聶詩茂

（貴州開放大學（貴州職業(yè)技術學院），貴州 貴陽 550003）

剪力墻結構具有極佳的抗震效果及較強的剛韌性，高層建筑工程建設對其尤為青睞，是建筑工程中的重點內容?，F(xiàn)階段，我國尚未建立健全的剪力墻結構系統(tǒng)，進而嚴重阻礙施工總體進程。就建筑施工全階段來看，施工質量多由剪力墻結構

質量決定，所以社會各界對其應格外關注，從剪力墻結構設計層面出發(fā)，明確不同部位、時期的設計重點，利用先進技術和理念的良好作用，優(yōu)化剪力墻結構設計，進而起到保障施工質量的效果[1]。

一、剪力墻結構概述

受新社會風氣的影響，剪力墻結構設計已成為建筑設計中的關鍵環(huán)節(jié)。以高層建筑為例，在剪力墻結構的應用期間，便可直觀了解設計的科學性。對此，想使建筑質量符合標準，就須得了解新時代群眾對建筑物的詳細要求，以便為后續(xù)建筑設計的發(fā)展指明風向。剪力墻結構的問世剛好彌補了上述缺陷，成為建筑行業(yè)發(fā)展的必經之路，可有效提升建筑設計水平及質量。

（一）剪力墻結構定義

剪力墻結構的出現(xiàn)，落實了鋼筋混凝土的核心地位，并以此承載內里，使建筑結構水平趨于平衡。這其中，鋼筋混凝土板可最大程度發(fā)揮效果，承受水平力及豎向結構。現(xiàn)階段下，此類結構的應用區(qū)域已相對廣泛，于建筑工程而言意義重大，并隨時間推移成為其中的關鍵結構體系。

（二）剪力墻結構特征

剪力墻又稱抗震墻、結構墻和擋風墻等，因此具有眾多結構特點。對建筑結構來說，剪力墻具有支撐建筑結構、承載其負荷力的良好作用。另外，還扮演著建筑“骨架”角色，用于構建樓板與墻體。同時，剪力墻結構也具有一旦被應用便難以破壞及拆除的缺陷。在大部分建筑的施工階段，建筑單位都會考慮到剪力墻結構具有的造價高、施工難度大等特性，稍有不慎便會將其棄用。所以，只有不斷改進剪力墻結構技術，才能使其符合社會的發(fā)展需求。

（三）剪力墻結構設計中需注意的關鍵點

在剪力墻結構設計的準備階段，首先需明確其使用目的。大部分建筑都需以剪力墻結構為支撐，以便增強建筑的穩(wěn)定性，提升抗震效果，將剪力墻結構的功效發(fā)揮到極致，進而始終將建筑牢固度當作工作重心。此外，剪力墻結構能最大程度減少人為因素對墻體的破壞，進而延長建筑的使用期限，強化其結構的整體性。

1.具備掌控剪力墻結構高度、寬度的能力，嚴格遵守有關標準。通常，剪力墻結構的體積都較大，厚度則剛好相反，因而具備顯著的幾何特征，進而形成類似柱子結構的受力形態(tài)，但二者并不完全相同，尤其表現(xiàn)在厚度與肢長層面[2]。另外，墻體結構通常作為平面構件存在于設計階段，因而會面臨來自各方的水平應力、豎向壓力及彎矩力等。針對此現(xiàn)象，在設計期間便要了解彈性、非彈性及延性的相關標準。

2.在對墻體進行設計時，需優(yōu)先考量墻體承重及橫向延展力結構，并就其進行分析計算。在分析剪力墻承載力的過程中，需在了解剪力墻間、翼墻寬度及門窗洞口的真實狀況后，據標準取值。

（四）剪力墻結構分類

1.就實際狀況可知，截面剪力墻與實體墻間存在較大的差異性，但二者的開通與未開通面積幾近相似，此類剪力墻結構一旦發(fā)生改變，便會呈現(xiàn)出曲線狀態(tài)，缺乏標準的彎射弧度，且保持固定不變的形態(tài)。

2.雖然剪力墻的開口并不大，但其開通面積早已超出標準范圍，因而通常以彎曲形態(tài)示人，在無任何阻擋點的情況下，便會改變最終的形態(tài)及位置。

二、建筑結構設計中剪力墻結構設計的重難點

（一）剪力墻結構的配筋及厚度問題

據了解，地震規(guī)范早已就剪力墻抗震效果的不同做出了明確規(guī)定，以便有效避免因偏心負載而引發(fā)的墻體穩(wěn)定性差、剛度較小等問題，進而致使墻體出現(xiàn)失穩(wěn)情況。但對多地震災害且震感強烈地區(qū)的多層及底層剪力墻來說，上述規(guī)定并不適用，例如：針對五到十五層剪力墻結構而言，對墻肢壓軸、墻體高度、厚度等都具有嚴格要求，以此將設計得不合理性完全凸顯出來。對此，必須就實際狀況，合理的處理、掌控墻厚[3]。

現(xiàn)階段下，我國針對“砼規(guī)”抗震等級一到三級剪力墻及相關急需強化部分的配筋率具有詳細條例，此方面雖與國外有明顯差距，但仍具有一定優(yōu)勢，若面臨剪力墻短小或低矮情況，則需另行商定。

墻體水平分步筋具有防止因墻面裂縫因素引發(fā)脆性剪切的作用，此外，還可有效抵抗溫度應力，將砼裂縫產生的概率降至最低。倘若建筑物、框剪結構呈現(xiàn)較高、較長狀態(tài)，則應根據實際狀況合理增加配筋，尤其是易受溫度、剛度影響的連梁和部分敏感部位。針對一些房屋短且矮的情況，其水平分布筋率必須進行深入研究后再行調整。

墻體豎向鋼筋具有顯著的抗彎效果，就我國建筑行業(yè)的真實狀況可知，部分底高、多層剪力墻中的電算結果都為構造配筋，但在其計算的過程中，經常會受到人為因素的干擾，致使構件鋼筋被莫名扣除的現(xiàn)象時有發(fā)生，進而出現(xiàn)豎向配筋率缺乏科學性、計算不準確等情況。因此，在開展豎向配筋工作時，應對鋼筋進行合理布置，使其符合規(guī)定的間距。另外，還應重點掌控豎向鋼筋的數(shù)量，以免其應數(shù)量過多而導致墻體的抗彎強度大于抗剪強度，削弱墻體的抗震性能[4]。

（二）剪力墻結構超長缺陷

就實際狀況來看，混凝土規(guī)范會因環(huán)境的不同，對框架核心筒結構、現(xiàn)澆混凝土剪力墻結構以及現(xiàn)澆框架剪力墻伸縮縫間距做出詳細規(guī)定，但卻難以切合現(xiàn)階段建筑結構的相關要求。在工程設計階段所使用的伸縮縫間距則突破了上述限制，致使設計人員長時間缺乏規(guī)范意識。對此，在設計人員面臨剪力墻結構超長難題時，應格外細心，并針對相關問題采取科學、合理的解決舉措，通過設置溫度伸縮縫，重點管理伸縮縫間距的方式解決難題，具體可做以下詮釋：第一，剪力墻結構多出現(xiàn)于商品及居民住房中，因而無法實現(xiàn)對使用狀況的掌控，若墻體出現(xiàn)裂縫，將會嚴重危害到民眾的生命財產安全，且后續(xù)事項的處理也相對繁瑣，長此以往便會造成更大的不良影響；第二，剪力墻結構的剛性往往較強，可敏銳的覺察溫度變化狀況，對此，混凝土也會隨之改變，且樓面及屋面易受到墻體的制約，一旦結構產生收縮、變形，裂縫便會隨即出現(xiàn)。

三、優(yōu)化高層建筑剪力墻結構設計的舉措

（一）關注轉換層結構設計

隨著高層建筑形式及功能的不斷豐富、完善，對建筑物功能的要求便逐漸提高。因此，建筑布局必須與時俱進，強化各構件中的銜接性，以此實現(xiàn)內力的有效傳遞。在對剪力墻結構復雜、底部空間大及高位轉換結構進行設計時，更應秉承謹慎的心態(tài)。在高位轉換時，具有較大剛度及質量的轉換層會逐漸升高，所以必須準確把握時機，合理調整轉換層和其上下層的剛度，盡量做到鄰近、相同，最終起到有效掌控轉換層質量的效果。此外，還可采取精準分析空間的方式，明確轉換層附近層間位移角的現(xiàn)狀。須知道，轉換層結構應不斷向小剛度、輕重量的方向發(fā)展，在進行計算的關鍵時期，可盡量選擇合適的振型數(shù)參與組合類型?？偟膩碚f，通過科學、精準的計算后，能第一時間覺察薄弱部位，并以此為基礎對各內力分配特點進行深入研究，進而制定出具有針對性的解決舉措，以便處理上述涉及的問題，最后強化剪力墻結構的抗震性能[5]。

（二）優(yōu)化連梁設計

連梁設計通常會因抗震及非抗震情況而出現(xiàn)兩種具有差異性的高跨比，相關截面受剪承載力、配筋等內容的規(guī)定也不盡相同。因此，必須采取有效途徑進行連梁的塑型調幅，盡最大努力降低剪力設計值，減小裂縫產生的風險，同時強化連梁的鉸接管理。

（三）重視底部加強部位的設計

據悉，針對底部帶轉換層和高層剪力墻結構的高層建筑結構來說，應重視對底部加強部位的設計。如此，在面對地震災害時，地下樓層便可發(fā)揮其重要作用。就實際狀況可知，地下一層往往會受到地震干擾，只有提升其抗震等級，對相關邊緣構件進行具有約束性質的設置，并在滿足標準要求的前提下，才能強化其抗災性能。

（四）剪力墻結構抗震薄弱環(huán)節(jié)的設計

針對抗震薄弱環(huán)節(jié)，可利用概念設計及行之有效的抗震構造舉措進行強化，尤其是外邊沿連梁、底部外圍及小墻肢等易受地震干擾的部分，極容易出現(xiàn)變形、損壞、裂紋情況，對此需從長計議，通過商議制定出相關解決舉措。

四、剪力墻結構設計在建筑結構設計中的應用

（一）合理定位剪力墻

剪力墻的平面布置應遵循對稱及均勻原則，使墻面結構的質量及剛度重心能完美貼合，以便減少扭矩。內、外剪力墻則可通過對直、拉通等方式，讓剪力墻肢截面更規(guī)則、簡潔[6]。

（二）剪力墻中大墻肢的處理

在實際施工階段，剪力墻便因其結構特征存在延伸性要求，對此，在相應的設計及施工過程中也應具備上述特性，使剪力墻結構更加標準化、整齊劃，進而合理調整工作力度。一般來說，在剪力墻的設計過程中都容易出現(xiàn)高狀結構特征，長期如此便會使墻體彎曲甚至損壞，形成剪力墻結構體系模式，導致脆性破壞現(xiàn)象出現(xiàn)。在開展設計工作時，墻體較長的剪力墻設計必須滿足承載力的實際需求，通過分層間隔設計途徑，將其劃分為兼具小且均勻特征的結構，強化墻體承載力。另外，若墻體長度較小便會受各類不良因素的影響而產生寬度較小的裂縫，以此發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。為最大程度避免此類不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，針對超過8m的墻肢長度，可采取以下解決舉措：第一，開施工洞。在施工墻面上留洞，完工時再填充墻面，并將長墻肢劃分為短墻肢；第二，開計算洞。在建筑結構計算的準備階段，施工中仍選擇混凝土材料，通過計算后便可起到強化墻肢配筋能力的效果。

（三）剪力墻結構的墻體配筋

就實際狀況來看，剪力墻配筋必須實現(xiàn)標準化，才能在保障結構安全性的前提下，滿足建筑物對經濟獲益的要求，對剪力墻結構來說，墻面具有廣大的特征。通常，剪力墻墻體配筋都會將豎向鋼筋置于內側，將水平鋼筋放于外側，且配筋之前必須精準計算最小配筋率，使其滿足相關標準。

（四）優(yōu)化剪力墻結構計算原則

第一，調整樓層高比及樓層最大層間。據有關規(guī)定標準可知，在計算多地震作用的樓層最大層間位移過程中，要注重樓間彎曲變形問題，并計入扭轉變形，以免扣除結構整體的彎曲變形程度。所以，對高層建筑而言，理應將扭轉變形的風險降至最低，才可實現(xiàn)豎向構件剛度最大化；第二，堅持樓層最小剪力系數(shù)調整原則。通常，在確保短肢剪力墻承受力符合要求的情況下，應盡量減少相關布置，將大開間剪力墻布置方案定為最終目標，以便其結構具備合理的側向剛度，進而將樓層最小剪力系數(shù)控制在標準范圍內。另外，此方法還具有減小地震干擾力、減輕結構自重及降低工程建設成本的作用；第三，秉承剪力墻連梁朝向調整原則。要知道，剪力墻跨高具有嚴格規(guī)定，一旦其無法滿足相關要求便會出現(xiàn)彎矩、剪力超出規(guī)范限值的情況，反之也不利于剪力墻結構的設計[7]。

結語

綜上所述，對建筑設計而言，剪力墻結構具有明顯的優(yōu)勢，可最大程度滿足現(xiàn)階段社會發(fā)展對建筑物的相關要求，并能就民眾當前的建筑使用需求做出具體改變，以此提升建筑的整體質量。但就當前的實際狀況來看，剪力墻結構在其應用階段還存在諸多問題，對此還需建筑從業(yè)人員及有關部門深入探究，才能為建筑工程發(fā)展提供更可靠的基礎保障，將剪力墻結構與建筑構建有機整合起來，推動我國建筑行業(yè)不斷進步。