建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計剖析

文/程路海 中煤邯鄲設(shè)計工程有限責(zé)任公司 河北邯鄲 056031

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建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計剖析

文/程路海 中煤邯鄲設(shè)計工程有限責(zé)任公司 河北邯鄲 056031

【摘要】伴隨著國民經(jīng)濟水平的不斷攀升，建筑工程項目贏得了空前的發(fā)展機遇。同時加之人們生活水平的提升，使得建筑工程的質(zhì)量以及功能要求也相應(yīng)提高。剪力墻結(jié)構(gòu)因其較好的抗震性能，較強的抗側(cè)剛度，成為了目前建筑工程項目施工中的不二選擇。因此文章著重探討建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計

現(xiàn)階段，建筑工程項目在日益加快的城市化進(jìn)程的推動下，得到了巨大的發(fā)展。目前，在建筑工程項目中，剪力墻結(jié)構(gòu)因其獨有的特性日益受到人們的關(guān)注和青睞，因此探討建筑工程項目中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計尤其必要。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)的概念

建筑工程項目中用來承載地震作用、風(fēng)荷載作用等引發(fā)的水平荷載墻體稱之為剪力墻。由剪力墻的定義可以得知，剪力墻也叫做抗震墻或者是抗風(fēng)墻。在建筑工程項目中之所以選用剪力墻，主要在于防止建筑物承載剪切作用而引發(fā)破壞現(xiàn)象。而剪力墻結(jié)構(gòu)則指的是利用鋼筋混凝土墻板來承擔(dān)來自于水平方向以及垂直方向上的荷載力的結(jié)構(gòu)形式。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，施工單位通常會利用鋼筋混凝土墻板來替代建筑去框架結(jié)構(gòu)的梁柱，以便于更好的控制建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的荷載力。剪力墻結(jié)構(gòu)具備較好的剛度性能、抗震和抗風(fēng)性能，因此在整個建筑工程項目得到了極為廣泛的使用。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

由于剪力墻具備著外平面承載力小于內(nèi)平面承載力，外平面剛度小于內(nèi)平面剛度，因此當(dāng)剪力墻和外平面方向的梁進(jìn)行連接的時候，極為容易產(chǎn)生墻肢平面外彎矩。所以在對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候，需要遵循以下原則：第一，需最大限度防止剪力墻的外平面搭接。第二，在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)的時候，需要依據(jù)主軸方向多進(jìn)行布置，通過將不同方向的剪力墻連接在一起來避免拉通對直現(xiàn)象的發(fā)生。第三，在對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計的時候，應(yīng)確保兩個方向的側(cè)向剛度一致，且盡量簡單布置剪力墻結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)單向有墻的現(xiàn)象，同時均勻分布各個方向上的剪力墻，以便于充分發(fā)揮出剪力墻結(jié)構(gòu)的整體良好性能。第四，卻嚴(yán)格把控剪力墻的總體數(shù)量，需要依據(jù)工程項目的具體特點科學(xué)、合理的確定其數(shù)量。因為過多的剪力墻會增加抗側(cè)力的剛度，進(jìn)而引發(fā)地震力以及重量的增加，而若是布置了較少的剪力墻，則會促使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力減小。

三、剪力墻長度及厚度的選取

對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，合理確定剪力墻的厚度以及長度是其核心環(huán)節(jié)。因為剪力墻結(jié)構(gòu)具備較大的寬度和長度，所以通常依據(jù)雙向受力結(jié)構(gòu)和柱形受力結(jié)構(gòu)來設(shè)計其特性。以下就這兩方面著重分析：

（一）剪力墻厚度的確定

依據(jù)我國的抗震規(guī)范，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，需要適當(dāng)增加墻體的厚度，而對于厚度的具體確定需要依據(jù)建筑物的樓層高度進(jìn)行合理確定。同時如果建筑物形式較為特殊，則可以采取概念性的設(shè)計方式，以便于有效控制剪力墻墻肢軸壓的比值，以便于提升整個建筑物的穩(wěn)定性，適當(dāng)降低墻體的厚度，實現(xiàn)最佳的設(shè)計功效。

（二）剪力墻墻肢長度的確定

墻肢的長度也就是剪力墻的截面高度，其對于確保剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和外觀協(xié)調(diào)性作用極大。通常而言，需要龍珠剪力墻墻肢的長度在8米之內(nèi)。同時由于為進(jìn)一步保障墻體構(gòu)造的延伸性，有效防范外力損壞墻體，還可以利用彎曲設(shè)計的方式來對寬度和高度比例相差較大的部分進(jìn)行設(shè)計，以便于對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由欤苊庥捎趶澢鷮w造成的破壞。

四、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用分析

（一）平面布置

在布置剪力墻平面的時候，需要依據(jù)均勻和對稱的原則，并確保墻面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心完全重合，以便于減低扭矩的產(chǎn)生，而對于內(nèi)外剪力墻，則需要拉通對直，以降低不均衡的作用力的發(fā)生。同時還應(yīng)該盡量沿著主軸的方向，采取雙向或者是多向的方式進(jìn)行剪力墻的布置。對于抗震功能設(shè)計時，嚴(yán)禁出現(xiàn)單向墻的設(shè)計方式，以充分發(fā)揮剪力墻的重要功效。此外，為保障建筑工程的質(zhì)量以及安全性能，降低施工成本，不宜設(shè)置過大的抗側(cè)力剛度。因為如果剪力墻的抗側(cè)力剛度太大，則會導(dǎo)致地震力過大，進(jìn)而引起墻體自身重力的增加。通常我們可以就經(jīng)驗公式T=（0.05-0.06）n來進(jìn)行剪力墻側(cè)向剛度大小的計算，其中公式中的n表示的是建筑結(jié)構(gòu)的具體層數(shù)。通過對比計算結(jié)果以及建模標(biāo)準(zhǔn)，便可以準(zhǔn)確判斷其剛度是否合理。

（二）墻肢截面厚度

建筑工程相關(guān)規(guī)范對于剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度進(jìn)行了規(guī)定，所以在設(shè)計的時候只需要依照規(guī)范進(jìn)行確定即可。而對于短肢剪力墻，還規(guī)定其底部的加強部位不能低于0.2m，而其他部位則不能低于0.18m，以便于確保剪力墻的穩(wěn)定性能以及結(jié)構(gòu)剛度，進(jìn)而全面保障建筑物的整體質(zhì)量及安全。

（三）剪力墻連梁鋼筋配置

連梁是高層建筑中一個十分重要的承重構(gòu)件，其能夠顯著增加結(jié)構(gòu)自身的剛度以及延性，進(jìn)而增加結(jié)構(gòu)的抗震性能。所以設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，還應(yīng)該做好連梁的承壓計算工作，以保障連梁的彎曲破壞優(yōu)先于剪切破壞，進(jìn)而保障整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對于配角的確定需要嚴(yán)格遵循設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，萬不可拼接主觀感受隨意增加連梁的縱筋。

（四）對剪力墻墻身鋼筋進(jìn)行分析

通常而言，在四級抗震標(biāo)準(zhǔn)下，剪力墻水平以及豎直方向上的配角率需要大于等于0.2%，若基于前三級抗震標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)該提升剪力墻的配筋率，確保其不低于0.25%，進(jìn)而確保剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性以及穩(wěn)定性。

（五）邊緣構(gòu)件設(shè)計

端柱以及暗柱等屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件，合理對其進(jìn)行設(shè)計能夠確保增加價格的延伸性，并避免出現(xiàn)水平位移現(xiàn)象，提升結(jié)構(gòu)的抗剪性能。因此在具體設(shè)計中，需要結(jié)合實際狀況，合理進(jìn)行邊緣構(gòu)件的設(shè)計。

總之，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用已經(jīng)不再陌生，其良好的性能已經(jīng)得到了人們的普遍認(rèn)同。文章分析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點，對于確保剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗震性等都有著十分重要的作用，期望能夠提供借鑒和參考。

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