黃麗鴻

沈陽新大陸建筑設(shè)計有限公司

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的應用分析

黃麗鴻

沈陽新大陸建筑設(shè)計有限公司

經(jīng)濟的發(fā)展帶動了建筑行業(yè)的進步，建筑物使用要求也越來越高。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計以其剛度大、整體性能好等優(yōu)勢在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中備受青睞。本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全面分析，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

近年來建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，人們對建筑功能和質(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)順應時代的發(fā)展而出現(xiàn)，并以其獨特的優(yōu)勢得到了廣泛應用。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中起到重要作用，因此，對其應用進行分析有著非常重要的現(xiàn)實意義。

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墻、抗震墻以及結(jié)構(gòu)墻。剪力墻的存在就是為了保護建筑整體的結(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)的分類由于標準不同而有所不同。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，用鋼量少，抗震性強，因此在建筑設(shè)計中應用的較為廣泛。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)。當墻體處于建筑物中合適的位置時，它們能形成一種有效抵抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系，同時，又能起到對空間的分割作用。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。此種變形由正應力引起，變形時一側(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出現(xiàn)反彎和突變的情況，因此墻體抗擊能力較強。整體上小開口的剪力墻指的是墻體是有小開口，這個開口的面積是不會超過墻體面積的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)計的過程中，應當調(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，同時對剪力墻進行相關(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，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)計重點。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，導致剪重比變大，從而設(shè)計就不夠科學，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，可用以下方法進行調(diào)整，如增加洞口高度，減少連梁計算截面。結(jié)構(gòu)計算中對連梁剛度折減及對連梁調(diào)幅處理。

三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)的布置。應沿建筑物的主要軸線雙向布置，應避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，并宜使兩個方向抗側(cè)剛度接近，即兩個方向的自振周期宜相近。剪力墻應盡量拉通對直，以增加抗震能力。門窗洞口上下各層對齊。剪力墻應盡量拉通對直，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。高層建筑不應采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，短肢墻應盡可能設(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，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)的計算和配筋。對剪力墻的墻身進行計算時，需要明確其建筑用量，對抗彎承載力進行相關(guān)的驗算。對于抗震等級為一級、二級、三級的剪力墻有著不同的設(shè)計要求，但是都需要豎向配筋率和水平配筋率不能低于0.25%。在四級抗震的設(shè)計中，要求配筋率不能低于0.2%。對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)工作的進行是需要以剪力墻自身具備的強度為基礎(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，在計算的過程中，有必要對連梁的高度進行相應折減，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，從而更好地推動整個建筑行業(yè)的發(fā)展。

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