耿嘉蔚

摘? ? 要：隨著剪力墻結(jié)構(gòu)被越來越多地應(yīng)用到高層建筑中，在對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻結(jié)構(gòu)的合理性、規(guī)范性、科學(xué)性將會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目產(chǎn)生很大的影響。然而目前剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還存在著諸多問題，因此還需不斷地進(jìn)行探索，提高剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，從而為建筑工程的發(fā)展提供更多、更可靠的技術(shù)保障。本文對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);剪力墻設(shè)計(jì)

1? 引言

避免剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不合理，避免給實(shí)際工程項(xiàng)目帶來質(zhì)量缺陷，有必要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的分析和研究，并根據(jù)客觀存在的主要問題制定有效的整改措施，幫助項(xiàng)目施工單位提高施工水平，為建設(shè)單位帶來經(jīng)濟(jì)效益。

2? 剪力墻的特征

作為一種重要的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，剪力墻結(jié)構(gòu)具有自身顯著特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。常見剪力墻結(jié)構(gòu)類型包括實(shí)體墻、整體小開口剪力墻、雙肢或多肢剪力墻、壁式框架剪力墻等，其顯著特點(diǎn)是側(cè)移小，抗側(cè)剛度大，抗震性能強(qiáng)，吸收地震能力大，結(jié)構(gòu)自重大，室內(nèi)墻面平整，能有效保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠，尤其適應(yīng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，其應(yīng)用變得更加廣泛。但不能否定的是，剪力墻結(jié)構(gòu)也存在一些不足，例如，其中最為明顯的缺陷與不足表現(xiàn)為造價(jià)相對(duì)較高，施工工藝流程復(fù)雜，對(duì)施工人員的素質(zhì)要求高。盡管剪力墻結(jié)構(gòu)存在一些不足與缺陷，但仍然得到施工單位普遍關(guān)注和重視，其應(yīng)用也比較普遍。

3? 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)原則對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)揮指導(dǎo)作用，也是設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)格遵循的規(guī)范和指導(dǎo)，具體來說，主要包括以下幾項(xiàng)原則：

（1）最大位移比例。嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范要求，以變形彎曲為主要形式的高層建筑，計(jì)算其他結(jié)構(gòu)時(shí)，可以不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形，而是采用計(jì)算扭矩變形方法。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算重點(diǎn)為樓層間扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形，剪切變形基本由豎向構(gòu)件數(shù)量所決定，但豎向構(gòu)件過多會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭矩變形，而設(shè)計(jì)中需要盡可能的減少扭矩變形。

（2）平面外穩(wěn)定。剪力墻自身的特點(diǎn)決定了其在同一平面內(nèi)的剛度和承載力比較大，而在平面外的剛度和承載力則相對(duì)較小。如果有平面外的梁體與剪力墻進(jìn)行連接，就會(huì)產(chǎn)生較大的墻肢平面外彎矩，而對(duì)于一般建筑施工而言，并不會(huì)對(duì)墻的平面外剛度和承載力進(jìn)行驗(yàn)算，這就會(huì)導(dǎo)致對(duì)于墻體受力情況的計(jì)算不足，造成安全隱患。因此，在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量避免平面外的連接，如果實(shí)在無法避免，必須按照工程施工相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)采取加固措施，確保剪力墻平面外的安全。

（3）樓層最小剪力系數(shù)。剪力墻承受地震傾覆力矩設(shè)計(jì)時(shí)，要確保滿足相關(guān)規(guī)范要求，不得超過規(guī)定系數(shù)范圍，同時(shí)還應(yīng)該盡量減少剪力墻布置。堅(jiān)持該設(shè)計(jì)原則，能確保樓層的最小剪力系數(shù)盡量接近規(guī)范限值，滿足設(shè)計(jì)需要。

4? 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

4.1? 剪力墻優(yōu)化設(shè)計(jì)的策略

剪力墻結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中一定要充分發(fā)揮剪力墻的重要作用。這樣不僅僅可以保障建筑工程的質(zhì)量，更能有效的節(jié)約成本。所以，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要與實(shí)際施工作業(yè)情況相結(jié)合，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)布局，將剪力墻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)功能有效的發(fā)揮出來。針對(duì)施工中，長(zhǎng)度較長(zhǎng)的剪力墻可以依據(jù)施工需要將其剪力墻進(jìn)行截段，但需要確保各長(zhǎng)度的一致性，同時(shí)還應(yīng)開設(shè)相應(yīng)洞口。各個(gè)墻段之間要利用弱連梁進(jìn)行連接，且每個(gè)獨(dú)立墻段的高度與截面高度之比控制在三左右，為了有效防止剪力墻出現(xiàn)破壞的情況，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可以將洞口與截面高度之比控制在四以下，小墻肢體的高度要高于實(shí)際截面的墻體厚度。

4.2? 剪力墻肢種類和具體結(jié)構(gòu)設(shè)置

剪力墻墻肢的分類主要是根據(jù)墻肢厚度和高度比來劃分的，主要有兩類：短肢剪力墻和一般剪力墻。如果剪力墻高度超過其8倍，就是普通剪力墻，如果高厚比4～8倍且截面的厚度不大于300mm稱之為短剪力墻。就是短肢剪力墻。此外，剪力墻還可以根據(jù)其墻面開口大小的狀況來分為整面剪力墻、整體小開口剪力墻、連肢剪力墻以及壁式框架等這幾種。

一些高層建筑通常使用剪力墻結(jié)構(gòu)，在抗震區(qū)域的建筑物中的剪力墻結(jié)構(gòu)就更要如此設(shè)計(jì)了。此外，對(duì)于剪力墻雙向的墻體剛度最好要接近，其墻面受力要均勻，可以通過一是結(jié)構(gòu)周邊部位布置剪力墻的原則：在結(jié)構(gòu)周邊，建筑允許設(shè)墻的位置應(yīng)盡量布置剪力墻。與周邊剪力墻相連的另一方向肢的長(zhǎng)度應(yīng)在滿足建筑使用功能的前提下根據(jù)結(jié)構(gòu)位移計(jì)算需要而增減;二是在不違反規(guī)范前提下應(yīng)盡量布置長(zhǎng)墻：從經(jīng)濟(jì)性考慮，結(jié)構(gòu)剪力墻布置若短而多，則剪力墻暗柱數(shù)量也會(huì)很多，如果設(shè)置長(zhǎng)墻，減少一些不必要的墻或者開洞，這樣剪力墻暗柱數(shù)量少，在墻數(shù)量相同的情況下可以減少鋼筋用量。來調(diào)整剪力墻的剛心，確保剪力墻的穩(wěn)定性以強(qiáng)度。

4.3? 對(duì)剪力墻的延伸性進(jìn)行有效處理

通常剪力墻自身具有較大的延伸性，其延伸性過大，對(duì)剪力墻的整體結(jié)構(gòu)及其耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)以及施工人員在項(xiàng)目施工過程中，使剪力墻結(jié)構(gòu)的延伸性控制在一定的范圍之內(nèi)，確保其不能夠影響到建筑安全穩(wěn)定。另外，在處理剪力墻結(jié)構(gòu)延伸性問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以讓剪力墻擁有足夠的承載力避免其帶來破壞現(xiàn)象。通過對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)稱合理、受力均勻、上下連貫的設(shè)計(jì)，可以有效的提升剪力墻對(duì)建筑物整體的支撐效果，保障其安全性，從而也使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性也進(jìn)一步提高。

4.4? 增強(qiáng)性能與強(qiáng)度

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，增強(qiáng)性能與強(qiáng)度是剪力墻設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)安全性能和使用要求的重要舉措。在我國相關(guān)機(jī)構(gòu)頒布的相關(guān)規(guī)定中要求，在建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)際施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格確保剪力墻設(shè)計(jì)水平的可靠性，以及豎向分布筋的合理配筋率，其主要表現(xiàn)為在進(jìn)行四級(jí)抗震和非抗震的設(shè)計(jì)時(shí)，配筋率應(yīng)大于0.20%;而在進(jìn)行一、二、三級(jí)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保配筋率大于0.25%，從而確保建筑工程的抗震強(qiáng)度和較高的安全性能。另外，在增強(qiáng)剪力墻的性能與強(qiáng)度過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，通過充分利用構(gòu)造邊緣和約束邊緣的剪力墻構(gòu)件，來確保矩形面剪力墻的最大承載力可提升40%以上，并使其抗震能力提升20%，從而不斷提升剪力墻設(shè)計(jì)水平的可靠性以及合理性。

5? 結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和擴(kuò)大，使得建筑工程得到極大發(fā)展，從而對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的選型、布局、計(jì)算等方面提出了更高的要求。由于剪力墻具有結(jié)構(gòu)側(cè)移較小、抗震性能較高、抗側(cè)剛度較大、可適用于不同風(fēng)格的建筑等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。因此在建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì)要求、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則等事項(xiàng)進(jìn)行明確分析，增強(qiáng)對(duì)剪力墻的認(rèn)識(shí)深度，在保證建筑工程的安全、合理、經(jīng)濟(jì)的前提下，不斷提升我國建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體水平。

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