李蕊

摘要：當今社會，隨著城市的發(fā)展，高層建筑也越來越多，建筑的安全和美觀要求也日益提升。剪力墻結(jié)構(gòu)的使用使得建筑抗震性能優(yōu)越，建筑工程中用鋼量少、經(jīng)濟實惠，且結(jié)構(gòu)不漏梁柱，外形美觀，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的設(shè)計中用的越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計;剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計;分析

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，剪力墻結(jié)構(gòu)作為其中極為重要的環(huán)節(jié)，在建筑領(lǐng)域得到廣泛應用。剪力墻結(jié)構(gòu)具有整體性能良好、承載力及抗震力較好、彈塑性形變性能優(yōu)良、側(cè)向具備極高剛度等特點。相較于框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)的變形能力及承載力更加優(yōu)良，在地震中坍塌的剪力墻結(jié)構(gòu)相對較少。在實際建筑施工中，剪力墻結(jié)構(gòu)并不適用于各個建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員要結(jié)合實際情況，制定適宜的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，以保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性。

一、剪力墻結(jié)構(gòu)概述

（一）關(guān)于剪力墻的內(nèi)涵

剪力墻作為建筑結(jié)構(gòu)中常用的一種構(gòu)件，也被稱為抗風墻、抗震墻或結(jié)構(gòu)墻。剪力墻在建筑物中的科學應用，主要用來承接風荷載或當發(fā)生地震時，承載水平荷載。依據(jù)剪力墻洞口大小、數(shù)量多少、排列措施等要素，可劃分為不同類型。一是整體墻，當門窗洞口面積的總和小于剪力墻面積的15%，且洞口邊長尺寸小于洞口之間凈距及孔洞和墻邊之間的凈距，則被稱為整體墻。二是框支剪力墻，若建筑低層對空間的需求量略大，利用框架結(jié)構(gòu)，承載上部剪力墻結(jié)構(gòu)。在地震高發(fā)區(qū)域，設(shè)計人員在制定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，不宜僅采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)。三是壁式框架，洞口尺寸偏大，連梁線剛度和墻肢線剛度相互貼近的墻體被稱為壁式框架。

（二）運用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的準則

在建筑工程項目中，剪力墻的高度及寬度的尺寸略大，在受力情況和柱形體結(jié)構(gòu)方面略微類似。為此，在開展剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，設(shè)計人員要以建筑結(jié)構(gòu)的受力特點為基礎(chǔ)，對剪力墻結(jié)構(gòu)的高度、寬度、跨度等進行準確分析和測算，在綜合考慮各要素之后確定最終比值。其次，在建筑工程實際施工中，從平面角度來說，剪力墻結(jié)構(gòu)剛度極強，具備良好的承載能力，而在平面之外，剛度及承載能力有所降低。鑒于這一實際情況，設(shè)計人員在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，常常不對剪力墻平面外的剛度及承載能力進行測算，而是針對剪力墻結(jié)構(gòu)制定相應的防護措施，保障剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性能，避免剪力墻結(jié)構(gòu)受外界因素的干擾，進而危及質(zhì)量安全。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

剪力墻結(jié)構(gòu)是指用含有鋼筋的混凝土板來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的框架式梁柱，并對建筑的水平力起到一定的控制性作用，保證建筑的穩(wěn)定性。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢有很多，包括以下幾方面：第一，穩(wěn)定性較高。剪力墻結(jié)構(gòu)通常會使用含有鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的框架式梁柱相比較，這種結(jié)構(gòu)方式的整體性能較好，能夠起到良好的支撐效果，對提高建筑的穩(wěn)定性有著極強的作用。第二，經(jīng)濟性較強。由于剪力墻結(jié)構(gòu)中會更多地使用到鋼筋混凝土，因此，不需要填充更多的鋼材料，降低了鋼材料的使用量，節(jié)省了一定的成本，使得建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益更好。第三，美觀性較好。剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較強，可以根據(jù)實際情況做出適當調(diào)節(jié)，因此，其應用的范圍較為廣泛，能夠滿足不同人們對建筑美觀性的需求。第四，連續(xù)性較好。剪力墻結(jié)構(gòu)除了要保證建筑的穩(wěn)定性之外，還起到了一定的分隔作用，劃分建筑的不同區(qū)域，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在區(qū)分建筑不同區(qū)域的同時也起到了一定的連續(xù)性作用。

三、設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)的原則

（一）樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則

設(shè)計過程中，應遵循樓層之間剪力系數(shù)達到最小的原則。為保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)異的抗震性能，出于結(jié)構(gòu)安全的考慮，要確保建筑結(jié)構(gòu)的樓層水平地震剪力大于樓層的最小地震剪力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要考慮盡量減少剪力墻，盡可能增大設(shè)計房間的空間，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度，綜合考慮設(shè)計得到樓層最小剪力系數(shù)。此外，設(shè)計人員還需在設(shè)計中盡量減輕建筑物的重量，降低工程造價，同時優(yōu)化建筑物的抗震能力。

（二）樓層間位移調(diào)整原則

控制樓層間扭轉(zhuǎn)變形以及剪切變形是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的重點。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，應遵循樓層間最大位移與樓層高之比的原則，在優(yōu)化調(diào)整的時候，需根據(jù)設(shè)計原則布置豎向構(gòu)件，一旦構(gòu)件布置不合理，會造成樓層間扭轉(zhuǎn)變形加大，層間位移不滿足的情況。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則為盡可能縮小扭轉(zhuǎn)變形，不能盲目增加豎向構(gòu)件。假如僅僅為某一方向?qū)娱g位移不滿足，可適當減少該方向結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度，使剪重比減少，達到比較好的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（三）連梁調(diào)整原則

連梁是在墻肢平面內(nèi)，連接墻肢與墻肢的梁。雖然是梁，但連梁的跨度較小，而截面較大。在開展建筑設(shè)計工作的時候，應該遵循連梁跨高比調(diào)整原則。跨高比大于5的連梁通常發(fā)生彎曲破壞;而跨高比小于5的連梁則主要是剪切破壞。受彎破壞為延性破壞，剪切破壞較為危險，為豎向斜裂縫。采取相應措施，保證連梁具有一定的延性，控制好連梁的跨高比，根據(jù)實際情況調(diào)整連梁的距離，使得建筑既能滿足抗震要求，又能節(jié)約工程成本。

四、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應用策略

（一）完善剪力墻設(shè)計方案

在建筑工程項目中，剪力墻結(jié)構(gòu)具有保持平衡的作用。設(shè)計人員在制定剪力墻設(shè)計方案時，需要采取有效措施，彰顯剪力墻結(jié)構(gòu)的作用，在提升建筑工程質(zhì)量的同時，有效降低建筑成本。為此，設(shè)計人員在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，需要結(jié)合實際情況及建筑要求，科學運用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，完善建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃，體現(xiàn)剪力墻結(jié)構(gòu)的價值。此外，設(shè)計人員要關(guān)注工程成本，選擇適宜的建筑施工材料，確保原材料符合剪力墻施工要求。在實際施工環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員要基于施工要求，調(diào)整長度偏長的剪力墻，并設(shè)置適宜的洞口，確保各剪力墻長度適宜、協(xié)調(diào)。

（二）準確定位剪力墻結(jié)構(gòu)

在建筑工程項目中，為充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，相關(guān)工作人員要完善剪力墻結(jié)構(gòu)布局，圍繞著平面結(jié)構(gòu)布置及豎向結(jié)構(gòu)布置開展設(shè)計工作?；诩袅ζ矫娼Y(jié)構(gòu)開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員需明確剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度中心及質(zhì)量中心，并對剪力墻開展拉直處理?？偟膩碚f，在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，不宜過于繁瑣復雜，需要依據(jù)相關(guān)規(guī)范及原則，開展設(shè)計工作，確保剪力墻剛度適宜，符合建筑結(jié)構(gòu)要求，以充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的作用。

（三）科學處理剪力墻內(nèi)大墻肢

剪力墻結(jié)構(gòu)自身具備諸多優(yōu)勢，設(shè)計人員在開展剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，需要充分考慮到剪力墻結(jié)構(gòu)的延伸性。剪力墻結(jié)構(gòu)的延伸性對整體結(jié)構(gòu)性能具有密切聯(lián)系。在一般情況下，設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，大部分設(shè)計人員會將其設(shè)計為高狀結(jié)構(gòu)，該墻體結(jié)構(gòu)關(guān)系到整個墻體性能及質(zhì)量。為此，設(shè)計人員要基于施工需求及實際條件，調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計方案，避免由于細節(jié)處理不到位影響整體質(zhì)量。若墻段長度偏小，當經(jīng)過受彎部位時，容易產(chǎn)生裂縫，而剪力墻質(zhì)量優(yōu)劣關(guān)系到整個墻體配筋的支撐力。鑒于這一情況，相關(guān)工作人員要結(jié)合實際情況，開展施工流動工作，在施工完成之后進行填充，以改變長墻形態(tài)。

五、結(jié)語：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和都市的擴張，高層建筑也日益增多?；诳拐鹦阅芎谩?cè)向剛度大、用鋼量少、外形美觀等優(yōu)勢，剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應用也越來越普遍。優(yōu)化和提升剪力墻結(jié)構(gòu)，有助于提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有助于降低施工成本，意義重大。

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