剪力墻結構設計在建筑結構設計中的實踐

張建瀛

摘要：國內(nèi)建筑行業(yè)進步快，要求更高質(zhì)量的建筑結構。一些新元素體出現(xiàn)在現(xiàn)代化建筑結構設計中，剪力墻結構設計就顯得很必要。因為剪力墻結構的各項性能比較突出，如：良好的側向剛度與抗震等，極大穩(wěn)定了建筑結構，保障了其安全性能，有助于施工的進行。所以，剪力墻結構設計廣泛應用在建筑結構設計中，維持了建筑工程施工質(zhì)量。主要分析了在建筑結構設計中剪力墻結構設計的實際應用，以推動建筑行業(yè)發(fā)展，同時也為相關研究提供一定的幫助。

關鍵詞：剪力墻結構；設計；建筑結構

中圖分類號：TU398.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2017）05-72-02

前言

剪力墻結構設計是建筑結構設計的一部分，普遍應用在國內(nèi)建筑行業(yè)中。剪力墻結構關乎建筑結構施工質(zhì)量，方便了建筑工程整體結構設計，推動了施工的進行，確保了建筑結構設計良好的效果與質(zhì)量。此外，人們追求越來越高，要求更高的居住條件。基于此，建筑行業(yè)產(chǎn)生了較大變化，剪力墻結構設計備受建筑結構設計重視.借助自身出色的精度與防震性，普遍應用在建筑行業(yè)中。筆者結合對剪力墻結構設計在建筑結構設計中應用的認識，現(xiàn)做出下述分析。

1建筑結構設計中剪力墻結構設計的基本概念與分類

（1）剪力墻具有較大的高、寬，而厚度較小，很大程度上影響了剪力墻的幾何特征，決定了其受力形態(tài)。和板有著相似的幾何結構，而受力形態(tài)具有較大相似之處，在比值上，和柱子還是有所不同。墻在剪力墻的結構中為一個平面結構，其承受水平與豎直兩個方向的力。風載與地震條件下，剪力墻不但要滿足剛度、強度的要求.還要保證不會出現(xiàn)斷裂不倒的要求。為此，設計剪力，變成延性彎曲型：剪力墻結構包括下述幾類，以剪力墻是否開洞及其開洞大小為依據(jù)，進行劃分。

（2）截面剪力墻或實體墻不開洞，是一種曲型剪力墻變形，在整體墻肢高度上，彎矩圖無彎點，同時，也無突變產(chǎn)生。

（3）雙肢或多肢剪力墻。通常該剪力墻具有較大的開口。相比整體小開口剪力墻，其開口有所不同，而兩者的受力特點有著相似之處。

（4）整體小開口剪力墻。盡管該剪力墻具有較小的開口，而其開洞面積在15%以上。整體剪力墻變形往往是彎曲型，而整體墻肢高度是沒有反彎點的，彎矩圖的重要位置產(chǎn)生了突變：

（5）壁式框架剪力墻。壁式框架剪力墻，剪力墻墻體上具有相對較大的開洞尺寸，此外，相比墻體連梁線上剛度，剪力墻墻肢線上各剛度并沒有太大的差別。該剪力墻的突變將出現(xiàn)在樓層處的彎矩圖點，于建筑當中出現(xiàn)較多異常情況。其應用在許多高層建筑樓層中，均會出現(xiàn)反彎點，樓層處的彎矩圖也會發(fā)生突變。

2建筑結構設計中剪力墻結構厚度與長度的選擇

（1）剪力墻結構的厚度。設計剪力墻結構時，以國家有關規(guī)定為依據(jù)，結合震級，充分選取剪力墻的厚度，由于抗震等級不同，分為一級建筑與二級建筑.它的剪力墻結構厚度≥20mm，相比建筑工程整體高度，≥其高度的1/16，其它墻體的厚度≥小于160mm。此外，設計剪力墻結構厚度時，如果有特殊情況出現(xiàn)，要求設計人員采取有效對策，如，在設計概念方式過程中，可充分控制墻肢軸壓的狀況，使建筑工程結構具備了較高的強度。

（2）剪力墻結構墻肢的長度。通常剪力墻墻肢截面高度≤8m。設計剪力墻結構時，一定要保證剪力墻結構的延性，避免產(chǎn)生脆性剪切損壞的情況，針對細高剪力墻的高寬比>2的情況，經(jīng)過設計，變成彎曲破壞的延性剪力墻。而一些墻體具有較長的長度，為保證墻體高寬比值>2，需要將開設洞口方法應用其中.變成連肢墻，因為這種墻均勻且長度較小，對它的洞口，使用的弱連梁應具有較小的約束彎矩比。

3剪力墻結構設計計算堅持的原則

（1）調(diào)整樓層層間最大位移與層高之比的原則。普通建筑的設計往往集中于樓層間扭轉變形與剪切變形。常常通過豎向構件數(shù)量多少來判定剪切變形的控制，當豎向構件數(shù)量較多，導致剪重比較大，使得設計缺少合理性，出現(xiàn)較大的扭轉變形，也不符合樓層間位移的需要。為此，盡量讓扭轉變形少出現(xiàn)在建筑物種，不可僅僅依賴增加豎向構件的剛度對樓層間的位移實施調(diào)整。

（2）調(diào)整樓層間最小剪力系數(shù)的原則。為讓結構自重變輕，防止地震的出現(xiàn)，建筑時，盡量少布置剪力墻。能夠使用大開間剪力墻，確保其結構較好的側向剛度，相比規(guī)范限值，要確保樓層最小剪力系數(shù)較大，如此，可節(jié)省工程造價。

（3）調(diào)整剪力墻連梁超限的原則。當跨高比處在5-6，連梁剛度未出現(xiàn)折減時，將彎矩大于規(guī)范限值的情況。當連梁跨高比>5，設計時，最好依照框架梁。對剪力墻，當連梁跨高比<2.5，易于出現(xiàn)彎矩大于規(guī)定限度的情況，為此，通常剪力墻連梁的跨高比>2.5。為此，設計剪力墻結構時，有效利用這一原則，節(jié)省工程造價，減少工程投資的消耗。

4建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用

（1）剪力墻合理定位。布置剪力墻平面時，講究均勻與對稱，確保墻面結構的剛度中心重合質(zhì)量中心，少出現(xiàn)扭矩。需要拉通與對直內(nèi)外剪力墻。剪力墻肢截面以簡單與規(guī)則為原則。

（2）墻肢截面厚度。針對剪力墻在建筑結構設計中的厚度，建筑行業(yè)做出了相關規(guī)范.給出其厚度的最小數(shù)值，短肢剪力墻底部的加強部位≥0.2m，其余部位≥0.18m，繼而維持了剪力墻的穩(wěn)定與剛度，綜合提升了建筑質(zhì)量，減少了安全問題的產(chǎn)生。

（3）平面布置。在布設剪力墻平面過程中盡量堅持均勻原則，讓墻面結構的剛度中心與質(zhì)量中心保持重合，少出現(xiàn)扭矩，多拉通與對直內(nèi)外剪力墻，防止出現(xiàn)不均衡作用力。同時，剪力墻的方向通常順著主軸.布置雙向或多項：在設計抗震功能過程中，少產(chǎn)生單向墻的設計模式，全面凸顯剪力墻的功能：為提升建筑質(zhì)量，確保安全，節(jié)省施工成本，在設計剪力墻結構過程中，其抗側力剛度要適中，不要過大，否則會引起致震力變大，同時，墻體重力也變大。當要計算剪力墻側向剛度大小，可使用T=（0.05-0.06）n（n表示建筑結構層數(shù)）這一經(jīng)驗公式來計算，參照建模標準，比對計算結果，可明確其剛度的大小。

（4）剪力墻連梁鋼筋配置。在高層建筑中，連梁在高層建筑中是很重要，承受較大的力，其的應用，可讓結構獲得較高的剛度與延性，形成了良好的結構抗震性。所以，在設計剪力墻結構過程中，要相應計算其連梁的承壓.需要連梁彎曲破壞比剪切破壞較優(yōu)，進而維持結構穩(wěn)定。在配筋過程中，一定要嚴格遵照設計標準展開，不能主觀判定連梁縱筋的增加，防止出現(xiàn)安全問題。

（5）邊緣構件設計。剪力墻的邊緣構件包括兩種，一種是有約束邊緣的構件，另一種為無約束邊緣的構件，對兩種構建進行比較，矩形截面的極限承載力存在40%的差距，同時也會改變樓層間的位移角度，同時也削弱了抗震能力，減少了20%，剪力墻墻板的穩(wěn)定性開始變低，選擇邊緣構件類型時，很大程度上受剪力墻的軸壓比等級影響。

（6）剪力墻墻身鋼筋分析。通常在水平與豎直方向上剪力墻的配筋率≥0.2%，在制定該標準時，依照了四級抗震指標，抗震等級為前三級時，要相應增加剪力墻的配筋率，保證其不≥0.25%，維持剪力墻穩(wěn)定，體現(xiàn)抗震性。

5結語

剪力墻結構設計在建筑結構設計中具體應用涉及的層面較廣，文中僅選取了以上幾個層面。總之，建筑結構設計中的剪力墻結構非常重要，很大程度上維持了建筑物整體結構穩(wěn)定性與安全性。所以，建筑企業(yè)需要切實關注剪力墻結構問題，逐步完善剪力墻結構設計方案，形成高水平的剪力墻結構設計，要求設計人員搞好施工現(xiàn)場的勘察工作，結合實際情況，制定有效的施工設計方案，強化監(jiān)管剪力墻施工質(zhì)量，構建健全的施工管理體系，讓施工人員樹立安全意識，嚴格遵照操作流程開展作業(yè)，從整體上提升建筑質(zhì)量，推動建筑行業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展。