高新年

（山西省高質量轉型發(fā)展研究院，山西太原 030002）

0 引言

隨著現代社會的發(fā)展和進步，建筑技術水平也在不斷提高，建筑的形式和風格更加多樣化，建筑物的受力、承重等情況會隨著建筑結構的變化而發(fā)生改變，使建筑物中的構件發(fā)生損壞的概率大大提高，進而對整個建筑的安全產生影響。剪力墻結構的應用有效改善了高層結構建筑物中的受力不均問題，并提高了建筑的抗震、抗風能力，為建造多元化、多樣性建筑提供了支持，因此，在行業(yè)內受到了廣泛好評。

1 剪力墻結構概述

1.1 剪力墻結構的概念和優(yōu)點

剪力墻結構是指用鋼筋混凝土剪力墻代替框架柱，使墻體具有承受豎向和水平荷載的能力，從而增強建筑物的抗風和抗震能力。剪力墻結構在平面內強度高、剛度大，表現出的優(yōu)秀的穩(wěn)定性，使建筑整體的穩(wěn)定性大大提升，因而被廣泛地應用在高層建筑中。剪力墻結構因經濟性強，應用效果好，符合大眾審美需求，在高層建筑結構中發(fā)揮的作用越來越大。

1.2 剪力墻結構的缺點

剪力墻在建筑物或構筑物中扮演著重要的承載角色，并且能有效的分割和維護空間，因此，剪力墻結構的設計應同時滿足結構和平面雙重布置的要求。相比常規(guī)的框架結構，剪力墻結構的抗側力性能更加突出，但其結構中也存在一定缺點。剪力墻的間距限制性較強，無法在空間較大的建筑設計中充分發(fā)揮作用。剪力墻結構本身質量高、靈活性差，多應用在公寓、住宅等小空間建筑物中，并且在建筑中承擔著主要支撐受力的作用，不能對其進行隨意改動和拆除，限制居民的個性化空間需求。

1.3 結構分類

1.3.1 壁式框架剪力墻

壁式框架剪力墻的墻肢剛度和連梁剛度接近于墻體結構剛度，并且擁有較大的洞口尺寸，此種剪力墻彎矩會在樓層處存在突變，并且大多數樓層中有反彎點出現，變形曲線主要表現為剪切類型曲線[1]。

1.3.2 整截面剪力墻

顧名思義，會最大限度的保留剪力墻的完整度，不開洞口或洞口面積很小。該種剪力墻在受力時，截面上會以直線形態(tài)分布正應力，極少情況下會有反彎點出現在墻肢的彎矩中，變形曲線主要表現為彎曲型[2]。

1.3.3 整體小開口剪力墻

該種剪力墻會沿豎向設置洞口，洞口面積雖大于正截面剪力墻洞口面積，但仍是小面積開洞墻體的一種，整體懸臂對受力性能的影響較大。墻肢本身彎矩較小，有突變可能，但沒有反彎點，正應力也是以直線形態(tài)分布在截面上，變形曲線表現為彎曲型[3]。

1.3.4 連肢剪力墻

這種剪力墻在豎直方向上設有洞口，開洞面積大，并且墻肢的剛度大于連梁的剛度。如果墻體上有多列洞口，則為多肢剪力墻。如果洞口數量少且面積大，則為雙肢剪力墻。連肢剪力墻中的連梁會在一定程度上約束墻肢，墻肢的彎矩會發(fā)生突變，并有一個反彎點，墻肢局部會產生較大的彎矩，截面中的正應力分布形式非直線形態(tài)，變形曲線主要為彎曲類型。

2 剪力墻設計的應用

2.1 設計原則

為確保剪力墻結構設計的科學性和可行性，在建筑結構設計中應用剪力墻結構時，應滿足以下三點原則：

（1）明確剪力墻結構的重要性。剪力墻在建筑結構中起到圍護、分割結構的作用，豎向上承受荷載作用，水平上對抗側移，對整個建筑來說，是主要的承重構件，剪力墻結構的質量會直接影響建筑的整體質量。在實際建造過程中，設計人員可按需求適當增加剪力墻的高度或厚度，或提高混凝土強度加強其抗側能力。為保障剪力墻能充分發(fā)揮其功能作用，應保證剪力墻的設計自上而下連續(xù)、延伸、不中斷，讓上下層剪力墻構成一個整體，既能加強剪力墻的承重能力，又能有效規(guī)避其因剛度變化出現側移，使墻體的穩(wěn)定性和抗震性得到保障。

（2）應充分考慮設計的科學性和合理性。由于剪力墻多被用作高層建筑的承重結構，所以在設計時應充分考慮其承重受力情況。應預先對墻體受力進行分析和試驗，全面了解剪力墻在投入使用后，可能受到的豎向壓力、剪力和彎曲力等，結合相關設計要求，優(yōu)化剪力墻結構質量，保障高層建筑質量。

（3）保證剪力墻結構擁有良好的墻體延性。在實際建造中，若剪力墻的高度和厚度不達標，會使墻體在連梁應力的作用下產生變形，可能出現拉伸或彎曲現象，甚至會影響整個剪力墻結構的功能，所以，剪力墻機構的設計必須充分考慮墻體延性，嚴格把控墻體的高度和厚度，盡量規(guī)避彎曲或變形等現象[4]。

2.2 設計應用

2.2.1 明確剪力墻位置

由于剪力墻結構在建筑物中起著關鍵性作用，因此在設計剪力墻時，應首先明確剪力墻在建筑整體中的位置，最終方案應滿足整體的建筑要求，充分考慮各種自然災害可能給建筑結構帶來的影響，使剪力墻既能發(fā)揮承重作用，又能給住戶一定的調整空間。

2.2.2 科學處理大墻肢

上文中提出剪力墻結構的設計應保持良好的墻體延性，但墻肢不應超過8m，規(guī)避因墻肢脆性影響變形。在實際工程中采用過長的墻肢，可能使墻體出現彎曲現象，影響建筑的穩(wěn)定性，設計人員可對大墻肢進行科學地處理和調整，將其分割成均勻的小墻肢，通過墻肢拼接提升整體承載力，或通過精確的計算，在建立墻體上開鑿延展性孔洞，完成整體施工后再對孔洞進行填補[5]。

2.2.3 合理配置墻體鋼筋

作為重要的承重結構，必須保證剪力墻墻體的強度，設計人員應充分考慮墻體內鋼筋的配置方式，提升剪力墻結構的穩(wěn)定性和安全性，盡量減少外力對墻體完整性的破壞，保證墻體具有高強度抗震性能。墻體內鋼筋的配置率會影響成本，為了在保證性能的前提下實現經濟效益最大化，設計人員可以在墻體內部設置縱向鋼筋，墻體外部設置橫向鋼筋，使剪力墻的強度符合建筑要求，又能減少配筋數量，節(jié)省施工成本[6]。

2.2.4 連梁結構設計

連梁是銜接剪力墻墻體和房梁的重要構件，在設計連梁時，應充分考慮連梁結構的穩(wěn)定性、密封性、跨高、截面尺寸、剛度等數據，精確計算各處受力數據，對連梁的整體結構進行反復核驗，最大限度降低因連梁設計不合理對剪力墻結構質量的影響。若需折減剛度，折減值應在0.5～1.0 之間，通過合理地控制折減范圍提升連梁的承載力。

確定折減值的剛度后，請檢查建筑物斜截面的受剪承載力和正截面受彎承載力，如果檢查結果不符合標準，可以調整連梁的高度和整體高度，以確保承載力符合標準和整體結構的穩(wěn)定性和安全性[7]。

3 設計剪力墻結構時應注意的要點

剪力墻結構設計的科學性和合理性對保證建筑的穩(wěn)定性來說具有非常重要的意義，以下簡單整理了三點在設計中應注意的要點，其他優(yōu)化策略還需設計人員根據實際情況靈活調整。

（1）由于建筑的結構和風格越來越多變，建筑中的剪力墻結構也會有形式、建設上的差別，剪力墻結構承受的水平和豎向的荷載壓力、荷載分布、整體剛度也會千差萬別。為了使剪力墻能均勻分散所受荷載，應按相關建筑規(guī)定科學設置剪力墻厚度，墻肢截面高度值為厚度值的8 倍以上。

（2）剪力墻結構的外形也會在一定程度上影響的穩(wěn)定性，目前常見的剪力墻結構外形多為T 型或L 型，這兩種結構能有效降低自身重量，減少自身體積，提升側向剛度，并且能大幅節(jié)約成本。

（3）剪力墻結構的穩(wěn)定性和各種構件的質量息息相關，除對連梁、內筋、墻肢的質量進行控制外，還應控制暗柱、翼墻和端柱等邊緣構件的品質，根據實際建筑要求，合理增加邊緣構件的截面尺寸，保障剪力墻結構的整體剛度，規(guī)避層間位移現象。

4 結語

綜上所述，由于人們對建筑形式、風格和結構的要求不斷提高，使從業(yè)人員的建筑水平不斷接受考驗，剪力墻結構在高層或多層建筑結構中扮演著重要的承重、抗震、抗風角色，設計人員應充分地了解剪力墻的受力特點和受損機理等數據，合理地設計剪力墻布置形式，保證剪力墻結構的功能能在建筑結構中得到充分地發(fā)揮。同時，設計人員應不斷為自身充電，更新自身知識儲備，提高自身設計水平，更加全面的考慮問題，彌補剪力墻結構的缺陷，促進我國建筑行業(yè)不斷發(fā)展和進步。