建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)施探索

唐秀松

（博維規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司，廣東佛山 528100）

0 前言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，建筑工程行業(yè)迎來(lái)了巨大的發(fā)展契機(jī)，各類(lèi)工程項(xiàng)目施工建設(shè)正在如火如荼地進(jìn)行。人們綜合素養(yǎng)的逐步提高使得民眾對(duì)于建筑施工質(zhì)量安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，怎樣更好地提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、合理性和安全性一直以來(lái)都是建筑施工單位研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中融入剪力墻結(jié)構(gòu)能夠有效提高建筑的安全穩(wěn)定性，使得相關(guān)人員在使用或居住過(guò)程中能夠放心、舒心。

1 剪力墻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

剪力墻結(jié)構(gòu)主要是由一些橫向的剪力墻、縱向的剪力墻以及空間結(jié)構(gòu)梁板所構(gòu)成，剪力墻結(jié)構(gòu)主要受到水平負(fù)荷與豎向負(fù)荷兩種力的作用，其中豎向性的負(fù)荷力主要是由梁板所傳來(lái)的恒載和活載等所產(chǎn)生的重力作用，另外還包括一些地震發(fā)生時(shí)的豎向作用力以及建筑墻身的自重等；而水平性的負(fù)荷力則主要是一些地震發(fā)生時(shí)的水平作用力以及風(fēng)力的荷載等。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還需要對(duì)其內(nèi)力以及變形實(shí)施有效的分析，內(nèi)容主要包括了對(duì)正常使用中極限狀態(tài)承以及載力的極限狀態(tài)的分析等，在極限承載狀態(tài)下的分析中，要求其剪力墻要完美適用于各種工況狀態(tài)，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全；而在正常的使用中，還要求剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形要在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在滿足設(shè)計(jì)的要求基礎(chǔ)上，剪力墻結(jié)構(gòu)還要滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定的耐用性[1]。剪力墻的墻肢長(zhǎng)度和壁厚范圍有著其顯著的自身特點(diǎn)，若高度與墻段比的厚度小于等于4的話，要按照框架柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，若墻肢截面的高度和厚度比超過(guò)8，就使用一般性的剪力墻，若墻肢截面的高度和厚度比于4～8間，就使用短肢的剪力墻類(lèi)型，這也為剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本性原則。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 控制剪力墻的數(shù)量

設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)主要是為了承載建筑的部分負(fù)荷以及應(yīng)對(duì)地震、強(qiáng)風(fēng)等的災(zāi)害影響，但是，并不是剪力墻設(shè)計(jì)建設(shè)的越多，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)越穩(wěn)定安全，抗災(zāi)害能力就越強(qiáng)，這是不對(duì)的。實(shí)際上，在建筑工程的施工建設(shè)過(guò)程中，必須要把剪力墻等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制在一定范圍內(nèi)，從而減低建筑自身結(jié)構(gòu)的重力負(fù)荷，只有這樣才能夠科學(xué)合理地發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的作用，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，使得建筑抗災(zāi)能力更強(qiáng)。在實(shí)際的建筑施工建設(shè)過(guò)程中，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也大多嚴(yán)格控制數(shù)量，而且對(duì)于其結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì)也主要遵循對(duì)稱(chēng)、均勻的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行[2]。

2.2 剪力墻平面布置要點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置有許多要點(diǎn)，主要的是注意建筑負(fù)荷力的方向和主要作用點(diǎn)，然后有選擇性地進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)布置，使得建筑結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定牢固。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，重力負(fù)載和水平力都是由堅(jiān)硬的鋼筋混凝土等材質(zhì)作為支撐的，因此，就需要嚴(yán)格按照水平面的方向來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)布置和操作。其次，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)遵循對(duì)稱(chēng)均勻的原則，使墻面的質(zhì)量中心與剛度中心相重合，從而防止墻體結(jié)構(gòu)的扭曲，起到強(qiáng)有力的支撐作用。最后，還要注意剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震強(qiáng)度，綜合多方面因素影響，盡可能避免使用單向平面設(shè)計(jì)布置，增強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 建筑設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 平面設(shè)置的合理性

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)配合平面結(jié)構(gòu)設(shè)置，使得建筑結(jié)構(gòu)更為合理穩(wěn)定。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要以建筑主軸為中心點(diǎn)，合理地像周?chē)M(jìn)行展開(kāi)布置，嚴(yán)格遵循均勻?qū)ΨQ(chēng)的分布原則，保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和合理性。只有對(duì)稱(chēng)均勻的剪力墻結(jié)構(gòu)才能使得建筑物剛度中心與質(zhì)量中心保持高度的一致，從而有效地規(guī)避剪力墻結(jié)構(gòu)扭曲變形等問(wèn)題的出現(xiàn)，發(fā)揮出良好的結(jié)構(gòu)承載和抗壓作用。

3.2 剪力墻截面厚度控制

想要取得良好的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，還需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地進(jìn)行剪力墻厚度的計(jì)算，有效控制剪力墻厚度在合理范圍內(nèi)。之所以要嚴(yán)格要求控制剪力墻的截面厚度，其實(shí)就是為了更好地保障剪力墻的平面剛度和穩(wěn)定性，剪力墻截面的最小厚度根據(jù)位層高度的不同具體數(shù)值要求也不盡相同，按照國(guó)家制定的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，在非抗震類(lèi)的建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻最小的截面厚度應(yīng)該小于層高的1/25，但仍需要保持在160mm的最低厚度之上。關(guān)于剪力墻截面的結(jié)構(gòu)和厚度，都有國(guó)家出臺(tái)的嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要全面充分地了解這部分知識(shí)，并且嚴(yán)格遵守，規(guī)范設(shè)計(jì)[3]。

3.3 剪力墻連梁超筋的處理

現(xiàn)階段，主要有三種方案進(jìn)行剪力墻連梁超筋現(xiàn)象的處理。首先是盡可能縮小建筑物連梁的高度、截面積；其次是要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震方面的連梁彎矩和監(jiān)理進(jìn)行改動(dòng)，使其能夠起到減緩地震波動(dòng)的影響；最后是連梁超筋現(xiàn)象較為明顯時(shí)候，根據(jù)連梁破壞對(duì)承受豎向，可取連梁截面的最大剪壓比限制確定剪力，然后按照強(qiáng)剪弱彎的要求，針對(duì)性地配置縱向鋼筋。如果不能保證在大震時(shí)連梁的延時(shí)性要求，相關(guān)設(shè)計(jì)人員就有必要重新計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)，重新優(yōu)化調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)布置，使連梁的承載力在要求范圍內(nèi)。

4 完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

4.1 優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剪力墻節(jié)后設(shè)計(jì)是進(jìn)行施工建設(shè)的必要前提，對(duì)于工程建設(shè)的安全性和實(shí)用性有著十分重要的影響。因此，在進(jìn)行建筑的施工建設(shè)時(shí)，剪力墻要根據(jù)建筑主體進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并且在施工建設(shè)進(jìn)行的過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化改進(jìn)，更好地發(fā)揮剪力墻的功能效用。比如在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，使用改善建筑地基性質(zhì)的方法來(lái)減少剪力墻的設(shè)計(jì)數(shù)量，降低施工建設(shè)成本，同時(shí)還需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的地理環(huán)境特性來(lái)選擇合理適用的建筑施工方案，從而使得建筑的功用性能更進(jìn)一步的提高，滿足建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，達(dá)到建筑的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的最大化[4]。

4.2 重視連接點(diǎn)處的選擇設(shè)置和施工質(zhì)量

建筑連接點(diǎn)處的位置設(shè)計(jì)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性和安全性有著十分重要的決定性作用。這就要求設(shè)計(jì)人員充分考慮剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用材料的特性，采取科學(xué)合理的搭配使用盡可能地降低材料自身原因帶來(lái)的不良影響。現(xiàn)階段，人們對(duì)于建筑的建設(shè)質(zhì)量要求越來(lái)越高，建筑的安全穩(wěn)定性以及使用舒適性是決定民眾對(duì)于建筑工程項(xiàng)目滿意與否的關(guān)鍵，所以，設(shè)計(jì)人員需要不斷提升自身設(shè)計(jì)水平，增強(qiáng)建筑物主體連接點(diǎn)處施工建設(shè)強(qiáng)度，提高其穩(wěn)固性和安全性，確保建筑結(jié)構(gòu)的合理牢固。

5 結(jié)語(yǔ)

剪力墻的融入應(yīng)用對(duì)于建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和質(zhì)量安全都有著十分顯著的提升作用，因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有必要將剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)添加進(jìn)去。相關(guān)設(shè)計(jì)人員要足夠重視剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與時(shí)俱進(jìn)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)革新，使其能夠不斷發(fā)展進(jìn)步，更好地滿足人們對(duì)于建筑物安全穩(wěn)定性能的要求。