剪力墻結構設計要點分析

剪力墻結構設計要點分析田稷（甘肅省建筑科學研究院（集團）有限公司，甘肅蘭州730000）。引言剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，能承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力，這種結構在高層建筑中被大量運用。剪力墻的結構主要是由墻肢和連梁這兩種結構組成,并且這兩種結構分別有著不同的抗震性能和不同的建筑剛度，因此，在進行建筑工程結構設計時，為了更好地展現出剪力墻結構的運用價值，設計人員需要有效把控設計的核心要點，以保證剪力墻結構設計可以符合建筑工程建設的整體質量要求。1剪力墻結構優(yōu)缺點剪力墻結構是建筑物的核心支撐結構，有著顯著的應用優(yōu)勢，也存在一定的缺陷問題。1剪力墻結構的運用優(yōu)勢（1）剪力墻結構設計科學性較強，且建筑成本較低。在保證剪力墻結構品質，完善建筑功能的同時，可控制工程建設成本。（2）剪力墻結構的剛度表現優(yōu)異，結構功能相對完善，可以承載多種類型的負荷。（3）在建筑工程中，剪力墻結構與分割墻體的結合運用，可有效拓展建筑物內部的可利用空間，使其兼具美觀性與實用性。1.2剪力墻結構的運用缺點（1）由于剪力墻結構的剛度優(yōu)異，倘若遭遇外力影響，便會展現出自主防御的特性，在相互作用力的影響下會導致結構出現變形情況。（2）剪力墻結構中的框架設計，會一定程度上造成墻體結構自重的提升，留下一定的安全隱患。（3）剪力墻施工成本相對較低，盡管可實現工程材料的節(jié)約使用，不過整體結構的延續(xù)性仍待提升。2剪力墻結構的主要類別1實體類剪力墻實體類剪力墻是指建筑結構設計中沒有洞口的剪力墻，此類剪力墻的平穩(wěn)性與負荷承載力較為優(yōu)異，一般不會產生品質問題。小開口整體剪力墻此類剪力墻設計中留有洞口，洞口通常在剪力墻整體結構約15%的面積以內，這對剪力墻結構的負荷承載能力帶來顯著影響，連梁會產生反彎的情況。聯肢剪力墻聯肢剪力墻結構中設計有面積較大的洞口，這會對墻體結構的完整性帶來顯著影響，無法有效保障剪力墻的負荷承載能力。壁式框架剪力墻壁式框架剪力墻結構的洞口所占面積更為突出，墻體結構所受到的影響也更為顯著，除去梁柱之外，其他交錯區(qū)域會產生一定的變形情況,剪力墻結構也接近框架的內力分布，其結構設計有待完善。3剪力墻結構設計的原則1拉通對直建筑結構設計時，剪力墻中涉及的門窗與洞口需保證上層與下層結構的全面對齊，有效設計好結構的傳力途徑，全面提升剪力墻結構的防震水準。剪力墻結構需沿著軸線拉通對直，并且需全面規(guī)避重疊等情況的出現，以保證整體建筑結構功能的完善性與后期使用的平穩(wěn)性。3.2豎向貫穿豎向剪力墻需保證由上到下，實現總體上的結構貫穿。一般在剪力墻豎向出現變動時，剪力墻墻體厚度也會有一定程度的改變，可借助控制剪力墻單元剛度的方法來控制抗側剛度，規(guī)避剛度的突發(fā)性變化對抗震性能的影響。洞口開設控制盡管開洞會影響剪力墻的負荷承載能力，不過某些較長的剪力墻結構,需借助開設洞口來分擔墻體所承受的負荷載，洞口之間借助弱梁接入,不過墻肢一般控制在8m的范圍內，不能太長。建筑高度匹配在剪力墻結構類型挑選時，要合理設計剪力墻結構型式，以匹配建筑整體荷載，規(guī)避受力不均衡問題的出現?？刂茐χ矫娴耐鈴澗匕殡S工藝與材料的持續(xù)改進，控制墻肢平面外彎矩的舉措更加多樣化,可借助提升豎直方向墻體體量的舉措，對墻肢平面外彎矩進行全面把控；也可通過提升磚垛體量，來控制梁端所帶來的負荷壓力。倘若墻體截面相對有限，則可規(guī)劃成較鏈連接的模式，也可有效控制墻肢平面的外彎矩。4剪力墻結構設計的要點分析墻肢的厚度與長度設計剪力墻墻肢的長度與厚度，對整體結構的質量及后期穩(wěn)定性有顯著影響。因此，剪力墻結構規(guī)劃設計時，要充分結合工程項目實際情況,從剪力墻結構的剛度層面來考慮，確定墻肢的長度與厚度［1］。一般而言，高層建筑物內部剪力墻結構的墻肢體厚度需要控制在20cm范圍內，保證與填充墻的厚度相同。高層建筑基礎深埋在抗震設防區(qū),除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎的埋置深度（不計樁長）不宜小于建筑物高度的1/18,墻體的整體高度也需在5m之上，墻肢厚度需要超出填充墻的整體厚度；下墻肢的整體長度不大于8m,下跨的高度需高于6mo抗震墻的厚度需要依據工程建設標準要求來科學規(guī)劃，通常而言，倘若抗震性能需要達到一級水準，則其厚度則必須提升到16cm之上；倘若需要達到四級標準，則墻體的厚度則需至少保證有14cm。合理設計剪力墻的配筋在《混凝土結構設計規(guī)范》中有著明確的要求，抗震等級為一?三級的剪力墻，豎向以及水平分布最小配筋率大約為0.25%,某些框支剪力墻底部增進部位的配筋率也需要符合0.3%的標準。在實際工程項目規(guī)劃中，若建筑物體量較大，則需要提升水平配筋率，尤其是在梁結構等區(qū)域［2］。連梁的規(guī)范化設計建筑物內部剪力墻結構中，接入墻肢的便是連梁，在水平負荷載力作用下的墻肢會出現彎曲的情況，導致連梁端部產生轉角，并產生內力，導致墻肢的性能出現一定程度的下降，因此，應從調控墻肢受力模式進行改進。而針對某些未調配連梁的剪力墻結構而言，在規(guī)劃設計階段，需要把控以下核心環(huán)節(jié)［3-4］。（1）折減連梁剛度。連梁的跨高相對有限，與連梁接入的墻肢剛度突出，在水平力作用下，會出現較大的內力，容易引發(fā)連梁裂縫問題，導致總體剛度下降。因此，在剪力墻結構設計中，需合理折減連梁的剛度，針對高層建筑內部結構，需借助彈性剛度來進行研究整體的解析。不過抗震規(guī)劃中的剪力墻結構連梁剛度相比墻體較低，所承載的彎矩會較為可觀，配筋無法有效運作。通常情況之下，設防烈度相對較低，可全面控制折減，而相反則會導致折減的增多，不過折減系數要不低于0.5,以保證連梁承載負荷性能的平穩(wěn)性。（2）拓寬洞口的寬度。在全面控制連梁高度的同時，提升洞口的整體寬度，可全面控制連梁剛度，同時由于結構剛度的全面下降，也讓地震作用對結構起到控制作用。（3）增加剪力墻厚度。全面提升高層建筑內部剪力墻厚度，等同于提升了連梁截面的寬度，這不僅會提升結構的剛度，提升地震所引發(fā)的內力，同時會讓連梁的寬度與負荷承載力呈現正比關系。若剪力墻的整體厚度提升，在應對地震突發(fā)產生的巨大內力時，則不能依據其厚度有效分散到剪力墻，可能會引發(fā)連梁抗剪承載力超出標準的情況。所以，在具體規(guī)劃中，需要依據工程建設的具體需求，開展有針對性的調控，以切實保證剪力墻的效果，實現建筑整體結構的平穩(wěn)性。墻體的防震加固設計剪力墻結構的主要構成部分是墻體，墻體是承載壓力的基礎。在墻體設計中，要嚴格依據國家標準，開展鋼筋配比計算，需要對縱向和橫向的承載能力進行系統化驗算，使鋼筋調配比例達到標準的防震需求[5]。同時，在建筑抗震結構設計中，剪力墻的傾斜力矩比例應控制在40%范圍內，在地震力作用之下，可通過扭轉作用，將地震的負面影響控制在較低的范圍。依據工程建設標準，橫梁剪切需高于2.5的基礎標準；同時，要特別把控好實際的跨度標準,在跨高比超出6時，接頭的剛度會受到顯著影響，導致剪力墻出現超負荷承載力情況。因此，也應全面作好跨度設計。5結束語隨著建筑工程項目建設規(guī)模及復雜程度的擴大，對建筑的功能性要求也隨之提升，設計人員應積極學習先進經驗，結合實際應用，在剪力墻結構設計工作中開展持續(xù)的優(yōu)化與創(chuàng)新，從而提升剪力墻結構的質量與安全性。未來在剪力墻結構設計時應從以下兩個方面做好優(yōu)化工作。(1)剪