【摘要】一旦高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)不足的時(shí)候，這可能會(huì)大大制約剪力墻結(jié)構(gòu)與工程整體的安穩(wěn)性，所以，加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是工作的重中之重，剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以促進(jìn)工程穩(wěn)定而且還可以降低建設(shè)資金的投入，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的高速發(fā)展有著積極影響。鑒于此，本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】剪力墻；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；建筑

一、剪力墻設(shè)計(jì)中的幾個(gè)原則

設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵守以下設(shè)計(jì)原則：剪力墻墻肢應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)則，剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不應(yīng)過(guò)大；剪力墻應(yīng)該盡量布置在恒荷載較大位置、平面形狀變化處、樓梯位置；在平面布置時(shí)應(yīng)盡量保持對(duì)稱、均勻，以降低結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，無(wú)法保證對(duì)稱時(shí)，需要使建筑結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心盡量重合。在縱向布置上盡量保證剪力墻貫通建筑全高，從而使建筑結(jié)構(gòu)上下剛度均勻且連續(xù)；墻上的洞口盡量設(shè)置在墻體的中間部位，不宜將其設(shè)置在剪力墻的端部或者柱邊。對(duì)于高層建筑，不可運(yùn)用全部短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式，如果短肢剪力墻相對(duì)較多，那么需要布置普通的剪力墻，進(jìn)而形成普通剪力墻和短肢剪力墻共同承擔(dān)水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。如果在剪力墻結(jié)構(gòu)中墻數(shù)量較少且墻肢較短，則為防止水平荷載影響下樓蓋平面內(nèi)發(fā)生彎曲變形，需要對(duì)剪力墻的最大間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，注意剪力墻的數(shù)量和結(jié)構(gòu)高度、結(jié)構(gòu)體型之間的內(nèi)在聯(lián)系。

二、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用

在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施有效考量的過(guò)程中，我們要關(guān)注其基準(zhǔn)概念的設(shè)計(jì)，仔細(xì)把握設(shè)計(jì)中遵循的各項(xiàng)規(guī)則，恰當(dāng)選用有效的長(zhǎng)度和寬度，使設(shè)計(jì)達(dá)到最理想的效果。只有如此才能保證建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)安全，大幅度減小工程成本，推動(dòng)整個(gè)工程建設(shè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

1、設(shè)置邊緣構(gòu)件箍筋

剪力墻邊緣構(gòu)件分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件，其中約束邊緣構(gòu)件配筋區(qū)域又分為“陰影部分”及“非陰影部分”。現(xiàn)行規(guī)范中，對(duì)“陰影部分”的縱向鋼筋與箍筋或者拉筋的配置均有明確的規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)容易理解、執(zhí)行。而“非陰影部分”只要求其箍筋配箍特征值是“陰影配箍特征值的1/2，箍筋或者拉筋沿縱向間距及縱向鋼筋需怎樣配置并沒(méi)有做出明確要求，導(dǎo)致當(dāng)前工程設(shè)計(jì)中的做法相對(duì)混亂，建議縱向鋼筋可以在箍筋交叉點(diǎn)位置按照剪力墻縱向分布筋進(jìn)行設(shè)置[4]。

2、剪力墻的延性設(shè)計(jì)

常見的剪力墻結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)連梁的高度較高而剛度較大，連梁中往往僅配置普通的抗剪箍筋和受彎縱向鋼筋， 其延性較差。對(duì)于這種連梁，應(yīng)用斜向交叉配筋可有效提高連梁的抗剪性能和延性，然而由于受到造價(jià)等因素的影響，其在實(shí)際工程中應(yīng)用的相對(duì)較少。設(shè)計(jì)中應(yīng)該合理控制剪力墻墻肢的長(zhǎng)度大小，將長(zhǎng)墻切割為開洞連肢墻，在洞頂位置設(shè)置跨高比不小于5的弱連梁，建筑窗臺(tái)底部和窗頂墻體使用砌體填充。

3、剪力墻長(zhǎng)墻肢的處理

剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)保證有一定延性。就細(xì)高形狀的剪力墻而言，它往往極易成為具有彎曲破壞特性的延性剪力墻，可以有效避免受到脆性剪切破壞的影響。如果墻的長(zhǎng)度相對(duì)較大，那么為保證每段墻高寬比例大于2，就應(yīng)該運(yùn)用開洞的辦法把較長(zhǎng)的墻分割成多段小而且具備均勻性特點(diǎn)的獨(dú)立墻段。如果長(zhǎng)墻段無(wú)法人為分割，且其他剪力墻墻段的長(zhǎng)度又較小時(shí)，小墻段受力較小，墻體配筋也少。如果小墻肢沒(méi)有充足的配筋作為保障，大震時(shí)將使得整個(gè)墻面結(jié)構(gòu)受到較為嚴(yán)重的破壞。為有效防止這一狀況的出現(xiàn)，對(duì)于長(zhǎng)度大小8m的墻肢，設(shè)計(jì)人員可以采用2種措施來(lái)實(shí)施處理：一是開施工洞，這種方法就是指在實(shí)際施工過(guò)程中在墻上留出洞口，當(dāng)建筑工程施工已經(jīng)結(jié)束時(shí)砌填填充墻，把長(zhǎng)墻分為若干個(gè)短墻肢；二是開計(jì)算洞：這種方法指的是在計(jì)算結(jié)構(gòu)過(guò)程中設(shè)置洞，處于正式施工時(shí)依舊是混凝土墻，利用此種計(jì)算方法，可強(qiáng)化其他小墻肢配筋，一般情況下適合在工程地下室外墻等不易進(jìn)行開洞的工程中使用。

4、剪力墻的優(yōu)化布置

剪力墻應(yīng)按建筑平面的2個(gè)主軸方向或建筑單元的主軸及其垂直方向完成雙向布置，避免出現(xiàn)僅單向有墻的布置形式，針對(duì)不同的建筑平面形式可以有以下布置方式[2]。1）常見的矩型、T型和L型平面，可根據(jù)2條主軸線方向雙向布置；2） 角型平面和Y型平面，可根據(jù)自身3個(gè)軸線方向和其相應(yīng)的垂直軸線方向分別雙向布置；3）弧形平面、正多邊形平面和圓形平面形式，可根據(jù)徑向和環(huán)向分別雙向布置。

建筑工程平面中剪力墻的布置，要簡(jiǎn)單規(guī)則且應(yīng)始終遵循雙向和對(duì)稱均勻的原則，內(nèi)外剪力墻盡量相交、對(duì)直，避免一字形剪力墻的出現(xiàn)，應(yīng)盡可能地促使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與墻體剛度中心重合，以達(dá)到降低扭轉(zhuǎn)影響的目的。為實(shí)現(xiàn)既能保證建筑工程剪力墻的承載能力和抗水平力能力，又盡量增大建筑的可使用空間且節(jié)約造價(jià)的目的，應(yīng)控制剪力墻的平面布置數(shù)量和間距，即應(yīng)有效控制剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，其數(shù)值應(yīng)滿足規(guī)范位移要求但也不可過(guò)大，使剪力墻結(jié)構(gòu)擁有更加科學(xué)、合理的側(cè)向剛度。若想要判斷剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度以及剪力墻數(shù)量是否合理，實(shí)際工作中可以根據(jù)公式（1）計(jì)算：

T=（0.04～0.05）n（1）

式中，n為剪力墻結(jié)構(gòu)層數(shù)；T為建筑結(jié)構(gòu)自振周期。通過(guò)式（1）計(jì)算得出的T值可以和通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件建模計(jì)算的自振周期T1進(jìn)行對(duì)比。若T>T1，就說(shuō)明建筑剪力墻數(shù)量過(guò)多，這時(shí)就需要相應(yīng)地減少剪力墻的數(shù)量或是在較長(zhǎng)剪力墻中部合適位置設(shè)置結(jié)構(gòu)洞口，通過(guò)這種方式來(lái)降低剪力墻的剛度大??；相反的情況，就需要適當(dāng)?shù)卦黾蛹袅Φ脑O(shè)置數(shù)量。如圖1所示。

結(jié)束語(yǔ)

在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的形勢(shì)下，怎樣在設(shè)計(jì)方面同時(shí)滿足建筑樣式的創(chuàng)新、功能需求的不斷提高以及結(jié)構(gòu)的安全性，已經(jīng)成為行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要目標(biāo)及方向。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相對(duì)繁瑣并要求細(xì)致耐心的工作，具體實(shí)踐中需要設(shè)計(jì)人員透徹理解各設(shè)計(jì)規(guī)范中剪力墻結(jié)構(gòu)相應(yīng)條款的編制原理，不斷提升剪力墻工程的設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]陳俊俊.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D].廣西大學(xué)，2014.

[2]陳龍洋.高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D].河北工程大學(xué)，2014.

[3]黃麗華.框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析[D].蘭州理工大學(xué)，2014.

[4]付艷強(qiáng).論剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2014，01：142-143.