剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

文/ 鄧川 西華大學 四川成都 610039

剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

文/ 鄧川 西華大學 四川成都 610039

近些年來，隨著我國經濟的飛速發展，帶動各項技術水平的提高，建筑事業也一路引吭高歌，成為了我國重要的支柱性產業。在建筑行業結構設計中，剪力墻結構被廣泛應用于高層和多層鋼筋混凝土建筑中。接下來，本文對剪力墻結構在建筑結構設計中的應用進行了分析，主要包括其組成結構﹑分類﹑適用范圍﹑特點以及應用作為簡要分析。

剪力墻結構；建筑結構；應用

中國住宅為什么多用剪力墻結構而不是用框架結構？框架結構是由梁和柱組成的承重體系的結構，承重構件和維護構件之間有明確的分工，其是框架結構的最大特點，并且能夠靈活隨意的處理內外墻的建筑，其應用范圍十分廣泛。剪力墻結構是利用建筑的內墻和外墻做成剪力墻從而承受垂直和水平荷載的結構，它們的適用空間自由，不同建筑功能的要求它都能滿足，與此同時剪力墻有很大的剛度。中國規范對于抗震除了承載力要求，對于普通鋼筋混凝土，結構位移的要求很嚴格，因為普通RC結構變形能力很有限。所以固然很多人都會選擇剪力墻這種建筑結構。

一、剪力墻結構設計的概念和分類

(一)剪力墻結構的概念

在現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011中，剪力墻又稱抗震墻[1]。

在《建筑結構設計術語和符號標準》GB/ T50083中，剪力墻又稱為結構墻。剪力墻，通常是由鋼筋混凝土構成的剛度較大的墻片。這種墻片的深梁抗彎慣性很大，與框架柱相比其抗側剛度比也提高很大的幅度，隨之其抗剪強度也增大了，所以一般稱這種墻片為“剪力墻”。框架結構“水平位移大，抗測力剛度小”的特點也隨之在水平荷載的作用下表現出來，框架對水平荷載的動力反應十分敏感，因此伴隨著當代房屋逐漸像更高層發展的趨勢出現時，我們應該是從高層建筑提高抗測力剛度方面采取解決辦法。從力的平衡關系看，因為房屋很高柱子很難抵抗這種強大的傾覆力，所以近些年剪力墻結構被充分的利用在各類建筑結構中。

（二）剪力墻結構的分類

剪力墻結構按施工工藝分為四大類:大模現澆剪力墻結構體系；滑模現澆剪力墻結構體系；全裝配大板結構體系；內澆外掛剪力墻結構體系[2]。在我國當前建成的高層建筑中，高層住宅占的比例尤為高。上述四種施工工藝中大模現澆的剪力墻結構施工體系以及機械設備相對簡單，同時具備良好的經濟技術指標，適合我國的國情以及未來的發展前景。據資料統計北京﹑上海﹑天津的剪力墻模式住宅中，大模體系已經占據主導位置。

二、剪力墻的適用范圍及結構震害特點

（一）剪力墻結構體系適用范圍

剪力墻結構體系多用于高層住宅公寓以及高層酒店的標準層。為了滿足下部設置公共設施的高層住宅﹑公寓﹑酒店的需要，通常都會選擇框肢剪力墻這種體系[3]。但是對于一些特殊抗震要求較高的房屋來說，需要經過專門的反復試驗，當能夠保證安全的情況下在采取這種方法，以此確保建筑結構的完整和安全性。

（二）剪力墻結構震害特點

底層框架要承受豎向荷載和水平荷載，主要特點是底層樓蓋處的側向剛度發生突變。這種結構在地震發生時往往剛度由上到下會發生突變，由于太薄弱的底層框架強度不夠，延續性不足而出現破壞，導致結構坍塌，這類結構震害很嚴重[4]。

三、剪力墻結構設計中應該注意的問題

剪力墻結構設計中應該注意的問題有：1﹑框之墻與落地墻的比例；2﹑增加落地剪力墻的厚度；3﹑避免在框肢樓蓋頂處發生剛度急劇突變；4﹑在框架的最上面一層應該設置設備層，作為轉換層，使結構上下剛度較為接近。在豎向布置剪力墻結構時，為了應對突變情況，我們應該采取一定措施。與此同時地震中不適合單獨使用這種剪力墻結構，需要在進一步的試驗中完善這個問題。

四、剪力墻設計結構的應用

（一）合理定位剪力墻

平面布置剪力墻應該遵循對稱﹑均勻的原則，能夠使剛度中心和質量中心完全重合，內外剪力墻需要拉通和對直。

（二）平面布置

對剪力墻平面布置時，基本都要遵循對稱原則，剪力墻的設計方向需要沿著主軸的方向，進行多項和雙向布置。為了保證建筑的安全性能，降低施工的成本，就需要從降低墻體側抗力的剛度著手，剛度過大時會增加墻體自身重力，將會影響剪力墻在建筑結構中發揮的支撐作用。

（三）墻肢截面厚度

國家對建筑行業的建筑結構設計進行了明確規定，也對剪力墻的厚度進行了規范，相對于短肢剪力墻而言，墻體底部部位要大于0.2m，其他部位不能低于0.18m，要通過這個嚴格的要求，保證剪力墻的整體牢固性和安全性。

（四）剪力墻連梁鋼筋配置

在任何建筑中鋼筋都是必不可少的建筑材料，特別是對于普遍的高層建筑尤為重要，一定要按照相關規定進行。針對于建筑抗震性能需求，我們要考慮到剪力墻承受的是分別來自于水平方向和豎直方向的兩種力，所以配筋率不能小于0.2%，如果抗震級數較低，配筋率也不能低于0.25%，這樣才能保證剪力墻的質量和穩定性。

（五）邊緣構件處理

在設計剪力墻時，邊緣構件也是一個不可忽略的細節，邊緣構件能夠增加延伸性，以防會發生水平位移的情況。不同等級的剪力墻對應邊緣構件不同，我們需要結合建筑結構的情況去對邊緣構件進行設計，從而提高剪力墻整體全面的抗剪能力。

結束語：

在對于剪力墻結構的分類以及結構體系分析后，我們要注意，其基本概念的設計，同樣是我們應該重視的問題，要遵循設計中的各項原則，能夠使建筑結構安全有一個良好的保證，在合理有效的情況下可以使工程成本降低，使整個工程建設這條路可穩定持續發展下去。從而保證居民生活，提高居民生活質量，增加城市幸福指數，從而帶動全國經濟水平發展。

[1]付艷強. 論剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J]. 科技風,2014,(01):142-143.

[2]王小引. 剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用分析[J]. 門窗,2015,(03):116+118.

[3]李冠華. 剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用[J]. 江蘇科技信息,2015,(28)73-74.

[4]邵杰. 剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析[J]. 科技致富向導,2015,(03):164+239.