剪力墻結構設計常見問題及注意事項

【摘要】我國社會經濟的發展促進建筑施工逐漸增多，建筑行業得到迅速地發展。人們對建筑的功能以及質量要求更高，所以，建筑領域要做出相應的改革優化建筑結構，因此，剪力墻結構產生。剪力墻結構設計的優點是剛度大、使用的鋼量小，具有良好的抗震能力。所以，建筑行業廣泛使用了剪力墻結構。剪力墻結構設計在我國的建筑領域中占有舉足輕重的地位，本文主要探明其在建筑結構中的具體應用。

【關鍵詞】剪力墻；結構設計；常見問題；注意事項

國家的建設，離不開建筑行業的發展，因此在經濟飛躍式發展的今日，建筑行業水平的提升是極為迅速的，建筑工藝、建筑材料、建筑機械設備等建筑元素都在不斷更新發展。剪力墻結構是目前高層建筑中廣泛使用的一種由鋼筋混凝土墻板組成的主承重結構，在其設計過程中，必須綜合考慮建筑所受外力作用以及自身重力，對剪力墻結構的剛度與穩定度進行分析設計，確保其能夠有效承載整體建筑的作用力，保證整體建筑質量。

1、整體剪力墻結構的設計

1.1剪力墻結構設計原則

剪力墻結構的設計，包括自身結構、結構參數、墻體參數等，都是要嚴格按照整體建筑的物理力學分析來設計，其質量標準和設計原則要嚴格按照《建筑抗震設計規范》以及《高層建筑混凝土結構技術規程》的設計要求執行。由于剪力墻結構的設計要符合整體建筑的構造以及強度要求，因此在設計過程中，可能會出現不規則結構以及剪力墻平面不規則的情況。在特殊情況下，剪力墻設計參數的計算方法是不同的，而大多數設計者都會忽略這些特殊因素，造成參數設計的不合理，使得整體建筑的建設質量降低，埋下安全隱患。

1.2結構計算參數的取用標準

剪力墻結構的設計，建立在物理力學分析的基礎上，在力學分析計算中，各種設計參數的取值是根據建筑的實際應用要求以及設計方案來確定的。剪力墻結構設計常用計算參數的取用標準為：①振型數，在計算振型數時，所得有效質量系數大于預設值，則說明結構設計是合理的，振型數的設置是根據建筑類型來劃分的，一般結構復雜的高層建筑其振型數不小于15，多塔結構建筑振型數不小于塔樓數的9倍；②墻體豎向分布筋配筋率，一般情況下配筋率數取值為實際配筋率，否則會使得整體計算結果出現誤差，影響受彎鋼筋數值；③樓層最小地震剪力系數，抗震作用時衡量建筑抗壓性與穩定性的基礎指標，在實際計算時，經常出現建筑底部樓層最小地震剪力系數不符合設計要求的情況，這一問題可通過地震放大系數法解決；④周期折減系數，剪力墻結構具有較強的抗側移剛度，施工過程中常用填充墻作為剪力墻結構的墻體，能增強抗震作用，因此可以應用周期折減系數正確評估抗震作用。

1.3剪力墻結構連梁設計

連梁是剪力墻結構中連接不同墻肢平面的結構，跨度小，截面大，在建筑使用過程中，由于地震作用和風載荷，因此連梁產生的內作用力較大。在考慮到強震作用時，會忽略重要連梁部位的承重作用，對獨立墻肢進行受力分析，從而確保剪力墻剛度、側移剛度以及墻體剛度能承受強震作用。剪力墻結構的連梁設計要求精確度比較高，因為其跨度較小，理論剪應力的設置要求較嚴格，一旦連梁界面不滿足剪壓比限值要求，就會引起連梁超筋問題。針對剪力墻結構中常出現的連梁超筋問題，常采用的方法有降低連梁截面高度和加大結構洞口，也可以通過設置雙連梁的方式解決。

2、剪力墻結構截面設計

2.1墻肢長度

一般來說，剪力墻結構的墻肢長度不超過8m，同時墻肢截面高寬比大于2，進行彎曲破壞設計，就能使墻體具有延性，抗壓能力大大增強，確保墻體結構的穩定性。有時候，為了滿足建筑的功能性要求和設計要求，墻肢長度過大，為了保證墻體穩定，會采用短肢剪力墻聯用的方式，來保證墻肢截面高寬比，其具體設計方法是在墻體上設置洞口，將整體分割為數個長度相同的連肢墻，在洞口部位，設置弱連梁（其約束彎矩小，跨高比通常大于6），將墻體分為相對獨立的墻肢。

2.2墻肢厚度

由于城市土地資源緊張，大部分新型建筑物其高度都比較高，因此剪力墻結構高度也隨之增高，且結構不規則。在設置墻肢厚度時，必須要保證墻體的穩定性，能承載自重及建筑帶來的作用力。由于剪力墻結構和作用力的特殊性，因此在墻肢厚度滿足軸壓比限制時，應盡量減小整體厚度，通過墻體結構底部加強（比如一字形墻肢、邊角加厚等）的方式來提升墻體穩定性。通常情況下，墻肢厚度是根據抗震等級二確定的，根據最新的“墻肢厚度參考表”，若抗震等級為一、二級，則底部加強區有端柱或翼墻的最小厚度需控制在200mm，同時無端柱或翼墻的最小厚度也需控制在200mm；而對于其他部位，有端柱或翼墻的最小厚度需控制在160mm，無端柱或翼墻的則需控制在180mm。

3、結構嵌固端和底部加強部位的設計

3.1上部結構的嵌固設計

對于上部結構的嵌固設計，在高層建筑中通常會建有地下室，作為商業場所以及地下停車場，這些場所面積寬廣，沒有太多的墻體，大多是梁柱部分，因此必須要依靠上部結構的嵌固，將上部結構的受到的地震建立傳遞到地下結構中。同時還要確保地下部分能夠承受住來自上層的壓迫力以及地震作用力。剪力墻結構剛度大，內力大，在進行上部結構的嵌固時，需要綜合考慮各方面的因素，確定嵌固端。

3.2底部加強部位的設計

對于底部加強部位的設計，為了減少墻肢厚度，設計師通常會采用剪力墻結構底部加固的方式，使得整體結構在發生纖維屈服時也不會遭到破壞。一般來說，墻體底部需要加強的部位是從地下室頂板到上部嵌固端。在很多的剪力墻結構設計圖中，存在底部加強區域錯誤的情況，高度不足或加強部位錯誤，都無法實現應有的效果，造成地下室承載力不足，影響到建筑的穩定性與抗震作用。此外，對于沒有地下室的高層住宅，由于其基礎埋深通常大于2.5m，因此底層墻體高度一般大于5.0m，這樣就比填充墻厚度要大。

結論：

隨著建筑行業的技術水平的提升，建筑行業的要求越來越嚴格。不僅包括建筑的設計還有建筑的施工等各個方面。在整個項目中，剪力墻結構設計起著重要的作用，要高度的關注。剪力墻結構設計的規范性，關系到項目的整體進度和建筑的安全性等各個方面。一個合格的建筑行業的工作者，應對這個行業有更深的認識，要不斷地學習，使得建筑行業越來越強大完善。

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