剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

張墨

摘? 要：在新的發(fā)展環(huán)境下，建筑項目呈現(xiàn)出高層化、集成化和廣義量化的特點，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和安全性提出了更加嚴格的要求。剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用，可以保證建筑主體的穩(wěn)定性和堅固性，延長建筑的使用壽命。剪力墻結(jié)構(gòu)形式多樣，適合不同的地質(zhì)環(huán)境和工程類型，設(shè)計人員在設(shè)計過程中，需要充分考慮各方面因素的影響，充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)可以很好地保證建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，從而在很大程度上滿足人們的應(yīng)用需求。剪力墻結(jié)構(gòu)的形式較為多樣，可以適用于不同的地質(zhì)環(huán)境和建筑結(jié)構(gòu)需求，并且通過靈活運用、合理選材，能夠保證整體設(shè)計的科學(xué)性和質(zhì)量。特別是在一些地震、臺風等自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠在很大程度上減小不同方向作用力的影響，提升整個建筑的強度。相較于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，剪力墻結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢，因此加強其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用有著非常重要的作用和意義。

1剪力墻

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，整個工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)的平衡和穩(wěn)定得以保證，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念應(yīng)運而生，這種用鋼筋混凝土墻板來承受絕大部分豎向和水平地震力影響的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心思維，是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，使其能承擔各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。依據(jù)本概念產(chǎn)生的設(shè)計具有較強的支撐力，可以在一定程度上減輕強風和地震對建筑結(jié)構(gòu)的影響。隨著工業(yè)技術(shù)的提高，本概念在實踐中的應(yīng)用越來越多，在其概念下產(chǎn)生的建筑工程也具有更加穩(wěn)定、工程質(zhì)量更加可靠的特點。此外，本概念的應(yīng)用推廣，在實際工程中可以幫助提高施工速度，有效優(yōu)化整個工程的施工周期。

在實際工程設(shè)計中，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當依據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)實況和用戶使用需求，進行不同的設(shè)計，在實踐中分為普通剪力墻和開洞式剪力墻。對于前者而言，在實踐中的應(yīng)用需要符合以下兩點：一，現(xiàn)場地質(zhì)工況復(fù)雜及地震烈度和抗震需求較高的工程;第二，整體使用功能復(fù)雜、非單一結(jié)構(gòu)形式的工程建筑。只有滿足上述情況，才能在實踐中應(yīng)用剪力墻時不進行開洞設(shè)計。于后者而言，在實踐中的應(yīng)用又分為不同的幾種情況：一，具有正常使用功能需求的剪力墻設(shè)計;二，特殊功能區(qū)，有多個開洞需求，且分布規(guī)律的剪力墻設(shè)計;第三，大開洞剪力墻設(shè)計。不同的設(shè)計需要通過具體的工程需求進行分析，在對現(xiàn)場工況與實際使用需求進行充分了解，和采取實際模擬地震水平力分析計算之后，根據(jù)實際工程經(jīng)驗和規(guī)范要求，判斷所采用的設(shè)計形式。

2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

2.1基礎(chǔ)方案及平面布置

在剪力墻基礎(chǔ)方案及承重構(gòu)件設(shè)計的過程中，需要綜合考慮建筑周邊的地質(zhì)條件、水文條件、建筑群分布情況以及施工工藝等來進行剪力墻結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計，進一步提升基礎(chǔ)方案設(shè)計的可行性。剪力墻是一個平面性的墻體，所以平面布置非常重要。一方面，通過雙向布置設(shè)計的方式進一步提升剪力墻的承重和抗力效果，對提升空間的利用率以及企業(yè)的經(jīng)濟效益等方面都有著重要的作用。在墻體布置的過程中，需要始終堅持對稱性原則，不僅要滿足建筑墻體的承重要求，而且要符合審美需求。另一方面，剪力墻的中心要與整個建筑內(nèi)部空間的軸線保持一致，并且要保證其均勻性，以便能夠有效分散剪力作用。對于高度較高或是面積較大的建筑結(jié)構(gòu)來說，剪力墻的墻肢長度要保證合理并且使其形成一連串的聯(lián)肢墻，這樣有利于提升墻體的整體穩(wěn)定性，從而保證平面布局的合理性。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計的過程中，需要保證剛度中心與建筑中心一致，減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對整個建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，并且根據(jù)實際情況改變墻肢長度、連梁高度，以此來保證剛度中心位置與建筑中心重疊。除此之外，由于其自身的特性，整體性能較好，相較于傳統(tǒng)的墻體來說能夠承受更大的水平地震作用。在具體設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)通過多種方式來對剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度、承載力等進行全方面優(yōu)化，比如降低縱橫墻體的厚度、根據(jù)工程實際情況適當增加墻體之間的距離、減少墻體使用的數(shù)量等，進而對剪力墻結(jié)構(gòu)的性能進行優(yōu)化與提升。

2.3剪力墻厚度與配筋

合理控制剪力墻的厚度以及配筋能夠進一步提升整體應(yīng)用效果。在剪力墻結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計的過程中，要根據(jù)建筑抗震需求以及相關(guān)規(guī)范中的要求進行合理設(shè)計。但是部分規(guī)定在面對多層或是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候并不能完全適用。如果建筑結(jié)構(gòu)對于空間有一定的要求而不能設(shè)計外縱墻、翼墻等，則墻體的厚度需要達到320mm的最低值，同時進行合理計算和分析，保證墻肢軸壓比滿足工程的實際需求。對于墻體配筋率的設(shè)計應(yīng)當遵循我國相關(guān)規(guī)范中各項條款所規(guī)定的內(nèi)容，如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中明確規(guī)定，如果抗震的等級為123級，那么在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，其墻體的配筋率不得低于0.25%，加強部位的配筋率應(yīng)在0.3%及以上。此外，設(shè)計人員在進行配筋的過程中需要根據(jù)剪力墻的壓力進行合理計算，并且以結(jié)果為基礎(chǔ)適當增加鋼筋的用量，以滿足剪力墻結(jié)構(gòu)的建設(shè)需求，但需要考慮到剪力墻本身的形狀和厚度，如果盲目增加鋼筋的用量，會導(dǎo)致墻體自重過大。

2.4大墻肢處理

在設(shè)計的過程中如果使用到較長的剪力墻，那么需要先保證這部分墻體自身的承載力能夠滿足工程的實際需求。同時，為了提高墻體的整體承載力，設(shè)計人員可以考慮將剪力墻結(jié)構(gòu)劃分為數(shù)量眾多的獨立墻段。如果使用較短的剪力墻，那么就需要通過配筋的合理設(shè)計來提高墻體的整體承載力和強度。而為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，施工前需要對剪力墻進行開洞，并在施工完成后再將洞口砌填。

2.5連梁設(shè)計

2.5.1適當折減連梁的剛度

為保證剪力墻結(jié)構(gòu)的性能，在計算時要根據(jù)工程的實際需求適當折減連梁的剛度，并且以設(shè)防烈度為基準來進行或多或少的折減。但是在整個折減的過程中要保證折減系數(shù)的合理性，避免連梁本身的承載力受到較大影響。

2.5.2適當提高洞口的寬度

根據(jù)工程的實際情況來適當拓寬洞口的寬度，能夠達到有效且適度降低連梁本身剛度的目的。并且由于連梁結(jié)構(gòu)剛度的適當降低能夠提升其對于地震波的抵抗力，因此對提高剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性有著非常重要的作用。

2.5.3適當提升剪力墻的厚度

在剪力墻厚度設(shè)計的過程中，適當增加剪力墻的厚度等同于增加了連梁截面的寬度。連梁截面的寬度越大，其承載力就越高，二者之間成正比例關(guān)系。但是加大剪力墻的厚度很可能會導(dǎo)致連梁抗剪承載力超限而影響整體結(jié)構(gòu)的承載力，因此設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況進行適當優(yōu)化與解決，以便能夠保障充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性優(yōu)勢。

2.6邊緣構(gòu)件設(shè)計

通常情況下，施工中會用到約束性邊緣構(gòu)件和無約束能力的邊緣構(gòu)件，相對于后者來說，前者在承載力上要更強，幾乎可以達到40%。實際設(shè)計的過程中，需要根據(jù)工程的實際情況來選擇合適的邊緣構(gòu)件種類。通常情況下，如果實際軸壓比大于可不設(shè)約束邊緣構(gòu)件的最大軸壓比，那么可以選擇約束性邊緣結(jié)構(gòu)構(gòu)件;而如果實際軸壓比小于可不設(shè)約束邊緣構(gòu)件的最大軸壓比，則選擇構(gòu)造類的邊緣構(gòu)件。

3結(jié)語

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計和應(yīng)用能夠在很大程度上提升整個建筑的質(zhì)量，對提升建筑的安全穩(wěn)定性、整體剛度、承載力以及抗震性能等方面都有著非常重要的作用。為了能夠充分發(fā)揮出剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，相關(guān)設(shè)計人員必須要對剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和劣勢加以分析，并且掌握該結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中的要點，進一步突出剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，使該結(jié)構(gòu)能夠進一步提升建筑的整體質(zhì)量。

參考文獻

[1]蘇松.論剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2020（3）：73.

[2]王菁菁.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（9）：63.

[3]陳福欣.淺析剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2020，18（12）：52-53.

[4]李影.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].智能城市，2020，6（15）：35-36.

[5]陳南生.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用分析[J].房地產(chǎn)世界，2020（21）：37-39.

[6]路民軍.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用策略[J].居舍，2020（28）：111-112.