剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用對策

黃 河

(寶雞市建筑設計院,陜西 寶雞 721000)

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剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用對策

黃 河

(寶雞市建筑設計院,陜西 寶雞 721000)

簡述了剪力墻的概念及特征，依據剪力墻最大位移比例、連梁超限、樓層最小剪力系數等原則，闡述了剪力墻布置、大墻肢處理、墻體配筋應用等設計策略，以確保結構設計的科學性，提升結構設計水平。

剪力墻，結構，設計，原則，對策

現代建筑結構設計過程中，剪力墻結構是較為常見的類型，受到施工單位普遍重視和關注。該結構不僅側移小，而且具有良好抗震性能，抗側剛度大，能適應不同結構風格的建筑，尤其在高層建筑結構設計的應用越來越廣泛。為促進其作用有效發揮，結構設計過程中要根據具體需要，對建筑結構進行科學合理布局，綜合采取有效對策，提高剪力墻結構設計水平，為后續施工創造良好條件，提高整個建筑結構設計和施工水平。

1 剪力墻的概念及特征

剪力墻是建筑結構設計和施工的常見類型，尤其在高層建筑結構設計中比較常見，它有著自身顯著特征，對建筑工程建設具有重要作用和現實意義。

1.1 概念

剪力墻結構一般是指建筑墻肢截面高度與厚度比值在5～8范圍內的剪力墻體，常用鋼筋混凝土板代替傳統框架中的梁柱結構。通過剪力墻對荷載進行有效承擔，能控制水平作用和位移，確保結構穩固與可靠。隨著建筑工程的層數越來越多，剪力墻結構在整個建筑工程設計的應用越來越廣泛。

1.2 特征

作為一種重要的建筑結構設計形式，剪力墻結構具有自身顯著特點和優勢。常見剪力墻結構類型包括實體墻、整體小開口剪力墻、雙肢或多肢剪力墻、壁式框架剪力墻等，其顯著特點是側移小，抗側剛度大，抗震性能強，吸收地震能力大，結構自重大，室內墻面平整，能有效保障結構的穩固與可靠，尤其適應高層建筑結構設計需要，其應用變得更加廣泛。但不能否定的是，剪力墻結構也存在一些不足，例如，其中最為明顯的缺陷與不足表現為造價相對較高，施工工藝流程復雜，對施工人員的素質要求高。盡管剪力墻結構存在一些不足與缺陷，但仍然得到施工單位普遍關注和重視，其應用也比較普遍。

2 剪力墻結構設計原則

設計原則對剪力墻結構設計發揮指導作用，也是設計過程中必須嚴格遵循的規范和指導，具體來說，主要包括以下幾項原則：

1)最大位移比例原則。嚴格遵循相關規范要求，以變形彎曲為主要形式的高層建筑，計算其他結構時，可以不扣除結構整體彎曲變形，而是采用計算扭矩變形方法。高層建筑結構設計的計算過程中，剪力墻結構計算重點為樓層間扭轉變形和剪切變形，剪切變形基本由豎向構件數量所決定，但豎向構件過多會導致結構扭矩變形，而設計中需要盡可能的減少扭矩變形。

2)連梁超限原則。為落實該原則，結構設計中需要把握以下要點：連梁跨高比值要大于2.5，不得小于該規范標準值。如果小于該規范標準值，容易導致墻體彎矩和剪力值超過技術規范標準限定值，對結構設計和后續施工帶來不利影響。

3)樓層最小剪力系數原則。剪力墻承受地震傾覆力矩設計時，要確保滿足相關規范要求，不得超過規定系數范圍，同時還應該盡量減少剪力墻布置。堅持該設計原則，能確保樓層的最小剪力系數盡量接近規范限值，滿足設計需要。

3 剪力墻結構設計在建筑結構設計的應用對策

在堅持設計原則的前提下，還要根據整個建筑結構設計具體需要，綜合采取有效對策，提高剪力墻結構設計水平，更好地滿足建筑結構設計需要，為后續施工創造良好條件。

3.1 剪力墻布置對策

對整個高層建筑來說，剪力墻是它的核心和主體框架，為提高設計水平，首先要做好剪力墻布置工作。剪力墻布置應盡量保持均勻和對稱，墻面結構的剛度中心與質量重心吻合，減少因兩側受力不均導致扭矩問題發生。如果剪力墻布置不均，會導致建筑結構發生沉降不均等問題，影響建筑結構的安全與穩定，給整個建筑結構帶來安全威脅，同時，內部和外部剪力墻要對直和拉通。設計中還要進行充分的應力計算，綜合考慮施工難易程度，這樣不僅滿足業主需求，還能降低建筑項目成本，剪力墻的肢截面盡量簡單和規則，提高適應性，更好地滿足建筑設計需要，得到業主認可。

3.2 大墻肢處理對策

剪力墻本身的剛度比較大，但也具有一定延伸性，這種問題往往由施工材料所導致。因此，設計中要考慮結構的延展特性，根據建筑結構具體需要，做好大墻肢處理工作，以提高建筑結構整體性能和綜合效果。彎曲破壞是剪力墻結構設計的常見形式，如果設計不到位，當高層建筑投入使用之后，經過一段時間的應力積累，往往會發生脆性破壞。因而設計過程中要確保剪力墻滿足承載要求，進行分層間隔設計，設置均勻獨立的剪力墻，以達到有效提高剪力墻結構承載力的目的。對長度較小的剪力墻，在受彎曲變形時，它所導致的裂縫寬度較小，可以發揮配筋作用，達到提高承載力，確保剪力墻結構穩固與可靠的目的。

3.3 墻體配筋應用對策

為保障高層建筑結構的穩固與可靠，降低施工成本，節約工程建設資金，做好墻體配筋設計是十分必要的。在剪力墻配筋設計過程中，通常將配筋設置于內側，將橫向鋼筋設置于外側。并且配筋設置需要滿足最小配筋率要求，可以采用雙向鋼筋網片形式，這樣既能節省墻體配筋數量，節約成本，更好地滿足施工需要，還有利于提高建筑工程施工綜合效益。

3.4 剪力墻厚度處理對策

合理設計剪力墻厚度也是不可忽視的重要內容，確定墻體厚度時，要嚴格遵循設計規范要求，根據建筑結構設計規范規定，剪力墻截面尺寸需要按照一、二級抗震等級設計時，墻截面厚度也要滿足相關規范標準，底部加強厚度大于200 mm，其他部位不小于160 mm。如果按三、四級抗震等級設計剪力墻厚度時，底部加強厚度不小于180 mm，其他部位不小于160 mm。

3.5 其他需要注意的問題

設計過程中，注重處理連梁超筋現象，剪力墻抗震設計時，應該對中連梁的剪力和彎矩塑性調幅，盡量減小剪力墻連梁截面高度，容易出現連梁超筋部位，采用鉸連方式處理，并做好計算工作，使墻體結構層位移比滿足施工規范要求。此外，設計時還要合理控制剪力墻高度與寬度比，合理設置剪切力厚度，對重力和橫向延展力結構進行全面分析計算，對有門洞的剪力墻結構，應該進行精確計算，防止出現應力弱點和施工裂縫，從而達到有效提高結構設計水平的目的。

4 結語

隨著建筑行業發展和施工技術的不斷改進與完善，對建筑結構的層數和質量要求越來越高。建設結構設計是施工前的重要內容，對確保施工順利進行，提高建筑工程質量具有重要指導作用。作為設計工作人員，應該根據建筑結構設計具體需要，科學合理設計剪力墻結構，最大限度滿足建筑結構的功能要求。實現設計的創新，提高結構安全性與穩定性，以優化建筑結構形式，提高設計水平。同時還要善于總結經驗，提高設計人員素質，促進設計水平提高，以降低成本，提高工程質量，推動建筑行業可持續發展。

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The application countermeasure of shear wall structure design in architectural structure design

Huang He

(BaojiArchitecturalDesignInstitute,Baoji721000,China)

This paper discussed the concept and characteristics of shear wall, according to the maximum displacement ratio of shear wall, coupling beam overrun, floor minimum shear coefficient and other principles, elaborated the shear wall arrangement, maximum wall leg treatment, wall reinforcement application and other design strategies, to ensure the scientific of structure design, lifted the structure design level.

shear wall, structure, design, principle, countermeasure

1009-6825(2015)18-0042-02

2015-04-18

黃 河(1973- )，男，工程師

TU318

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