錢鑫

【摘要】在建筑結構設計中剪力墻設計是其中一個重要內容，隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，剪力墻在高層建筑中的作用越來越重要。剪力墻本身的設計也逐漸成為一項專業(yè)性工作。在人們生活水平不斷提高，對建筑設計要求越來越高的背景下，加強建筑結構設計中剪力墻設計的探討具有重要意義。

【關鍵詞】剪力墻；結構設計；建筑結構

近年來，隨著我國經濟發(fā)展水平的不斷提高，建筑行業(yè)迅速發(fā)展。為 了滿足人們對建筑功能和建筑質量的更高要求，優(yōu)化建筑結構顯得尤為必 要，剪力墻結構在這種情況下應運而生。由于剪力墻結構具有抗側剛度大、 用鋼量小以及抗震能力強等優(yōu)點，因此在建筑結構設計中得到了廣泛的應 用，目前已經成為我國主要的建筑結構形式之一。剪力墻結構設計在我國建筑結構設計中占據著重要的地位，探討剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用具有重要的意義。

1. 剪力墻結構設計原則

剪力墻結構主要由墻肢、連梁兩種結構組成，具有良好的抗震性能和 較高的剛度，其在建筑結構中的主要作用是抵擋各種荷載特別是風荷載， 是建筑物的主要支撐結構。為了使剪力墻結構在建筑結構中的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，必須對其進行合理設計和安排。在設計過程中，應遵循以下原則：

（1）控制剪力墻的高度和寬度。對于剪力墻結構而言，其高度和寬度 較大，厚度較小，在外形上類似于板狀，而受力形態(tài)卻趨向于柱子結構， 所以應根據外形墻體長度和厚度比值進行設計，當比值小于 3 時，可按照柱 體結構要求設計，當比值在 3～5 之間時，則按照雙向受壓結構設計，以更好 滿足彈性、非彈性以及延伸性等要求。

（2）剪力墻結構的平面內剛度和實際承載力較大，平面外的則較小， 連接剪力墻和平面外梁時容易使墻肢外彎，基于此，在設計時應盡量避免 將兩者相連，如果必須連接，則要采取一定的保護措施。

（3）設計剪力墻結構時，必須充分考慮墻體水平、垂直方向上的作用 力以及墻體整體結構作用力，同時，計算正截面承載力，并按照斜截面受 剪承載力進行分析和驗算。若墻體所受負荷作用比較集中且大，應計算出 局部受壓承載力。

2. 剪力墻優(yōu)劣勢分析

剪力墻結構設計合理，僅僅利用較少的鋼量就可以達到很高的剛度， 從而確保整體性良好?；谶@種優(yōu)勢，目前剪力墻結構已經廣泛應用于高 層建筑工程中。住宅建筑的風格多樣化進展過程中，室內的不均勻布置與 分隔墻在住宅建筑中應用越來發(fā)揮多，建設單位多采用把承重墻與分隔墻 利用現(xiàn)澆混凝土的結構來進行設計，充分體現(xiàn)了經濟性的要求，同時也滿 足業(yè)主需求。凡事都有兩面性，剪力墻結構也存在著一定的缺點。在剪力 墻結構中混凝土使用量較大，會不斷增加建筑結構的重量，在發(fā)生地震等 災害時，由于抗接側剛度大，上層將會產生結構不穩(wěn)定的現(xiàn)象，從而對高 層人們的正常生活造成威脅。在剪力墻的結構設計計算中，要有效發(fā)揮結 構優(yōu)勢，避免劣勢問題，或采取相應的補充措施，對缺陷進行有效化解。

3. 建筑結構設計中剪力墻結構的應用

（1）剪力墻的具體結構布置。

剪力墻結構在高層建筑中的應用非常廣泛。一般而言，高層建筑需要 具備良好的空間工作性能，所以其剪力墻結構的設置應雙向布置，這樣才 能在施工過程中形成完整的結構空間，進而提高建筑物抗震性能，特別是 在抗震區(qū)域，剪力墻雙向墻體的剛度應接近，平面分布要均勻平衡，剪力 墻剛度中心與建筑物的中心位置要合理，這樣才能確保剪力墻穩(wěn)定性，使其 具備較高承載力。對于截面較小的樓面梁的設計，可采用半剛接或鉸接的形 式，這樣有利于避免剪力墻出現(xiàn)平面外彎。此外，實踐經驗表明，約束性的 截面剪力墻往往比無約束性的截面剪力墻的極限承載力大，抗震消耗能量也 高，墻面穩(wěn)定性好，這就要求我們在進行剪力墻結構設計的時候考慮結構的 實際使用效果和承載力，以此決定是采用約束性還是無約束性的邊緣結構。

（2）剪力墻中大墻肢處理。

剪力墻結構本身存在延伸性，所以在設計和施工中也需要具備相應的 延伸特性，這將直接關系到剪力墻結構的整體性和耐久性。為了避免剪力墻結構出現(xiàn)脆性破壞現(xiàn)象，對于墻體長度較長的剪力墻，在設計時應在確 保其滿足承載力要求的基礎上采用分層間隔方法設計，將剪力墻分隔成一 定數(shù)量的均勻的獨立墻段；對于墻體長度較小的剪力墻，其受彎產生的裂 縫寬度就較小，這個時候可設置配筋，充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。當 墻肢長度超過 8m 時，還可采取下面兩種方法避免脆性破壞現(xiàn)象的出現(xiàn)：第 一，開施工洞，也就是在施工期間在墻上留洞，等到完工后砌填充墻，將 長墻肢變?yōu)槎虊χ?；第二，在進行結構計算時在墻上留洞，這樣能增強小 墻肢的配筋能力。

（3）剪力墻截面厚度和墻體配筋。

相關規(guī)定要求剪力墻結構的厚度要根據抗震等級系數(shù)選取。為了保證剪力墻結構的抗震性、剛性和穩(wěn)定性，一、二級剪力墻底部加強部位墻厚應大于 200mm，大于層高的 1/17，其他部位墻厚要大于 160mm，墻端頭無 翼墻或暗柱的時候，墻厚要大于層高的 1/12，但是這些規(guī)定不適用于低高層 和八度地震區(qū)剪力墻結構的設計?？刂萍袅ε浣钣欣诮Y構的安全性和 工程的經濟性，在 1～3 級抗震等級的剪力墻中，豎向、水平分布筋的最小配 筋率應大于 0.3%，部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率要大于 0.35%，上述配筋率比較適用于高層建筑的剪力墻結構設計；對于低層建筑、結構相對較矮小的建筑的剪力墻，其水平分布筋和配筋數(shù)量要適當增加。

（4）連梁設計。

剪力墻結構中的連梁是連接墻肢與墻肢之間的梁。當剪力墻受到水平 荷載的時候，墻肢可能會出現(xiàn)扭曲情況，連梁裝置則能夠均衡墻肢的水平 負荷力，改善墻肢受力狀態(tài)，對墻肢起到了一定的約束和穩(wěn)定作用。可見， 墻肢之間的連梁對整個剪力墻結構都具有重要作用，在剪力墻結構設計中 是不可或缺的環(huán)節(jié)，一旦設計失誤或是不合理，必然會對剪力墻結構的設 計帶來不良影響。所以，在進行連梁結構設計的時候，設計師應按照相關 規(guī)定適當折減連梁結構剛度和高度，適當增加其跨度，從而降低結構剛度， 完善抗震結構的設計，緩解地震作用的對剪力墻結構的影響。另外，為了 進一步提高結構的承載力和抗震性能，設計師也可適當增加剪力墻結構厚 度，增加連梁截面，使連梁裝置的作用得到最大限度發(fā)揮。

（5）合理設置邊緣構件。

在剪力墻結構設計過程中邊緣構件的設置是一個重要內容。從以往的 經驗我們可以看出有約束邊緣構件的矩形截面剪力墻和無約束邊緣構件 剪力墻相比有著明顯優(yōu)勢，極限承載力有了顯著提升，比無約束的提升了 40%。邊緣構架通常分為約束邊緣構件和構造邊緣構件兩種類型，這兩種類 型的邊緣構件的應用需要根據實際情況來進行設置。一般情況下當墻體平 均軸壓比不小于規(guī)定值的多層房屋一般設置的是約束邊緣構件。一、二級 剪力墻底部加強部位以上的一般部位，三、四級和非抗震設計的高層建筑， 底部加強部位，相鄰上一層軸壓比小于規(guī)定值的多層房屋剪力墻，均應設 置構造邊緣構件?？偟膩碚f就是要根據實際情況科學合理的進行設置。

4. 結束語

總之，為了滿足人們對工作、居住環(huán)境的高要求，我們在確保建筑結 構安全的前提下，還應從設計層面下功夫，而剪力墻結構的合理設計和安 排對于建筑整體結構的設計而言就顯得非常重要，其關系到建筑整體結構 的穩(wěn)定性、耐久性和實用性，關系著工程效益的發(fā)揮，所以，在建筑結構 設計中應用剪力墻結構時，我們必須遵循設計原則，根據建筑結構特點和 設計要求合理布置剪力墻結構，使剪力墻結構的價值得以充分發(fā)揮，為建 筑物整體質量和安全奠定堅實基礎。