建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)探析

周廷文

摘? 要：剪力墻設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部門，應(yīng)用空間非常廣泛。從設(shè)計(jì)角度看，必須加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的布局與安排，并基于全局進(jìn)行評估與分析，保證建筑工程質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員也要加快更新自身知識，樹立先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，能夠站在多元角度考慮問題，使剪力墻設(shè)計(jì)的可行性與有效性得到提升，促進(jìn)建筑工程發(fā)展與完善。本文先介紹了剪力墻設(shè)計(jì)的概念、分類以及原則，然后圍繞建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)展開了探討。

關(guān)鍵詞：建筑工程;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

1 剪力墻設(shè)計(jì)概述

1.1設(shè)計(jì)概念

剪力墻設(shè)計(jì)有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，按照發(fā)揮功能的不同，可將剪力墻稱之為抗風(fēng)墻或抗震墻。在實(shí)際應(yīng)用過程中，剪力墻用于承受風(fēng)荷載、建筑物的豎向荷載、地震作用產(chǎn)生的水平荷載。相較于傳統(tǒng)的木墻，剪力墻有著與其相似的幾何特征以及更高的工程強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)把握如下幾點(diǎn)：第一，做好測量工作，保證所獲數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保墻體水平或垂直方向作用力、墻體結(jié)構(gòu)作用力都能滿足相關(guān)要求。第二，在正式開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，還要針對墻體的正截面承載力進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。第三，對于斜裁面的剪承載力，必須加強(qiáng)關(guān)注，并做好分析與驗(yàn)算工作，唯有保證這幾項(xiàng)工作做到位，剪力墻結(jié)構(gòu)荷載才能得以改善，并在整個建筑工程中發(fā)揮積極作用[1]。

1.2 設(shè)計(jì)分類

在設(shè)計(jì)分類上，剪力墻有其自身的特點(diǎn)，比如說，對于剪力墻開洞而言，應(yīng)當(dāng)上下對齊，并成列布置，構(gòu)成相應(yīng)的墻肢與連梁，使每個墻肢剛度保持一致。如果分析其受力特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，在連梁位置，容易發(fā)生突變，即便是在整個墻肢高度上，也未出現(xiàn)反彎點(diǎn)。不僅如此，我們知道，實(shí)體墻與剪力墻存在較大差異，前者沒有開洞，也不涉及開洞面積，其受力特點(diǎn)為彎矩圖，發(fā)生突變的可能性比較小，也不容易出現(xiàn)反彎點(diǎn)，一旦出現(xiàn)變形，多表現(xiàn)為彎曲變形方式。因此，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，必須科學(xué)把握剪力墻的高度和寬度，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)分類。

1.3 設(shè)計(jì)原則

對剪力墻而言，有著一定的設(shè)計(jì)原則，其結(jié)構(gòu)主要包括連梁與墻肢兩種，兩種結(jié)構(gòu)的抗震性能與建筑剛度都不一樣。因此，在設(shè)計(jì)工作中，必須結(jié)合建筑工程實(shí)際，選擇相應(yīng)的剪力墻結(jié)構(gòu)。在剪力墻設(shè)計(jì)過程中，為確保剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)勢得以發(fā)揮，這就需要設(shè)計(jì)人員做好設(shè)計(jì)與安排工作，盡可能地在設(shè)計(jì)后，就采取相應(yīng)的保護(hù)措施，提高設(shè)計(jì)工作的可靠性[2]。

2 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)計(jì)

2.1 選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)工作中，必須做好剪力墻設(shè)計(jì)工作，科學(xué)選用設(shè)計(jì)方法。所以，剪力墻設(shè)計(jì)過程中，必須選用相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，提高建筑工程整體強(qiáng)度，保證安全性。同時(shí)，選擇設(shè)計(jì)方法時(shí)，必須能夠注意到，當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)長期處于受彎的狀態(tài)，延展性通常比較高，這就意味著，在設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用寬細(xì)狀結(jié)構(gòu)。在這個過程中，倘若將剪力墻設(shè)計(jì)的過長，就很可能將剪力墻設(shè)計(jì)為低寬剪力墻，無法抵御地震波的傷害。選擇設(shè)計(jì)方法時(shí)，設(shè)計(jì)師必須經(jīng)過精確計(jì)算，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下，并綜合大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行有效整合，建立出剪力墻均勻與分散布置的結(jié)構(gòu)體系，使剪力墻性能更加穩(wěn)定，剪力墻設(shè)計(jì)水平得到顯著提升[3]。

2.2 科學(xué)布置剪力墻結(jié)構(gòu)

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，是否能對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)布置往往直接關(guān)系著建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，安全性是否有保障。在水平方向開展剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，若要使剪力墻結(jié)構(gòu)的重量核心與剛度核心一致，就必須在剪力墻的平面設(shè)計(jì)過程中，采取對稱的設(shè)計(jì)方式，減少剪力墻扭矩的出現(xiàn)，從而使剪力墻的抗震性能顯著改善。為了合理地布置剪力墻的結(jié)構(gòu)，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員盡可能地少用單向形式的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)方式會影響剪力墻作用的發(fā)揮，造成其抗震性能下降。進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)，必須強(qiáng)化設(shè)計(jì)，使剪力墻側(cè)向剛度充分發(fā)揮出來，促進(jìn)剪力墻抗震性能的提升。

2.3 妥善處理剪力墻的延伸性

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，延伸性處理是剪力墻設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，這就需要在設(shè)計(jì)過程中，對剪力墻的延伸性進(jìn)行妥善處理。一般而言，剪力墻結(jié)構(gòu)有較大的延伸性，所以，在剪力墻設(shè)計(jì)過程中，必須盡可能地提升剪力墻的延伸性，保證剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性，讓其使用壽命得以延長。正因?yàn)槿绱?，在處理剪力墻的延伸性時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注重剪力墻保護(hù)，不斷提高剪力墻的承載力，并采取對稱、均勻以及上下連貫的設(shè)計(jì)方法，提升剪力墻的整體支撐效果，使剪力墻設(shè)計(jì)更加可靠[4]。

2.4 提高剪力墻結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與性能

在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的強(qiáng)度和性能都是至關(guān)重要的，必須嚴(yán)格掌控。根據(jù)《高規(guī)》的要求，在建筑工程設(shè)計(jì)過程中，不管是水平方向，還是垂直方向，都要保證分布筋的配筋率。具體說來，對于非抗震設(shè)計(jì)于四級抗震設(shè)計(jì)，該數(shù)據(jù)應(yīng)達(dá)0.2%;如果是一、二、三級抗震設(shè)計(jì)，這一數(shù)據(jù)不應(yīng)小于0.25%，為建筑工程的抗震強(qiáng)度提供保障。與此同時(shí)，要想提升剪力墻的強(qiáng)度和性能，就必須貫徹《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范的要求，盡可能地采用約束、構(gòu)造邊緣的剪力墻構(gòu)件，提高矩形截面剪力墻的承載力，抗震性能明顯改善，推動剪力墻設(shè)計(jì)合理性不斷進(jìn)步。

2.5 加強(qiáng)大墻肢處理

如果剪力墻的形狀比較長，那么在設(shè)計(jì)過程中，必須注重延性設(shè)計(jì)，避免對剪力墻剪切時(shí)，導(dǎo)致墻體表面遭到破壞。如果大墻肢設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和長度比較短，由于受彎影響，往往不會出現(xiàn)很寬的裂縫，使墻體的作用得到真正發(fā)揮。對于剪力墻結(jié)構(gòu)來說，剪力就是墻體進(jìn)行承受，一旦墻肢出現(xiàn)劇烈振動，就會對墻體產(chǎn)生破壞，處理方案必須有效，盡可能地規(guī)避質(zhì)量缺陷。所以，實(shí)際施工過程，若考慮使用長墻肢，就要進(jìn)行開洞處理，如果使用填充墻砌筑處理，將長墻肢轉(zhuǎn)為短墻肢[5]。

2.6 嚴(yán)格控制墻體配筋

在剪力墻設(shè)計(jì)過程中，必須嚴(yán)格控制配筋，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證建筑工程效益。對于剪力墻結(jié)構(gòu)而言，有著大量的分布，涉及范圍廣泛，實(shí)際配筋時(shí)，對于各個方向上的配筋，都必須合理放置，并按照最小配筋率付諸實(shí)施。比如說，倘若鋼筋網(wǎng)片是雙向的，那么保護(hù)層厚度必須控制在30cm以內(nèi)，避免墻體配筋出現(xiàn)資源浪費(fèi)的問題，確保不同方向上剪力墻的抗彎性能滿足施工要求。將剪力墻應(yīng)用于超高層建筑中，主要起到的作用是構(gòu)造配筋，但在實(shí)際配筋時(shí)，應(yīng)按最小配筋率進(jìn)行。按規(guī)定，應(yīng)將鋼筋用在脆弱的部位，盡可能增加豎向配筋數(shù)量，提高抗彎強(qiáng)度，使其抗震性能得以顯著改善。

3 結(jié)束語

綜上，在國民經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步的過程中，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平也在不斷提升，在此過程中，剪力墻設(shè)計(jì)受到的重視程度也越來越高，并得到了廣泛應(yīng)用。所以，在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為更好地開展剪力墻設(shè)計(jì)，必須明確設(shè)計(jì)原則，通過選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法、科學(xué)布置剪力墻結(jié)構(gòu)、妥善處理剪力墻的延伸性以及加強(qiáng)大墻肢處理等一系列措施，使剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到有效應(yīng)用，提高建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，推動建筑工程發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[5]劉明忠.剪力墻設(shè)計(jì)在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2019（11）：2.