摘要：剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑中普遍常見的一種結(jié)構(gòu)，如果這種結(jié)構(gòu)設計的很好，那么，不僅能夠減少建筑施工的時間，還能增加建筑的使用年限，因此應該注重建筑結(jié)構(gòu)設計中剪力墻結(jié)構(gòu)的設計，下文主要針對建筑結(jié)構(gòu)設計中剪力墻結(jié)構(gòu)設計的主要原則、特征、設計應用進行了分析和探討。
關(guān)鍵詞：建筑 結(jié)構(gòu) 設計 剪力墻 設計
中圖分類號：TU3文獻標識碼： A
剪力墻結(jié)構(gòu)自身所具有的抗側(cè)剛度性能強、抗震性能好、側(cè)移幅度小等優(yōu)點，所以，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛的使用到了各種不同建設的結(jié)構(gòu)設計之中，尤其是在大量的高層建筑結(jié)構(gòu)設計之中，絕大部分墻體結(jié)構(gòu)都是應用的剪力墻結(jié)構(gòu)。但必須要加以重視的是，就目前來說，剪力墻位置、尺寸等方面的設計都還沒有形成相應的規(guī)范，這方面的因素直接使得剪力墻結(jié)構(gòu)極易存在一定的安全隱患，僅僅只是靠設計師的經(jīng)驗，并沒有辦法來避免這類情況。
1 建筑結(jié)構(gòu)設計中剪力墻結(jié)構(gòu)設計的主要原則
首先，因為剪力墻通常情況下都是高和寬要比厚度大很多，再加之是幾何特征向板，所以剪力墻的受力形態(tài)和柱子幾乎相同，但是兩者之間還是有差別的，之所以會產(chǎn)生這種差別主要是由于肢長和厚度的比值范圍，如果肢長和厚度的比值不超過 3 時，設計者就可以按照柱子看設計剪力墻，但是如果比值超過 3,但小于 5，那么設計者就可以把剪力墻當作異形柱處理。其次，剪力墻結(jié)構(gòu)中的墻屬于平面構(gòu)件，它不僅要承受水平方向的水平剪力以及彎矩，還要承受來自縱向的豎向壓力，如果剪力墻結(jié)構(gòu)要滿足抗震的要求，那么，在設計時除了要考慮剛度，還要考慮延性，這種延性能承受住非彈性變形反復循環(huán)。再次，剪力墻最重要也是最需要注意的特點是，如果剪力墻在同一平面內(nèi)，那么它的剛度和承載力就會相對很大，但是平面外這兩者就相對要很小。所以如果與剪力墻連接的是平面外的梁，就非常容易使墻肢在平面外出現(xiàn)彎矩的現(xiàn)象，所以在實際設計時，應該盡可能的不與平面外的梁連接，如果必須要與平面外的梁連接，設計人員必須要做好保護措施，避免出現(xiàn)剪力墻平面外出現(xiàn)意外事故。最后，在對剪力墻的設計進行計算時，不僅要考慮到豎向作用下的結(jié)構(gòu)分析，好要考慮到水平作用下結(jié)構(gòu)分析，在計算出內(nèi)力結(jié)果之后，就要根據(jù)偏壓或者偏拉來驗算。在計算剪力墻承載力時，如果是帶翼墻，那么，計算寬度通常情況下都是取最小值。
2 剪力墻的特征及其種類
剪力墻的特征總的來說，可以總結(jié)為以下幾點：抗側(cè)剛度很強大，而且側(cè)移也相對要小很多；發(fā)生地震時，能夠吸收更多的地震能力；運用剪力墻結(jié)構(gòu)可以說使室內(nèi)墻面非常平坦；但是剪力墻結(jié)構(gòu)在施工時需要很多的環(huán)節(jié)，這樣造價也就相對要高很多。如果按照剪力墻結(jié)構(gòu)是否開洞可以將其劃分為以下幾種：整體小開口剪力墻、實體墻、壁式框架以及雙肢或者多肢剪力墻等。這幾種剪力墻它們各自都有不同的受力特點，設計人員應該建筑結(jié)構(gòu)的具體需要來選擇合適的剪力墻結(jié)構(gòu)類型。
3.剪力墻結(jié)構(gòu)的計算和配筋
3.1剪力墻的墻身
剪力墻中包括的有豎向鋼筋和水平向鋼筋，在對其進行構(gòu)造和計算時，要對其用量進行確定，主要對正截面中的抗彎承載力、斜截面中的抗剪承載力進行驗算。剪力墻中的鋼筋配置要求為:在一級、二級、三級的抗震設計中，豎向配筋率與水平配筋率不能低于0.25%;在四級、一級非抗震設計中，其配筋率不能低于0.2%。另外，剪力墻的豎向鋼筋與水平鋼筋之間的距離適宜在300m m左右，直徑不能低于8mm
3.2對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行控制
為了有效的保證結(jié)構(gòu)布置的科學合理性，需要對位移比、剛重比、側(cè)向剛度比、層間位移角以及周期比等參數(shù)進行控制。其中，位移比指的是在高層建筑中，其豎向構(gòu)件自身的層間位移、水平位移和本樓層平均值之間的比值。主要對結(jié)構(gòu)布置自身具有的不規(guī)則性進行限值，能夠防止出現(xiàn)大的偏心力，進而導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應。另外，位移比限制主要是將剛性樓板基礎進行確定的，在對偏心力因素進行考慮的前提下，高樓建筑中豎向構(gòu)件中的位移比小能高于1.2 。
3.3樓層之間最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則
在建筑工程項目中，為了有效的減輕結(jié)構(gòu)自重、避免因為地震而引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)垮塌問題，在設計中應當考慮少布置剪力墻，但是這一前提必須是在剪力墻滿足建筑結(jié)構(gòu)豎向、水平荷載的要求下，從而合理、科學的布置剪力墻，這樣不僅能減少工程施工和投入，而且能大大的提高建設效益。
3.4樓層層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則
對于常規(guī)建筑工程施工建設而言，設計工作的重點主要是置放在兩主節(jié)點的扭曲和施工建設中，是通過科學控制扭轉(zhuǎn)變形和抗剪切能力來達到預計設計標準的一個工作模式，但是在剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的設計工作中，豎向荷載的多少是整個設計工作的重點，如果豎向構(gòu)件的數(shù)量過多，必然會導致剪力墻比重大，給水平荷載造成威協(xié)，如果設計過少卻又無法滿足工程施工建設要求，導致整個結(jié)構(gòu)時久性、功能性不佳，給施工效益造成威脅
4 剪力墻結(jié)構(gòu)設計在建筑結(jié)構(gòu)中的應用
4.1 剪力墻的布置
剪力墻是高層建筑結(jié)構(gòu)的核心主體框架，其在平面布置時應該盡可能地保持均勻與對稱，同時墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量重心保持吻合，減少因為兩側(cè)受力不均導致的扭矩問題。剪力墻布置不均，造成的建筑主體出現(xiàn)沉降不均的問題也時有發(fā)生。內(nèi)外剪力墻要拉通、對直。
在剪力墻的結(jié)構(gòu)設計時要充分計算應力，同時也要考慮施工的難以程度，在同樣滿足業(yè)主需求的同時，降低整個項目的成本也是結(jié)構(gòu)設計要考慮的一項因素之一。最后剪力墻的肢截面要盡可能地簡單、規(guī)則，適應性更強，也更容易得到業(yè)主的認可。
4.2剪力墻大墻肢處理應用
剪力墻本身的剛度非常大，同時也存在著一定的延伸性，這主要是因為施工材料無可避免的形成的。正因為如此，在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設計時同樣需要考慮到延展特性，從實際出發(fā)，結(jié)構(gòu)設計對整體性的作用將會更加科學。在剪力墻的結(jié)構(gòu)設計中，極易出現(xiàn)彎曲破壞形式，容易在投入使用后經(jīng)過一段時間的應力積累，造成脆性破壞。所以在設計過程中，要對剪力墻在滿足承載要求的基礎上，進行分層間隔設計，均勻獨立的剪力墻對于提高墻體的結(jié)構(gòu)承載力非常有效。長度較小的剪力墻在受彎時造成的裂縫寬度較小，可以發(fā)揮配筋的作用。一般而言，對于超過八米的墻肢長度，要采用開施工釬與開計算洞的方式進行處理。前者是在施工墻上留洞，在完成后進行砌填，對墻肢進行分解，而第二種是在計算時就設有孔洞，不過在施工階段卻為混凝土墻，從而加強其他的墻腳的配筋能力。
4.3 結(jié)構(gòu)設計中的墻體配筋
剪力墻的面積非常大，整個建筑規(guī)模都需要使用到剪力墻。剪力墻的配筋多把豎向鋼筋置于內(nèi)側(cè)，而把橫向的鋼筋置于外介。剪力墻的配筋需要滿足最小配筋率要求，如果采用雙向鋼筋網(wǎng)片可以有效節(jié)省墻體配筋。墻體配盤減少，將對規(guī)模龐大的高層建筑工程造價有著積極的作用，得到了建設單位的認可。
4.4 連梁設計
當剪力墻受到水平荷載的時候，墻肢可能會出現(xiàn)扭曲情況，連梁裝置則能夠均衡墻肢的水平負荷力，改善墻肢受力狀態(tài)，對墻肢起到了一定的約束和穩(wěn)定作用�？梢�，墻肢之間的連梁對整個剪力墻結(jié)構(gòu)都具有重要作用，在剪力墻結(jié)構(gòu)設計中是不可或缺的環(huán)節(jié)，一旦設計失誤或是不合理，必然會對剪力墻結(jié)構(gòu)的設計帶來不良影響。所以，在進行連梁結(jié)構(gòu)設計的時候，設計師應按照相關(guān)規(guī)定適當折減連梁結(jié)構(gòu)剛度和高度，適當增加其跨度，從而降低結(jié)構(gòu)剛度，完善抗震結(jié)構(gòu)的設計，緩解地震作用的對剪力墻結(jié)構(gòu)的影響。另外，為了進一步提高結(jié)構(gòu)的承載力和抗震性能，設計師也可適當增加剪力墻結(jié)構(gòu)厚度，增加連梁截面，使連梁裝置的作用得到最大限度發(fā)揮。
5.結(jié)束語
綜上所述，剪力墻結(jié)構(gòu)無論是在多層建筑結(jié)構(gòu)之中還是其他不同類型的建筑結(jié)構(gòu)中，都有著極其廣泛的應用前景。同時，在剪力墻結(jié)構(gòu)進行設計和計算的過程中，務必要和相關(guān)的工程情況進行結(jié)合，以此來制定出能夠滿足剪力墻結(jié)構(gòu)施工的建筑施工設計，最大限度的提升建筑結(jié)構(gòu)無論是在水平方向，還是在豎向之中所呈現(xiàn)出來的作用力，最大限度的提升建筑自身所擁有的安全性。
參考文獻
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