劉海芳

（北京中環(huán)世紀(jì)工程設(shè)計有限責(zé)任公司，北京 100097）

基于現(xiàn)代人對于房屋建筑的穩(wěn)定性以及安全性的較高要求，使得剪力墻的設(shè)計在整個建筑工程當(dāng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計有著舉足輕重的地位。對于剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員們來說，先要對剪力墻的結(jié)構(gòu)十分了解，然后按照建筑外型選擇切合實際的結(jié)構(gòu)形式，選擇符合實際情況要求的結(jié)構(gòu)，并且還要具有設(shè)計較好的抗震性、抗風(fēng)性能的結(jié)構(gòu)，以確保建筑結(jié)構(gòu)的合理性、安全性和可靠性。在保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性的同時，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)亟档驮靸r，從而保證經(jīng)濟效應(yīng)。這些方面也是今后的設(shè)計發(fā)展的主流方向，同時，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況以及相關(guān)法律法規(guī)做相應(yīng)的加強措施。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

在設(shè)計的過程中，為了保證建筑物自身的重量降低，并且同時可以增強建筑物的抵抗地震的效應(yīng)能力。應(yīng)在規(guī)定的系數(shù)范圍之中，盡可能地減少剪力墻使用的數(shù)量，將樓層的最小剪力系數(shù)準(zhǔn)確、完整的控制在設(shè)計及規(guī)范的要求范圍之內(nèi)。

在設(shè)計剪力墻的過程中，會發(fā)現(xiàn)剪力墻的內(nèi)部強度比外部強度要高，所以，設(shè)計師一般會對剪力墻內(nèi)部進行計算、分析，然而對于剪力墻外部就不會去進行相應(yīng)的計算，運用外加防護使承載能力達到設(shè)計及規(guī)范要求，從而保證施工質(zhì)量的要求。

在設(shè)計剪力墻時，不僅要對剪力墻在水平方向和垂直方向進行相關(guān)的計算，還應(yīng)該對剪力墻模版撓度和承載能力進行相關(guān)計算，確保建筑物質(zhì)量能夠達到建筑物本來的要求，同時，也能更好滿足人們對居住環(huán)境的要求。

剪力墻在受力時要求較高，所以寬度會相對較大，這種情況和結(jié)構(gòu)柱相似。所以在對這種建筑物進行相應(yīng)的受力分析時，需要分別針對剪力墻的寬度、高度和跨度進行相應(yīng)計算，從而使其達到更高的精確度，以保證在質(zhì)量方面能夠達到標(biāo)準(zhǔn)。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)布置

高層建筑應(yīng)該為空間留出足夠的地方，因此剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該采取雙向的方式進行布置，這樣就能形成空間的結(jié)構(gòu)。所有剪力墻的受力點應(yīng)當(dāng)均衡的布置，讓建筑物質(zhì)心和剪力墻的剛度中心盡可能地重合，從而達到扭轉(zhuǎn)相應(yīng)減小的目的。特別是頻發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)避免單向設(shè)計這種方式進行布置剪力墻結(jié)構(gòu)，而且應(yīng)該讓兩個方向的剪力墻的剛度相對接近。還可以通過對墻肢的長度和連梁的高度進行相應(yīng)的調(diào)整或者改變，從而對剛心的位置進行調(diào)整。剪力墻抗側(cè)剛度的數(shù)值越大，結(jié)構(gòu)自振的周期相對就越短，可以承受的地震作用就相對越大，對結(jié)構(gòu)來說就相對上越不利。因此，可以利用剪力墻的承載力以及抗側(cè)剛度兩項指標(biāo)都相對較大的特點，竭盡所能地對縱橫墻體的厚度進行適當(dāng)減少，也可以適當(dāng)?shù)夭捎弥鞔谓Y(jié)構(gòu)，以此來對墻體的距離進行加寬，盡可能地減少墻的數(shù)量，從而對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度進行降低并且同時對結(jié)構(gòu)的重量進行相對減輕，減少墻體剪力與彎矩。

3 連梁設(shè)計

在高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)中，因為開間較小或者墻長較長，開洞后就形成了連梁，如果兩墻肢的中間出現(xiàn)了跨高比相對較小的連梁的情況，在計算的過程中，有可能發(fā)生連梁抗剪超過限定標(biāo)準(zhǔn)的情況，那么通常，有下面幾種解決的方案。

（1） 增大截面面積，提高連梁自身抗剪能力，但是隨著連梁的剛度越來越大，其相應(yīng)內(nèi)力也越來越大，因為其對抗剪能力提高是有限的，在梁寬不變的情況下，可以通過采用對梁寬加寬的方法，使抗剪力的提高值大于分擔(dān)剪力增加值，雖然加寬截面面積對連梁剛度貢獻相對較小，僅僅是線性關(guān)系，但是也可以起到一定的作用。

（2） 調(diào)整設(shè)計的內(nèi)力，在增大連梁的截面面積對提高抗剪的能力沒有較大的效果的時候，還可以人為的調(diào)整內(nèi)力，對連梁的剛度進行相應(yīng)的折減，再控制剪力的分配比，從而解決連梁的抗剪問題。其中，調(diào)控方法最簡單的是在參數(shù)選取時，調(diào)整連梁的剛度折減系數(shù)，但是這種辦法僅針對內(nèi)力進行配筋計算的時候。在對整體進行計算時以及非地震的荷載作用下，連梁的剛度不能夠予以折減，此時連梁應(yīng)當(dāng)具備足夠的抗剪和抗彎的承載能力，從而滿足正常的使用要求。對于連梁的跨高比＞5的，應(yīng)當(dāng)按照框架梁設(shè)計，而且還必須能夠滿足框架梁的各項要求。

（3） 通過設(shè)置水平縫從而形成雙連梁，多連梁或者采取其他各種加強受剪力承載的構(gòu)造或措施，比如設(shè)置一些交叉暗撐等技術(shù)措施，從而提高連梁的抗剪承載的能力，提高建筑整體安全性能。

4 剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，目的不僅僅是簡單的降低材料的用量，也不僅是不分輕重的都要按照規(guī)范的底線進行相應(yīng)設(shè)計，而是通過物盡其用，讓材料的性能充分發(fā)揮，對影響結(jié)構(gòu)的重點、難點、關(guān)鍵部位及相應(yīng)計算程序，不能夠準(zhǔn)確的進行分析或者計算模型和實際情況有部分出入的，應(yīng)當(dāng)對其重點加強、分析。

在相對滿足了短肢剪力墻這種墻所可以承受的第一振型地震傾覆力矩，并且占結(jié)構(gòu)總底部數(shù)量的地震傾覆力矩的數(shù)量，同時，也得在不可以超過40%的要求的前提條件下，竭盡所能地對剪力墻的布置數(shù)量進行減少，采用布置大開間的剪力墻的方案，從而保證樓層的最小剪力的系數(shù)盡可能地接近規(guī)范的限值。采用這種方法，可以盡可能地減輕結(jié)構(gòu)自重，同時，也能減小地震作用系數(shù)，并且降低了工程的造價。

在地震頻繁的地區(qū)，對最大層間的位移的數(shù)值進行計算的時候，應(yīng)該以樓間彎曲變形的數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)，同時，還要將扭轉(zhuǎn)變形的數(shù)據(jù)一并計入。所以，相對于設(shè)計高層的建筑時，應(yīng)該盡可能地做到讓扭轉(zhuǎn)變形的數(shù)值達到最小，但不能僅僅因為層間的位移不夠，不加分析就增加豎向構(gòu)件剛度。雖然這樣做可以解決問題，但是，這時應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)的剪重比的變化，如果這時結(jié)構(gòu)的剪重比和相關(guān)規(guī)范的限值無限接近，此方案就相對可行；如果剪重比相對較大，就不應(yīng)當(dāng)一味地只增加豎向構(gòu)件剛度，也應(yīng)當(dāng)相對減少剛度，讓剪重比適當(dāng)減小、地震作用適當(dāng)減小，也可以達到較好的效果。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要保證結(jié)構(gòu)抗扭剛度不能夠太弱，首先，對平面結(jié)構(gòu)不規(guī)則性進行限制，避免產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，計算扭轉(zhuǎn)效應(yīng)應(yīng)當(dāng)考慮偶然偏心對其影響，其次，限制結(jié)構(gòu)抗扭剛度不應(yīng)當(dāng)太弱，具體體現(xiàn)在兩個指標(biāo)上：T1、T2。在工程的實際設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)將結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件，盡可能地沿周邊進行布置，從而提高結(jié)構(gòu)抗扭剛度和側(cè)向剛度。如果結(jié)構(gòu)形心附近的豎向剛度進行加大，那么只是對側(cè)向的剛度貢獻較大，對于抗扭剛度貢獻甚微。

在建筑結(jié)構(gòu)剪力墻的設(shè)計優(yōu)化的過程中，要特別進行強調(diào)的是其抗震性能，避免在地震發(fā)生的情況下，出現(xiàn)局部的機構(gòu)受力有不均衡的情況發(fā)生，所以在設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)充分利用相關(guān)經(jīng)驗和技術(shù)參數(shù)，及時對有可能產(chǎn)生薄弱情況的部位進行相應(yīng)分析，并且及時對方案進行改正修訂，從而保證有效地提高整體結(jié)構(gòu)抗震性能。

5 結(jié)語

在對建筑結(jié)構(gòu)剪力墻進行相關(guān)設(shè)計的時候，應(yīng)當(dāng)對剪力墻結(jié)構(gòu)布置的位置進行充分考慮，以及剪力墻的寬度和長度需要達到配筋的相關(guān)規(guī)定的要求等。同時，設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)剪力墻應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循設(shè)計及相關(guān)規(guī)范的原則和要求，從而使剪力墻能夠最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢，讓建筑物更加的舒適、堅固，同時，也能夠讓建筑物質(zhì)量達到最好的狀態(tài)。