彎曲的問題，同時如果剪力墻高度過低還可能導致墻體過于脆弱。因此對于地震高發(fā)的地區(qū)，剪力墻設計中必須做好高度的設計，保證剪力墻的承載力和穩(wěn)定性。

2.2 科學控制剪力墻的彎矩

建筑工程中剪力墻結構的設計需要結合實際工作要求，對剪力墻的結構以及特點等進行分析。剪力墻自身的抗壓能力以及承載力比較強，但是平面外的承載力相對來說卻比較低。導致剪力墻連接的位置可能會由于外部承載力能力差的情況導致墻體出現(xiàn)彎矩，這也是剪力墻比較容易出現(xiàn)的問題。針對這個問題首先在剪力墻設計中需要控制好彎矩?？梢栽诩袅γ孢B接的位置設計與剪力墻外側的連接結構。具體的操作中可以先設計梁軸線的位置，并結合軸線的位置和方向以及剪力墻的方向，合理計算彎矩，保證設計的科學性。

2.3 強化剪力墻的延伸處理

建筑剪力墻設計中需要考慮可延伸性的問題，通過科學的方法和手段優(yōu)化剪力墻的設計結構，保證剪力墻延伸能力符合要求。通過剪力墻結構建設形式的分析可知，剪力墻自身具有延伸性的特點，但是要想保證延伸性作用的發(fā)揮，還需要采取有效的手段，提升剪力墻結構的靈活性和使用的耐久性。剪力墻結構設計中，必須對建筑物的承載水平標準和要求進行明確，保證設計的科學性。

2.4 提升剪力墻的性能

建筑的使用壽命一般都比較長，因此剪力墻作用發(fā)揮年限也比較久，必須保證剪力墻的強度和性能，并在墻體結構設計中重點加強剪力墻的設計，保證符合施工標準要求，防止剪力墻結構在長時間的使用中出現(xiàn)質量問題。剪力墻結構設計中必須對可能導致墻體受到影響的因素進行分析，有利于對墻體使用風險的預防，保證剪力墻結構價值的凸顯。剪力墻結構的性能以及強度容易受到配筋率的影響，因此需要對剪力墻橫縱向的配筋率進行分析，通過配筋率的科學計算和設計，保證剪力墻的穩(wěn)定性和安全性。除了剪力墻的配筋率外，還需要做好剪力墻邊緣位置的設計和控制，嚴格按照剪力墻施工標準做好墻體邊緣的設計，提升剪力墻質量，促進建筑工程的健康發(fā)展[4]。

2.5 合理控制剪力墻厚度

建筑墻體設計工作開展中，需要保證建筑墻體的厚度滿足建筑標準，提升剪力墻的承載能力，有效預防墻體結構損壞，實現(xiàn)對剪力墻墻體壽命的延伸，并強調剪力墻質量的安全性。建筑剪力墻結構設計中，還需要剪力墻厚度與規(guī)劃要求相符，結合具體施工情況，可以適當在剪力墻中設置一些構件，做好建筑剪力墻的支撐作用，使剪力墻結構質量能夠與建筑規(guī)劃要求相符。

2.6 強調建筑設計人員培訓

建筑結構中剪力墻設計人員的能力和素質直接影響剪力墻的質量，為了提升剪力墻的質量，保證剪力墻的穩(wěn)定性，需要加強對設計人員的培訓，保證建筑人員各項專業(yè)能力過硬，并能夠結合現(xiàn)場實際做好剪力墻設計工作，保證剪力墻的合理性。首先企業(yè)在設計人員招聘的過程中需要先對設計人員的資質以及設計能力進行審核與考核，加強對設計人員工作理念以及核心素養(yǎng)進行分析，選拔出更優(yōu)秀的剪力墻設計人員。同時進入到公司內部后也需要做好設計人員的培訓工作，保證每個設計人員都能夠掌握剪力墻設計理論知識和技術能力，并符合公司對人才的要求。最后，在建筑體設計人員的管理中需要落實責任制，將設計人員的設計質量與福利待遇等相結合，并對設計人員負責的工作內容和工作責任等進行明確，有利于在剪力墻建設出現(xiàn)問題時進行追責，并督促設計以及建設人員做好對剪力墻的整改，保證剪力墻質量[5]。

2.7 剪力墻連梁（LL）超筋的處理

在剪力墻結構設計中，需要對連接梁超筋進行針對性處理，合理控制剪力和剪壓，使其符合實際設計要求，避免連接梁超筋的問題。對于剪力墻結構，通常更容易出現(xiàn)在三分之一樓層高度連接梁超桿的問題。如果墻長了，位置會變，在中央位置比較常見。如果墻肢截面的高度存在差異，甚至會在墻肢截面出現(xiàn)梁超桿的問題。剪力的形狀變化主要是由于剪力墻連梁的影響。如果剪力墻連梁尺寸不能保持一致，則需要控制連梁截面高度，使其更加科學規(guī)范。連梁的彎矩和剪力應及時調整，使剪力墻的抗震性能更好。如果連梁由于振動的影響而產(chǎn)生不同程度的蒙皮損傷，不能保證墻體結構的穩(wěn)定性，則需要保持墻體肢的獨立性，對其受力進行深入的分析研究。根據(jù)科學計算得出墻肢的最大內力，根據(jù)內力進行具體的配筋[6]。

3 結束語

綜上所述，建筑剪力墻的設計中存在多種剪力墻形式，不同剪力墻的應用工程存在一定的區(qū)別，因此需要結合具體工程情況選擇合理的剪力墻。同時在剪力墻設計和施工中需要做好剪力墻位置、彎矩、延伸以及厚度等方面的處理，并做好人員的培訓工作，保證剪力墻設計和施工的合理性。