建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

黃麗鴻

沈陽新大陸建筑設(shè)計(jì)有限公司

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

黃麗鴻

沈陽新大陸建筑設(shè)計(jì)有限公司

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了建筑行業(yè)的進(jìn)步，建筑物使用要求也越來越高。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以其剛度大、整體性能好等優(yōu)勢在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中備受青睞。本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面分析，希望能為相關(guān)工作者提供一定的借鑒。

剪力墻；建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

近年來建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，人們對(duì)建筑功能和質(zhì)量的要求越來越高，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作刻不容緩，剪力墻結(jié)構(gòu)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展而出現(xiàn)，并以其獨(dú)特的優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起到重要作用，因此，對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行分析有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)概述

剪力墻是指在建筑物中能夠承受風(fēng)荷載和地震作用引起的水平荷載的墻體。剪力墻又被人們稱為抗風(fēng)墻、抗震墻以及結(jié)構(gòu)墻。剪力墻的存在就是為了保護(hù)建筑整體的結(jié)構(gòu)。為了確保房屋建筑的質(zhì)量，通常采用鋼筋混凝土作為剪力墻的建筑材料。建筑結(jié)構(gòu)指的是存在于建筑物中，并與相應(yīng)的構(gòu)件組成能夠承受荷載的空間體系。建筑結(jié)構(gòu)的分類由于標(biāo)準(zhǔn)不同而有所不同。建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型可分為框架-抗震墻、框架結(jié)構(gòu)、抗震墻（剪力墻）、筒體結(jié)構(gòu)和板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度強(qiáng)，用鋼量少，抗震性強(qiáng)，因此在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的較為廣泛。剪力墻結(jié)構(gòu)是指縱橫向的主要承重結(jié)構(gòu)全部為結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)。當(dāng)墻體處于建筑物中合適的位置時(shí)，它們能形成一種有效抵抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)，又能起到對(duì)空間的分割作用。剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，發(fā)生的變形基本為彎曲型變形。此種變形由正應(yīng)力引起，變形時(shí)一側(cè)受拉一側(cè)受壓（框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，層間變形隨層高上升而減小，發(fā)生的變形基本為剪切型變形，由剪應(yīng)力引起），剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性良好，剛度很高，所以備受建筑領(lǐng)域的青睞。剪力墻根據(jù)開洞的尺寸分為四種，分別是實(shí)體墻（含短肢剪力墻）、整體上小開口的剪力墻、多肢剪力墻和壁式框架剪力墻。實(shí)體墻指的是截面墻體上沒有開洞，即便是截面墻體上開洞但是洞口的面積沒有超過截面積的15%。這種墻面產(chǎn)生曲形的變形，墻體的彎矩圖處不會(huì)出現(xiàn)反彎和突變的情況，因此墻體抗擊能力較強(qiáng)。整體上小開口的剪力墻指的是墻體是有小開口，這個(gè)開口的面積是不會(huì)超過墻體面積的15%，彎曲型是這種剪力墻的主要變形類型，雖然不會(huì)出現(xiàn)意外情況，但是極有可能出現(xiàn)突變的情況。多肢剪力墻指的是剪力墻上雖然出現(xiàn)了洞口，但是洞口的面積或者洞口的形狀排列有一定的規(guī)則，在這種剪力墻上不會(huì)出現(xiàn)意外狀況，多肢剪力墻和整體小開口剪力墻的受力情況相似程度很高。壁式框架剪力墻的洞口一般都比較大。這種剪力墻的墻肢線剛度和剪力墻墻體連梁線剛度類似。這種剪力墻變形屬于剪切型，并且受力與框架結(jié)構(gòu)的相似程度很高。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

（一）樓層間最小剪力系數(shù)調(diào)整原則。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)調(diào)整好樓層間最小剪力系數(shù)。為了減低房屋重量，增加建筑物的抗震能力，就要控制好剪力墻的數(shù)量，同時(shí)對(duì)剪力墻進(jìn)行相關(guān)處理，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，這樣才能控制好建筑樓層間的最小剪力系數(shù)，減少工程的造價(jià)，從而降低建筑整體的施工成本。

（二）樓層間最大位移與層高之比調(diào)整原則。樓層間的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形是普通建筑的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。通過豎向構(gòu)件來衡量剪切變形。但是如果豎向構(gòu)件過多，導(dǎo)致剪重比變大，從而設(shè)計(jì)就不夠科學(xué)，不能滿足樓層間的位移要求。因此，我們需要盡可能減少出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)變形，調(diào)整好樓層層間最大位移和層高比例。

（三）剪力墻連梁超限調(diào)整原則。連梁超限是剪力墻結(jié)構(gòu)一種常見的現(xiàn)象，可用以下方法進(jìn)行調(diào)整，如增加洞口高度，減少連梁計(jì)算截面。結(jié)構(gòu)計(jì)算中對(duì)連梁剛度折減及對(duì)連梁調(diào)幅處理。

三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)的布置。應(yīng)沿建筑物的主要軸線雙向布置，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，并宜使兩個(gè)方向抗側(cè)剛度接近，即兩個(gè)方向的自振周期宜相近。剪力墻應(yīng)盡量拉通對(duì)直，以增加抗震能力。門窗洞口上下各層對(duì)齊。剪力墻應(yīng)盡量拉通對(duì)直，以增加抗震能力。較長的剪力墻宜開設(shè)洞口。高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，短肢墻盡可能設(shè)置翼緣。高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，短肢墻應(yīng)盡可能設(shè)置翼緣。不宜將樓面主梁直接支承在剪力墻之間的連梁上。

（二）控制結(jié)構(gòu)參數(shù)。只有控制好位移比、剛重比、側(cè)向剛度比、層間位移角和周期比，才能更好的保證結(jié)構(gòu)布置的合理性。位移比指的是層間位移、水平位移同本樓層平均值的比值。通過位移比控制好結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性，避免出現(xiàn)較大的偏心力。在規(guī)定的水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移大于該層兩端彈性水平位移平均值的1.2倍時(shí)，定義為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。剪力墻彈性層間位移角限值為1/1000.

（三）剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算和配筋。對(duì)剪力墻的墻身進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要明確其建筑用量，對(duì)抗彎承載力進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)算。對(duì)于抗震等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的剪力墻有著不同的設(shè)計(jì)要求，但是都需要豎向配筋率和水平配筋率不能低于0.25%。在四級(jí)抗震的設(shè)計(jì)中，要求配筋率不能低于0.2%。對(duì)剪力墻的豎向鋼筋和水平鋼筋的距離也有要求，間距不宜大于300mm，直徑不應(yīng)小于8毫米且不宜大于墻厚的1/10,豎向鋼筋直徑不宜小于10mm,墻體和連梁的協(xié)調(diào)工作的進(jìn)行是需要以剪力墻自身具備的強(qiáng)度為基礎(chǔ)的。一般情況下，連梁的作用就是提高剪力墻的剛度，并且能夠連接墻肢。所以，在計(jì)算的過程中，有必要對(duì)連梁的高度進(jìn)行相應(yīng)折減，折減值不能小于0.5。如果折減之后，建筑結(jié)構(gòu)的承載能力不足，就需要降低建筑物整體的剛度，并且將連梁的高度降低，這樣才能有效的抵抗地震。

四、小結(jié)

隨著我國建筑向著高層建筑的方向發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)勢必得到大范圍使用，我們必須將剪力墻結(jié)構(gòu)的作用發(fā)揮到最大，這樣才能有效降低建造成本，保證建筑物的質(zhì)量，從而更好地推動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展。

[1]許曉冬．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析[J]．黑龍江科技信息，2014,10(23):88-89．

[2]孫海山．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014,11(13):42-43．

[3]楊春．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析[J]．黑龍江科技信息，2014,15(19):152-153．